KR20220141546A - Automatic tool changer breakage preventing control device of machine tool and method thereof - Google Patents

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박용환
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Abstract

An automatic tool changer (ATC) damage prevention control device for machine tools according to the present invention includes: a spindle to clamp or unclamp a tool; an ATC having an arm and automatically exchanging the tool mounted on the spindle with another tool; a detection unit installed on one side of the spindle to detect whether tool unclamping or tool clamping of the spindle occurs when a tool exchange signal is generated; and a control unit for controlling the tool exchange or emergency stop operation of the ATC in real-time by analyzing whether or not the tool unclamping of the spindle is normally operated according to the detection result of the detection unit while the ATC is operating by the tool exchange signal, thereby capable of preventing damage or breakage of the ATC and tools.

Description

공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법{Automatic tool changer breakage preventing control device of machine tool and method thereof}ATC breakage preventing control device and control method of a machine tool TECHNICAL FIELD

본 발명은 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공구교환신호에 의해 ATC 작동중에 감지부의 감지결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 ATC의 공구교환 계속 수행 또는 즉각 비상정지하고 알람을 발생시키도록 ATC를 운전을 제어하여 ATC의 손상이나 파손을 방지할 수 있는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ATC damage prevention control device and control method of a machine tool, and more particularly, by analyzing the normal operation of tool unclamping of the spindle according to the detection result of the sensing unit during ATC operation by a tool change signal, the ATC tool It relates to an ATC damage prevention control device and control method of a machine tool that can prevent damage or damage to ATC by controlling the operation of ATC to continuously perform replacement or to immediately stop and generate an alarm.

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 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.

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 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.

일반적으로 머시닝센터(machining center)라 함은 자동공구교환장치 등을 구비하고, 여러 종류의 공구를 교환하여 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로 크게 주축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(vertical) 머시닝센터와 수평형(horizontal) 머시닝센터로 나누어진다.Generally, a machining center refers to a machine tool equipped with an automatic tool changing device, etc., and performing a wide range of machining that can be performed on lathes, milling, drilling, boring machines, etc. by exchanging various types of tools. It is divided into a vertical machining center and a horizontal machining center in which the main shaft is mounted vertically.

이러한 터닝센터와 머시닝센터는 다양한 가공을 신속하고 효과적으로 수행하기 위해 일반 매거진보다 매우 많은 공구를 보관하는 대용량 매거진을 구비할 수 있다.These turning centers and machining centers may be equipped with a large-capacity magazine that stores a lot more tools than a general magazine in order to perform various machining quickly and effectively.

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.

일반적으로 스핀들은 공구를 클램프 또는 언클램프하는 스핀들 실린더를 스핀들 내부에 구비하고, 스핀들 실린더의 회전 동작을 통해 공구를 클램프 또는 언클램프한다. 또한, ATC는 암(ARM)을 구비하고, ATC 암은 캠방식으로 서보모터로 구동된다. In general, a spindle includes a spindle cylinder for clamping or unclamping the tool inside the spindle, and clamps or unclamps the tool through a rotational operation of the spindle cylinder. In addition, the ATC has an arm, and the ATC arm is driven by a servomotor in a cam method.

ATC 암은 1회 전하는 시간이 대략 1초로 아주 짧은 시간에 회전하면서 스핀들에 장착된 공구와 교환될 공구를 신속하게 교환한다. 즉 ATC(자동공구교환장치)는 비가공시간 감소를 위해 최대한 빠르게 회전하여 공구교환을 수행한다. 이처럼, ATC는 공구교환을 위해 ATC 암이 아웃된 상태에서 회전하면서 공구교환을 수행한다.The ATC arm rotates in a very short time with one rotation time of approximately 1 second, and quickly exchanges the tool mounted on the spindle and the tool to be exchanged. That is, the automatic tool changer (ATC) rotates as fast as possible to reduce non-working time and performs tool change. As such, the ATC performs tool change while rotating in the state that the ATC arm is out for tool exchange.

그러나, 종래 공작기계는 공구교환신호에 의해 ATC의 암이 아웃된 상태에서 유온 또는 압력저하로 스핀들 실린더가 늦게 작동하거나 오작동하게 되는 경우에도 공구교환을 계속하여 수행함에 따라 ATC 또는 공구가 손상되거나 파손되는 문제점이 있었다.However, in the conventional machine tool, even if the spindle cylinder operates late or malfunctions due to a drop in oil temperature or pressure while the arm of the ATC is out by the tool change signal, the ATC or the tool is damaged or damaged as the tool exchange continues. There was a problem being

또한, 종래 공작기계는 스핀들이 공구 언클램프 상태에서 ATC가 공구를 교환해야 함에도 이를 별도로 판단하고 ATC와 동기화를 통한 제어를 수행하지 못함에 따라 작업자의 불편을 초래하고, 공구추락이나 ATC와 공구의 충돌 등에 의해 안전사고가 발생하는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional machine tool, although the ATC needs to exchange the tool while the spindle is in the unclamped state of the tool, it is separately determined and the control through synchronization with the ATC cannot be performed. There was a problem in that safety accidents occurred due to collisions, etc.

더욱이, 종래 공작기계는 ATC가 1회 전시 1초의 빠른 시간에 동작함에 따라 스핀들의 공구 언클램핑 유무를 정확하고 신속하게 판단하지 못하여 공구손상이나 ATC 파손을 초래하여 유지보수 비용과 시간이 증가하고, 비가공시간 증가에 따라 생산성이 감소하며, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 저해하고, 소비자의 불만을 초래하는 문제점이 있었다.Moreover, conventional machine tools cannot accurately and quickly determine whether or not the tool is unclamped on the spindle as the ATC operates at a fast time of 1 second during one display, resulting in tool damage or ATC damage, increasing maintenance costs and time, As the non-working time increases, productivity decreases, the reliability and stability of machine tools are impaired, and there are problems that cause consumer dissatisfaction.

대한민국 실용신안등록공보 제20-0242515호Republic of Korea Utility Model Registration Publication No. 20-0242515 대한민국 실용신안등록공보 제20-0159641호Republic of Korea Utility Model Registration Publication No. 20-0159641

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공구교환신호에 의해 ATC 작동에 의해 암부가 인출된 상태에서 감지부의 감지결과를 실시간으로 분석하여 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 계속 수행하고, 스핀들이 현재 공구 클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 즉시 중단하고 알람을 발생시키도록 ATC 운전을 실시간으로 제어하여 공구교환중에 공구와의 충돌로 인한 ATC 또는 공구의 파손이나 손상을 방지하고, 유지비용과 시간을 감소하며, 비가공시간 감소에 따라 공작기계의 생산성을 향상할 수 있는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to analyze the detection result of the sensing unit in real time while the arm is drawn out by the ATC operation by the tool change signal so that the spindle is currently in the tool unclamped state. In this case, ATC tool change is continued, and if the spindle is in the current tool clamp state, ATC tool change is stopped immediately and ATC operation is controlled in real time to generate an alarm. Alternatively, it is to provide an ATC damage prevention control device and control method of a machine tool that can prevent breakage or damage of the tool, reduce maintenance costs and time, and improve productivity of the machine tool according to a reduction in non-working time.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 ATC에 의해 대략 1초의 매우 짧은 시간에 이루어지는 공구교환중에 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인지 공구 클램프 상태인지를 정확하게 판단하고 ATC의 연속적인 공구교환 또는 비상정지를 신속하고 정확하게 결정하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하고, 감지부와 제어부만으로 즉각적인 ATC 비상정지 또는 공구교환의 계속 수행 여부를 제어하여 제조비용을 절감하고, 장비의 소형화를 도모하며, 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to accurately determine whether the spindle is currently in the tool unclamped state or the tool clamped state during tool change in a very short time of about 1 second by ATC, and to quickly perform continuous tool change or emergency stop of the ATC. to improve the stability and reliability of the machine tool by accurately determining the It is to provide an ATC damage prevention control device and control method of a machine tool that can prevent safety accidents in advance.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치는 공구를 클램프 또는 언클램프하는 스핀들; 암부를 구비하고, 상기 스핀들에 장착된 공구를 다른 공구와 자동으로 교환하는 ATC; 상기 스핀들의 일측에 설치되어 공구교환신호 발생시에 상기 스핀들의 공구 언클램프 및 공구 클램프 여부를 감지하는 감지부; 및 공구교환신호에 의해 상기 ATC의 작동중에 상기 감지부의 감지결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention includes a spindle for clamping or unclamping the tool; ATC having an arm and automatically exchanging a tool mounted on the spindle with another tool; a sensing unit installed on one side of the spindle to detect whether the spindle is unclamped or clamped when a tool change signal is generated; and a control unit for real-time control of tool exchange or emergency stop operation of the ATC by analyzing whether or not the tool unclamping of the spindle is normally operated according to the detection result of the sensing unit during operation of the ATC by the tool change signal. have.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 상기 제어부는 공구교환신호 의해 상기 ATC의 상기 암부가 인출된 상태에서 상기 감지부의 감지결과를 실시간으로 분석하여 상기 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인 경우에는 상기 ATC의 공구교환을 계속 수행하고, 상기 스핀들이 현재 공구 클램프 상태인 경우에는 상기 ATC의 공구교환을 즉시 중단하고 알람을 발생시킬 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention, the control unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool is the detection unit in the state in which the arm part of the ATC is withdrawn by the tool exchange signal. By analyzing the detection result in real time, if the spindle is currently in the tool unclamped state, the ATC tool change is continued. If the spindle is in the current tool clamped state, the ATC tool change is immediately stopped and an alarm can do it

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 상기 제어부는 공구교환신호에 의해 상기 ATC의 작동중에 상기 감지부의 감지결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하기 위한 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 메모리부에 저장된 데이터와 상기 감지부의 감지결과를 분석하여 상기 암부가 인출된 상태에서 상기 ATC의 공구교환 계속 수행 또는 상기 ATC의 비상정지와 알람 발생 여부를 결정하는 분석부; 및 상기 분석부의 분석결과에 따라 상기 ATC의 공구교환 계속 수행 또는 상기 ATC의 비상정지후 알람을 발생시키는 신호를 출력하는 처리부;를 포함할 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention, the control unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the detection result of the detection unit during the operation of the ATC by a tool exchange signal a memory unit for storing data for real-time control of tool exchange or emergency stop operation of the ATC by analyzing whether or not the tool unclamping of the spindle is normally operated; an analysis unit that analyzes the data stored in the memory unit and the detection result of the sensing unit, and determines whether the tool replacement of the ATC continues or an emergency stop of the ATC and an alarm occur while the arm unit is withdrawn; and a processing unit configured to output a signal for generating an alarm after continuously performing tool replacement of the ATC or emergency stop of the ATC according to the analysis result of the analysis unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 제어부의 상기 메모리부는 스핀들, ATC, 가공프로그램에 대한 데이터를 저장하는 기본데이터 저장부; 공구 무게에 대한 데이터를 저장하는 공구데이터 저장부; 상기 공구데이터 저장부에 저장된 공구 무게에 따른 상기 스핀들의 공구 클램프 위치 및 공구 언클램프 위치에 대한 위치데이터를 저장하는 위치데이터 저장부; 및 상기 감지부의 감지결과에 따른 현재 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터 및 상기 스핀들의 공구 클램프 감지데이터를 저장하는 감지데이터 저장부;를 포함할 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention, the memory unit of the control unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool basic data storage for storing data about the spindle, ATC, machining program wealth; a tool data storage unit for storing data on the weight of the tool; a position data storage unit for storing position data on a tool clamp position and a tool unclamp position of the spindle according to the weight of the tool stored in the tool data storage unit; and a detection data storage unit configured to store current tool unclamp detection data of the spindle and tool clamp detection data of the spindle according to the detection result of the detection unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 상기 분석부는 공구교환신호 발생 유무 및 상기 공구데이터 저장부에 저장된 데이터에 의해 상기 스핀들에 현재 클램프된 공구 무게와 상기 ATC에 의해 교환될 공구 무게를 확인하는 확인부; 상기 확인부의 확인결과, 상기 위치데이터 저장부, 및 상기 감지데이터 저장부에 저장된 데이터에 의해 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 비교하는 비교부; 및 상기 확인부의 확인결과 및 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는지를 여부를 판단하는 판단부;를 포함할 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention, the analysis unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool determines whether or not a tool exchange signal is generated and the data stored in the tool data storage unit. a confirmation unit for confirming the weight of the tool currently clamped on the spindle and the weight of the tool to be exchanged by the ATC; a comparison unit for comparing the tool unclamping position data of the spindle with the tool unclamping detection data of the spindle according to the result of the confirmation of the confirmation unit, the position data storage unit, and the data stored in the detection data storage unit; and a determination unit configured to determine whether a difference between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle occurs according to the verification result of the verification unit and the comparison result of the comparison unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 상기 제어부는 상기 ATC 작동중에 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무에 따라 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전 여부를 선택하는 선택부; 및 상기 메모리부, 상기 분석부, 상기 처리부, 및 상기 선택부의 결과를 표시하는 표시부;를 더 포함할 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the ATC anti-breakage control apparatus for a machine tool according to the present invention, the control unit of the ATC anti-breakage control apparatus of the machine tool may control the ATC according to whether or not the tool unclamping of the spindle is normally operated during the ATC operation. a selection unit that selects whether to change the tool or emergency stop operation; and a display unit displaying results of the memory unit, the analysis unit, the processing unit, and the selection unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 상기 감지부는 접촉식변위센서 또는 근접센서로 형성될 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention, the sensing unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool may be formed of a contact displacement sensor or a proximity sensor.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어방법은 공구교환신호에 의해 ATC의 작동중에 감지부의 감지결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하기 위한 데이터를 저장하는 단계; 상기 ATC 작동중에 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 실시간으로 분석하여 상기 ATC의 공구교환 비상정지 운전 기능 활성화 여부를 선택하는 단계; 공구교환신호 발생 유무 및 기저장된 공구데이터에 의해 상기 스핀들에 현재 클램프된 공구 무게와 상기 ATC에 의해 교환될 공구 무게를 확인하는 단계; 확인결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 또는 공구 클램프 여부를 감지하는 단계; 확인결과, 감지결과, 및 기저장된 데이터에 의해 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 비교하는 단계; 확인결과 및 비교결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는지 여부를 판단하는 단계; 및 판단결과에 따라 공구교환신호에 의해 상기 ATC가 작동하여 상기 ATC의 암부가 인출된 상태에서 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는 경우에는 상기 스핀들이 현재 공구 클램프 상태로 상기 ATC를 비상정지시킴과 동시에 알람을 발생하고, 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하지 않는 경우에는 상기 ATC의 공구교환을 계속 수행하는 신호를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.In order to achieve another object of the present invention, the ATC damage prevention control method of a machine tool according to the present invention analyzes whether or not the tool unclamping of the spindle is in normal operation according to the detection result of the sensing unit during the operation of the ATC by the tool change signal. storing data for controlling the tool change or emergency stop operation of the ATC in real time; selecting whether to activate the tool exchange emergency stop operation function of the ATC by analyzing in real time whether the tool unclamping of the spindle is normally operated during the ATC operation; confirming the weight of the tool currently clamped to the spindle and the weight of the tool to be exchanged by the ATC according to the presence or absence of a tool change signal and pre-stored tool data; detecting whether the spindle is tool unclamped or tool clamped according to the check result; comparing the tool unclamp position data of the spindle with the tool unclamp detection data of the spindle based on the confirmation result, the detection result, and the pre-stored data; determining whether there is a difference between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle according to the confirmation result and the comparison result; and when a difference occurs between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle in a state in which the ATC is operated by the tool change signal according to the determination result and the arm portion of the ATC is drawn out, the spindle In this current tool clamp state, the ATC is emergency stop and an alarm is generated at the same time, and when the difference between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle does not occur, the tool exchange of the ATC is performed. It may include; outputting a signal to be continuously performed.

본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법은 공구교환신호에 의해 ATC 작동에 의해 암부가 인출된 상태에서 감지부의 감지결과를 실시간으로 분석하여 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 계속 수행하고, 스핀들이 현재 공구 클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 즉시 중단하고 알람을 발생시키도록 ATC 운전을 실시간으로 제어하여 공구교환중에 공구와의 충돌이나 공구추락으로 인한 ATC 또는 공구의 파손이나 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.The ATC damage prevention control apparatus and control method for a machine tool according to the present invention analyzes the detection result of the sensing unit in real time in a state in which the arm is drawn out by the ATC operation by the tool change signal, and when the spindle is currently in the tool unclamping state, ATC tool change is continued, and if the spindle is currently in tool clamp state, ATC tool change is immediately stopped and ATC operation is controlled in real time to generate an alarm. It has the effect of preventing breakage or damage to the ATC or the tool.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법은 고구교환중에 ATC 또는 공구의 손상이나 파손을 방지하여 공작기계의 유지비용과 시간을 감소하고, 비가공시간 감소에 따라 공작기계의 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.In addition, the ATC damage prevention control apparatus and control method of a machine tool according to the present invention prevents damage or breakage of the ATC or the tool during tool replacement, thereby reducing the maintenance cost and time of the machine tool, and reducing the non-working time of the machine tool has the effect of improving the productivity of

더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법은 대략 1초의 매우 짧은 시간에 이루어지는 공구교환중에 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인지 공구 클램프 상태인지를 정확하게 판단하고 ATC의 연속적인 공구교환 또는 비상정지를 신속하고 정확하게 결정하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the ATC damage prevention control apparatus and control method of a machine tool according to the present invention accurately determine whether the spindle is currently in the tool unclamped state or the tool clamped state during tool change in a very short time of about 1 second, and the ATC continuous tool It has the effect of maximizing the stability and reliability of the machine tool by quickly and accurately determining replacement or emergency stop.

게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법은 감지부와 제어부만으로 즉각적인 ATC 비상정지 또는 공구교환의 계속 수행 여부를 제어하여 제조비용을 절감하고, 장비의 소형화를 도모하며, 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the ATC damage prevention control apparatus and control method of a machine tool according to the present invention control whether an immediate ATC emergency stop or tool replacement is continued with only a sensing unit and a control unit, thereby reducing manufacturing costs and reducing the size of equipment, It promotes the convenience of workers and has the effect of preventing safety accidents in advance.

도 1은 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 감지부가 접촉식변위센서로 형성된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 감지부가 근접센서로 형성된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 제어부의 블럭도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어방법의 절차도를 나타낸다.
1 shows a conceptual diagram of an ATC damage prevention control device of a machine tool according to the present invention.
Figure 2 shows a conceptual diagram of a state in which the sensing unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool is formed as a contact displacement sensor according to the present invention.
Figure 3 shows a conceptual diagram of a state in which the sensing unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool is formed as a proximity sensor according to the present invention.
Figure 4 shows a block diagram of the control unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention.
Figure 5 shows a flowchart of the ATC damage prevention control method of the machine tool according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the drawings of the ATC damage prevention control apparatus and control method of the machine tool according to the present invention according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.Advantages and features of the present invention, and a method 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 embodied in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person 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 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 개념도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 감지부가 접촉식변위센서로 형성된 상태의 개념도를 나타내며, 도 3은 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 감지부가 근접센서로 형성된 상태의 개념도를 나타낸다. 도 4는 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 제어부의 블럭도를 나타낸다. 도 5는 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어방법의 절차도를 나타낸다.1 shows a conceptual diagram of an ATC damage prevention control device of a machine tool according to the present invention, and FIG. 2 shows a conceptual diagram of a state in which a sensing unit of the ATC damage prevention control device of a machine tool according to the present invention is formed with a contact displacement sensor, Figure 3 shows a conceptual diagram of a state in which the sensing unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool is formed as a proximity sensor according to the present invention. Figure 4 shows a block diagram of the control unit of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention. Figure 5 shows a flowchart of the ATC damage prevention control method of the machine tool according to the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치(1)는 스핀들(100), ATC(Automatic tool changer, 자동공구교환장치, 200), 감지부(300), 및 제어부(400)를 포함한다.An ATC damage prevention control device 1 of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 . 1 to 4, the ATC damage prevention control device 1 of the machine tool includes a spindle 100, ATC (Automatic tool changer, automatic tool changer, 200), a sensing unit 300, and a control unit ( 400).

스핀들(100)은 공구를 클램프 또는 언클램프한다. 또한, 스핀들은 공작물을 공구로 가공한다. 즉, 스핀들(100)은 스핀들 내부에 공구를 실린더의 작동에 의해 클램프 또는 언클램프하는 스핀들 실린더(110)를 구비하고, 스핀들 실린더가 유압에 의해 회전하면 공구를 언클램프하고 반대로 스핀들 실린더가 유압에 의해 다른 방향으로 회전하면 공구를 클램프한다. Spindle 100 clamps or unclamps the tool. In addition, the spindle tools the workpiece. That is, the spindle 100 is provided with a spindle cylinder 110 that clamps or unclamps the tool by the operation of the cylinder inside the spindle, and when the spindle cylinder rotates by hydraulic pressure, it unclamps the tool and vice versa. Clamps the tool when rotated in the other direction by

ATC(200)는 암부(210)를 구비하고, 스핀들에 장착된 공구를 다른 공구와 자동으로 교환한다. 즉, ATC(200)는 공구교환신호에 의해 인입/인출(IN/OUT)하여 서보모터에 의해 1초에 거의 1회 전하는 암부(210)를 구비하고, 암부의 한쪽 그립퍼에는 매거진에 수납되어 스핀들에 장착된 가공공구(2)와 교환되는 교환공구(3)를 파지한다. 공구교환신호에 의해 암부가 인출되어 회전하면서 스핀들 실린더에 의해 언클램프되어 스핀들에 공구 언클램프된 가공공구를 암부의 다른쪽에 비어있는 그립퍼로 파지하고, 다시 반대로 암부가 회전하여 한쪽 그립퍼에 파지된 교환공구를 스핀들에 클램프시킨다. 구체적으로 스핀들에 콜렛에 교환공구를 삽입하면 스핀들 실린더가 회전하여 공구를 클램프하게 된다. The ATC 200 includes the arm 210 and automatically exchanges a tool mounted on the spindle with another tool. That is, the ATC 200 includes an arm unit 210 that enters/exits (IN/OUT) according to a tool change signal and rotates approximately once per second by a servo motor, and one gripper of the arm is accommodated in a magazine and a spindle Holds the exchange tool (3) to be exchanged with the machining tool (2) mounted on the. The arm part is drawn out by the tool change signal and rotated while unclamped by the spindle cylinder and the tool unclamped to the spindle is gripped with an empty gripper on the other side of the arm, and the arm part rotates and is gripped by one gripper on the other side of the arm. Clamp the tool to the spindle. Specifically, when the exchange tool is inserted into the collet in the spindle, the spindle cylinder rotates to clamp the tool.

감지부(300)는 스핀들의 일측에 설치되어 공구교환신호 발생시에 스핀들의 공구 언클램프 및 공구 클램프 여부를 감지한다. 즉, 감지부(300)는 스핀들의 공구가 장착되는 반대편인 가공영역의 후방에 설치되어 공구교환신호 발생시에 스핀들의 공구 언클램프 및 공구 클램프 여부를 감지한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 감지부(300)는 접촉식변위센서(LVDT 센서) 또는 근접센서로 형성될 수 있다.The sensing unit 300 is installed on one side of the spindle to detect whether the tool is unclamped or clamped of the spindle when a tool change signal is generated. That is, the sensing unit 300 is installed at the rear of the machining area opposite to where the tool of the spindle is mounted, and detects whether the tool is unclamped and the tool clamped of the spindle when a tool change signal is generated. Although not necessarily limited thereto, the sensing unit 300 may be formed of a contact displacement sensor (LVDT sensor) or a proximity sensor.

도 2에 도시된 것처럼, 만약 감지부(300)가 접촉식변위센서인 LVDT 센서로 형성되면, 전압이나 전류의 출력량에 따라 스핀들의 공구 언클램프, 스핀들의 비정상적 공구 클램프, 스핀들의 정상적 공구 클램프, 스핀들의 공구 없이 클램프된 상태를 감지하고, 감지신호 결과를 감지데이터 저장부로 전송한다. 즉, LVDT 센서로 형성되는 감지부는 스핀들의 공구 언클램프 및/또는 스핀들의 공구 클램프 여부를 감지하고, 감지데이터 신호를 감지데이터 저장부로 전송한다.As shown in FIG. 2, if the sensing unit 300 is formed of an LVDT sensor that is a contact displacement sensor, the tool unclamp of the spindle, the abnormal tool clamp of the spindle, the normal tool clamp of the spindle, Detects the clamped state without a tool on the spindle, and transmits the detection signal result to the detection data storage unit. That is, the sensing unit formed of the LVDT sensor detects whether the spindle is tool unclamped and/or the spindle is tool clamped, and transmits the sensing data signal to the sensing data storage unit.

도 3에 도시된 것처럼, 만약, 감지부(300)가 근접센서로 형성되면 스핀들의 후방 일측에 2개가 설치되어 스핀들 실린더의 회전 각도 등을 도그를 통해 감지하여 스핀들의 공구 언클램프 및/또는 스핀들의 공구 클램프 여부를 감지하고, 감지데이터 신호를 감지데이터 저장부로 전송한다. As shown in FIG. 3 , if the sensing unit 300 is formed as a proximity sensor, two are installed on one rear side of the spindle to detect the rotation angle of the spindle cylinder through a dog to unclamp the tool and/or the spindle of the spindle. Detects whether the tool clamp of

제어부(400)는 공구교환신호에 의해 ATC의 작동중에 감지부의 감지결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어한다.The control unit 400 controls the tool exchange or emergency stop operation of the ATC in real time by analyzing whether or not the tool unclamping of the spindle is normally operated according to the detection result of the sensing unit during the operation of the ATC by the tool change signal.

구체적으로 제어부(400)는 공구교환신호 의해 ATC의 암부가 인출(아웃)된 상태에서 감지부의 감지결과를 실시간으로 분석하여 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 계속 수행하고, 스핀들이 현재 공구 클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 즉시 중단하고 알람을 발생시키도록 ATC의 실시간 운전을 제어한다.Specifically, the control unit 400 analyzes the detection result of the sensing unit in real time in a state in which the arm of the ATC is drawn out (out) by the tool change signal, and continues to perform the tool exchange of the ATC when the spindle is currently in the tool unclamping state, If the spindle is currently in the tool clamp state, ATC's real-time operation is controlled to immediately stop tool change and generate an alarm.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치는 공구교환중에 공구와의 충돌이나 공구추락으로 인한 ATC 또는 공구의 파손이나 손상을 방지하고, 공작기계의 유지비용과 시간을 감소하고, 비가공시간 감소에 따라 공작기계의 생산성을 향상하며, 대략 1초의 매우 짧은 시간에 이루어지는 공구교환중에 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인지 공구 클램프 상태인지를 정확하게 판단하고 ATC의 연속적인 공구교환 또는 비상정지를 신속하고 정확하게 결정하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있다.Therefore, the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention prevents damage or damage to the ATC or the tool due to a collision with a tool or a tool fall during tool exchange, and reduces the maintenance cost and time of the machine tool. The productivity of the machine tool is improved by reducing the machining time, and during the tool change that takes place in a very short time of about 1 second, the spindle accurately determines whether the current tool is in the tool unclamped state or the tool clamp state, and ATC continuously changes the tool or emergency stop. It is possible to maximize the stability and reliability of the machine tool by making the decision quickly and accurately.

도 4에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치(1)의 제어부(400)는 메모리부(410), 분석부(420), 처리부(430), 선택부(440), 및 표시부(450)를 포함한다.As shown in FIG. 4 , the control unit 400 of the ATC damage prevention control device 1 of the machine tool according to the present invention includes a memory unit 410 , an analysis unit 420 , a processing unit 430 , and a selection unit 440 . , and a display unit 450 .

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 제어부는 PLC를 포함한다.In addition, although not shown in the drawings, the control unit of the ATC damage prevention control 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 스핀들, 매거진, ATC, 감지부, 이송부 구동프로그램 등이 내장되고, 제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 또한, 제어부는 스핀들, ATC, 감지부, 매거진, 구동부와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.The control unit includes NC (numerical control, NC) or CNC (computerized numerical control), and various numerical control programs are built-in. That is, a spindle, a magazine, ATC, a sensing unit, a transfer unit driving program, etc. are embedded in the control unit, and the corresponding program is automatically loaded and operated according to the driving of the control unit. In addition, the control unit communicates with the spindle, ATC, sensing unit, magazine, and driving 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 공작기계 또는 매거진의 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 or magazine to display various function switches or buttons and various information.

PLC(Programmable Logic Controller)는 제어부, 스핀들, ATC, 감지부, 이송부, 및 매거진 등과 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC는 제어부의 수치 제어 프로그램에 따라 스핀들, ATC, 감지부, 매거진, 및 이송부 등을 구동시킨다.A programmable logic controller (PLC) performs communication according to a predetermined protocol such as a control unit, a spindle, an ATC, a sensing unit, a transfer unit, and a magazine, and performs a function of executing a control command through such communication. That is, the PLC drives the spindle, the ATC, the sensing unit, the magazine, and the transfer unit according to the numerical control program of the control unit.

메모리부(410)는 공구교환신호에 의해 ATC의 작동중에 감지부의 감지결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하기 위한 데이터를 저장한다. 이러한, 메모리부(410)는, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기일 수 있고, 인터넷(internet)상에서 데이터 저장부(510)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)일 수도 있다.The memory unit 410 stores data for controlling the tool exchange or emergency stop operation of the ATC in real time by analyzing the normal operation of the tool unclamping of the spindle according to the detection result of the detection unit during the operation of the ATC by the tool change signal. . The memory unit 410 may be various storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, and the like, and web storage that performs the storage function of the data storage unit 510 on the Internet (internet). storage) can also be

분석부(420)는 메모리부에 저장된 데이터와 감지부의 감지결과를 분석하여 암부가 인출된 상태에서 ATC의 공구교환 계속 수행 또는 ATC의 비상정지와 알람 발생 여부를 결정한다.The analysis unit 420 analyzes the data stored in the memory unit and the detection result of the sensing unit, and determines whether the tool replacement of the ATC continues or an emergency stop of the ATC and an alarm are generated in the state that the dark unit is withdrawn.

처리부(430)는 분석부의 분석결과 및 메모리부에 저장된 데이터에 따라 ATC의 공구교환 계속 수행 또는 ATC의 비상정지후 알람을 발생시키는 신호를 출력하여 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 조절한다.The processing unit 430 controls the tool change or emergency stop operation of the ATC by outputting a signal that generates an alarm after continuing execution of the tool change of the ATC or the emergency stop of the ATC according to the analysis result of the analysis unit and the data stored in the memory unit.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치는 감지부와 제어부만으로 즉각적인 ATC 비상정지 또는 공구교환의 계속 수행 여부를 제어하여 제조비용을 절감하고, 장비의 소형화를 도모하며, 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention reduces manufacturing cost, promotes miniaturization of equipment, and provides operator convenience by controlling whether immediate ATC emergency stop or tool replacement is continued with only the sensing unit and the control unit. and to prevent accidents in advance.

선택부(440)는 ATC 작동중에 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무에 따라 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전 여부를 선택한다. 즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 선택부(440)는 공작기계의 스핀들에 장착된 가공공구(2)와 ATC에 파지된 교환공구(3)를 교환하는 공구교환신호에 의해 ATC의 작동중에 상기 감지부의 감지결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어할지를 사용자의 의사에 따라 간단한 버튼 조작을 통한 온/오프 기능을 통해 결정할 수 있다. The selection unit 440 selects whether the tool exchange or emergency stop operation of the ATC is performed according to whether the tool unclamping of the spindle is normally operated during the ATC operation. That is, as shown in FIGS. 1 to 3 , the selection unit 440 exchanges the machining tool 2 mounted on the spindle of the machine tool and the exchange tool 3 held in the ATC by the tool exchange signal of the ATC. During operation, according to the detection result of the sensor, it is analyzed whether the tool unclamping of the spindle is operating normally, and whether to control the tool change or emergency stop operation of the ATC in real time is determined through the on/off function through a simple button operation according to the user's will. can

구체적으로 선택부는 표시부 또는 제어부의 조작반 등에 버튼 형태로 표시되어 사용자가 버튼 조작을 통해 공구교환신호 발생시에 ATC가 작동하여 암이 인출(아웃)된 상태에서 감지부의 감지결과를 실시간으로 분석하여 만약 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 계속 수행하고, 이와 반대로 스핀들이 현재 공구 클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 즉시 중단하고 알람을 발생시키는 ATC 운전 제어를 수행할지 또는 이러한 기능을 사용하지 않고 비상정지 없이 신속하게 반복하여 공구교환을 수행할지에 대해 사용자의 의사에 따라 간단한 버튼 조작을 통한 온/오프 기능을 통해 결정할 수 있다. 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 operates the button to generate a tool change signal, the ATC operates and analyzes the detection result of the sensing unit in real time while the arm is drawn out (out), and if the spindle In case of the current tool unclamping state, ATC tool change is continued. On the other hand, if the spindle is in the current tool clamping state, ATC operation control that immediately stops the ATC tool change and generates an alarm is performed. It can be decided through the on/off function through a simple button operation according to the user's will as to whether or not to perform tool change quickly and repeatedly without using an emergency stop.

표시부(450)는 메모리부, 분석부, 처리부, 및 선택부의 결과를 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 450 may display the results of the memory unit, the analysis unit, the processing unit, and the selection unit to improve user convenience. 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. 이처럼, 표시부에 각종 상태가 표시됨에 따라 사용자 또는 작업자는 현재 공작기계의 운영상태와 장비상태를 실시간으로 확인하여 발생할 수 있는 충돌이나 공구 또는 장비 파손을 미연에 방지하여 유지보수 비용과 시간을 감소하고 안전사고를 예방하며, 알람 등을 통해 갑작스러운 사고에 대비할 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. In this way, as various states are displayed on the display unit, the user or operator can check the current operating state and equipment state of the machine tool in real time to prevent possible collisions or damage to tools or equipment in advance, thereby reducing maintenance costs and time. It prevents safety accidents and prepares for sudden accidents through alarms, etc.

도 4에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 제어부(400)의 메모리부(410)는 기본데이터 저장부(411), 공구데이터 저장부(412), 위치데이터 저장부(413), 및 감지데이터 저장부(414)를 포함한다.As shown in Fig. 4, the memory unit 410 of the control unit 400 of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention includes a basic data storage unit 411, a tool data storage unit 412, and location data storage. It includes a unit 413 , and a sensing data storage unit 414 .

기본데이터 저장부(411)는 스핀들, ATC, 가공프로그램에 대한 데이터를 저장한다. 또한, 필요에 따라 차이값의 기준값을 저장할 수 있다.The basic data storage unit 411 stores data for the spindle, ATC, and machining program. In addition, if necessary, a reference value of the difference value may be stored.

공구데이터 저장부(412)는 공구 종류별로 공구 무게에 대한 데이터를 저장한다. 즉, 공구 무게에 따라 ATC의 회전이 고속/중속/저속으로 구분되고, 이에 따라 회전하는 각도와 위상이 상이함에 따라 공구 무게에 대한 데이터를 저장하여 ATC의 고속/중속/저속 여부를 확인부 등을 통해 판별한다. 구체적으로 공구 무게가 무거운 경우에는 공구 교환을 위한 ATC의 회전이나 암부가 인출되거나 인입될 때에 공구가 자중에 의해 추락하는 것을 방지하기 위해 ATC의 회전과 암부의 인입과 인출 저속으로 작동한다. 이와 반대로 공구 무게가 가벼운 경우에는 신속하게 공구를 교환하여 비가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하기 위해 ATC의 회전과 암부의 인입과 인출 고속으로 작동한다. 마찬가지로 공구 무게가 일반적으로 평범한 중간에 속하는 경우에는 안정적이면서 신속하게 공구 교환을 수행하기 위해 ATC의 회전과 암부의 인입과 인출은 중속으로 작동한다.The tool data storage unit 412 stores data on the weight of the tool for each type of tool. That is, the rotation of ATC is divided into high speed/medium speed/low speed according to the weight of the tool, and accordingly, as the rotation angle and phase are different, data on the tool weight is stored to check whether the ATC is high speed/medium speed/low speed, etc. determined through Specifically, when the weight of the tool is heavy, the rotation of the ATC and the retraction and withdrawal of the arm are operated at a low speed to prevent the tool from falling due to its own weight when the ATC is rotated or the arm is drawn out or retracted for tool exchange. Conversely, if the weight of the tool is light, the ATC rotates and the arm part enters and withdraws at high speed in order to change the tool quickly and improve productivity by reducing the non-working time. Similarly, when the tool weight is usually in the middle, the rotation of the ATC and the retracting and withdrawing of the arm operate at medium speed in order to perform a stable and fast tool change.

위치데이터 저장부(413)는 공구데이터 저장부에 저장된 공구 무게에 따른 스핀들의 공구 클램프 위치 및 공구 언클램프 위치에 대한 위치데이터를 저장한다. 즉, 위치데이터 저장부는 공구 무게에 따른 저속/중속/고속의 이송속도에 따라 회전하는 각도가 상이하게 변경되어 각각이 속도에 따른 회전각도 또는 위상에 대한 위치데이터를 룩업테이블 형태로 저장한다.The position data storage unit 413 stores position data on the tool clamp position and the tool unclamp position of the spindle according to the weight of the tool stored in the tool data storage unit. That is, the position data storage unit changes the rotation angle differently depending on the feed speed of low/medium/high speed according to the weight of the tool, and stores the position data for the rotation angle or phase according to each speed in the form of a lookup table.

감지데이터 저장부(414)는 감지부의 감지결과에 따른 현재 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터 및/또는 스핀들의 공구 클램프 감지데이터를 저장한다. 즉, 감지데이터 저장부는 감지부의 센싱결과에 따라 현재 스핀들이 공구 클램프 중인지 언클램프 중인지 센서 신호를 통해 위치나 각도와 같은 위상을 감지하고, 디지털로 변환된 각도 신호를 감지데이터 저장부로 실시간으로 전달하여 저장한다.The detection data storage unit 414 stores the tool unclamp detection data of the current spindle and/or the tool clamp detection data of the spindle according to the detection result of the detection unit. That is, the detection data storage unit detects a phase such as position or angle through a sensor signal whether the spindle is currently clamping or unclamping the tool according to the sensing result of the detection unit, and transmits the digitally converted angle signal to the detection data storage unit in real time. Save.

도 4에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치의 제어부(400)의 분석부(420)는 확인부(421), 비교부(422), 및 판단부(423)를 포함한다.As shown in FIG. 4 , the analysis unit 420 of the control unit 400 of the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention includes a confirmation unit 421 , a comparison unit 422 , and a determination unit 423 . include

확인부(421)는 공구교환신호 발생 유무 및 공구데이터 저장부에 저장된 데이터에 의해 스핀들에 현재 클램프된 공구 무게와 ATC에 의해 교환될 공구 무게를 확인한다. 이에 따라 확인부는 공구교환신호가 발생된 시점에 현재의 ATC와 암부의 저속/중속/고속의 작동속도를 확인한다.The check unit 421 checks whether the tool change signal is generated and the weight of the tool currently clamped to the spindle and the weight of the tool to be exchanged by the ATC according to the data stored in the tool data storage unit. Accordingly, the confirmation unit checks the current ATC and the low/middle/high operating speed of the arm unit at the time the tool change signal is generated.

비교부(422)는 확인부의 확인결과, 위치데이터 저장부, 및 감지데이터 저장부에 저장된 데이터에 의해 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 비교한다. The comparison unit 422 compares the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle according to the result of the confirmation unit, the position data storage unit, and the data stored in the detection data storage unit.

판단부(423)는 확인부의 확인결과 및 비교부의 비교결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는지를 여부를 판단한다.The determination unit 423 determines whether a difference occurs between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle according to the confirmation result of the confirmation unit and the comparison result of the comparison unit.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치는 대략 1초의 매우 짧은 시간에 이루어지는 공구교환중에 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인지 공구 클램프 상태인지를 정확하게 판단하고 ATC의 연속적인 공구교환 또는 비상정지를 신속하고 정확하게 결정하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 제조비용을 절감하고, 장비의 소형화를 도모하며, 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, the ATC damage prevention control device of the machine tool according to the present invention accurately determines whether the spindle is currently in the tool unclamped state or the tool clamped state during the tool change in a very short time of about 1 second, and ATC continuous tool change or emergency By determining the stop quickly and accurately, the stability and reliability of the machine tool can be maximized, the manufacturing cost is reduced, the equipment is miniaturized, the operator's convenience is promoted, and the safety accident can be prevented in advance.

도 5를 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어방법을 설명한다. 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어방법은 데이터 저장 단계(S1), 선택 단계(S2), 확인 단계(S3), 감지 단계(S4), 비교 단계(S5), 판단 단계(S6), 및 처리 단계(S7)로 이루어진다. 각 단계에서 구체적으로 장치의 제어과정이나 제어원리와 구성이나 내용은 본 발명의 명세서의 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치와 동일하여 이하에서는 도 5를 참조하여 공작기계의 ATC 파손방지 제어방법의 특이점을 중점으로 설명한다.A method for preventing ATC damage of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIG. 5 . As shown in Figure 5, the ATC damage prevention control method of the machine tool according to the present invention is a data storage step (S1), a selection step (S2), a confirmation step (S3), a detection step (S4), a comparison step (S5) , a determination step (S6), and a processing step (S7). In each step, the control process, control principle, configuration, and content of the device are the same as the ATC damage prevention control device of the machine tool of the specification of the present invention. is mainly explained.

공구교환신호에 의해 ATC의 작동중에 감지부의 감지결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하기 위한 데이터를 메모리부에 저장한다.During the operation of the ATC by the tool change signal, the data for controlling the tool change or emergency stop operation of the ATC in real time is stored in the memory by analyzing the normal operation of the tool unclamping of the spindle according to the detection result of the sensing unit.

데이터 저장 단계(S1) 이후에, ATC 작동중에 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 실시간으로 분석하여 ATC의 공구교환 비상정지 운전 기능 활성화 여부를 선택부에서 선택한다.After the data storage step (S1), the selection unit selects whether to activate the tool change emergency stop operation function of ATC by analyzing in real time whether or not the tool unclamping of the spindle is operating normally during ATC operation.

선택 단계(S2) 이후에, 온 기능을 선택하면, 공구교환신호 발생 유무 및 기저장된 공구데이터에 의해 스핀들에 현재 클램프된 공구 무게와 ATC에 의해 교환될 공구 무게를 확인부에서 확인한다.After the selection step (S2), if the ON function is selected, the confirmation unit checks whether a tool change signal is generated and the weight of the tool currently clamped to the spindle and the weight of the tool to be exchanged by the ATC according to the pre-stored tool data.

확인 단계(S3) 이후에, 확인결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 또는 스핀들의 공구 클램프 여부를 감지부에서 감지한다.After the checking step S3, the sensing unit detects whether the tool unclamps the spindle or the tool clamps the spindle according to the check result.

감지 단계(S4) 이후에, 확인결과, 감지결과, 및 기저장된 데이터에 의해 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 비교부에서 비교한다.After the detection step S4, the comparison unit compares the tool unclamp position data of the spindle with the tool unclamp detection data of the spindle based on the confirmation result, the detection result, and the pre-stored data.

비교 단계(S5) 이후에, 확인결과 및 비교결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는지 여부를 판단부에서 판단한다.After the comparison step (S5), the determination unit determines whether a difference between the tool unclamping position data of the spindle and the tool unclamping detection data of the spindle occurs according to the confirmation result and the comparison result.

판단 단계(S6) 이후에, 판단결과에 따라 공구교환신호에 의해 ATC가 작동하여 ATC의 암부가 인출된 상태에서 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는 경우에는 스핀들이 현재 공구 클램프 상태로 ATC를 비상정지시킴과 동시에 알람을 발생하고, 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하지 않는 경우에는 ATC의 공구교환을 계속 수행하는 신호를 출력하여 처리한다.After the determination step (S6), the difference between the tool unclamping position data of the spindle and the tool unclamping detection data of the spindle occurs when the ATC is operated by the tool change signal according to the determination result and the arm of the ATC is withdrawn At the same time, the spindle emergency stops ATC in the current tool clamp state and generates an alarm, and if there is no difference between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle, ATC tool exchange is continued. output the signal and process it.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법의 제어원리를 설명한다.A control principle of the ATC damage prevention control apparatus and control method of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 .

공구교환신호가 발생되면 확인부에서 공구교환신호의 정상발생 여부와 현재 스핀들에 장착된 가공공구의 공구무게와 ATC 암부의 그립퍼에 파지된 교환공구의 공구 무게에 따라 ATC와 암부의 이송속도를 확인한다.When the tool change signal is generated, the confirmation unit checks whether the tool change signal is normally generated and the feed rate of the ATC and the arm according to the tool weight of the machining tool currently mounted on the spindle and the tool weight of the exchange tool held in the gripper of the ATC arm. do.

공구교환신호에 따라 ATC가 작동하여 암부가 인출된다. 공구교환신호에 의한 암부가 인출된 상태에서 감지부가 스핀들의 공구 언클램프 또는 공구 클램프 위치를 센싱한다. 감지부에서 센싱된 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터 또는 공구 클램프 감지데이터는 감지데이터 저장부로 전송된다.According to the tool change signal, ATC operates and the arm is drawn out. In a state in which the arm is drawn out by the tool change signal, the sensing unit senses the tool unclamping or tool clamping position of the spindle. The tool unclamp detection data or tool clamp detection data of the spindle sensed by the detection unit is transmitted to the detection data storage unit.

이후, 비교부는 확인부의 확인결과 현재 가공공구와 교환될 교환공구의 무게에 따른 ATC와 암부의 이동속도에 따른 저장된 위치데이터와 감지부를 통해 감지된 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 서로 비교한다.Thereafter, the comparison unit compares the ATC according to the weight of the replacement tool to be exchanged with the current machining tool as a result of the confirmation of the verification unit, the stored position data according to the movement speed of the arm, and the tool unclamp detection data of the spindle sensed through the sensing unit with each other.

이후, 판단부는 확인부의 확인결과 및 비교부의 비교결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는지를 여부를 판단한다. Thereafter, the determination unit determines whether a difference occurs between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle according to the confirmation result of the confirmation unit and the comparison result of the comparison unit.

예를 들어 가공공구 P93의 공구 언클램프 위치데이터는 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 통해 65도 인것을 확인하고, 감지부를 통해 현재 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 감지데이터 저장부로부터 수신한 감지데이터가 65인 경우에는 스핀들이 현재 공구 언클램프 정상상태인 경우로 판단하여 ATC 공구교환을 계속하여 수행하는 신호를 처리부에서 출력하여 ATC는 공구교환을 계속수행한다. For example, it is confirmed that the tool unclamp position data of machining tool P93 is 65 degrees through the data stored in the position data storage unit, and the sensing data received from the sensing data storage unit for the tool unclamping detection data of the current spindle through the sensing unit. If is 65, it is determined that the spindle is currently in a normal tool unclamping state, and the processing unit outputs a signal to continue the ATC tool change, and ATC continues the tool change.

이와 반대로 가공공구 P93의 공구 언클램프 위치데이터는 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 통해 65도 인것을 확인하고 감지부를 통해 현재 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 감지데이터 저장부로부터 수신한 감지데이터가 75인 경우에는 스핀들이 현재 공구 언클램프 비정상상태인 경우로 판단하여 ATC의 공구교환을 즉시 비상정지하고 알람을 발생하고 공구교환을 중단한다.Conversely, the tool unclamp position data of the machining tool P93 is confirmed to be 65 degrees through the data stored in the position data storage unit, and the detection data received from the sensing data storage unit for the tool unclamp detection data of the current spindle through the sensing unit is 75 In the case of , it is judged that the spindle is currently in an abnormal state of tool unclamping, and the tool change of ATC is immediately stopped, an alarm is generated, and the tool change is stopped.

이에 따라, 본 발명에 의한 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치 및 제어방법은 공구교환신호에 의해 ATC 작동에 의해 암부가 인출된 상태에서 감지부의 감지결과를 실시간으로 분석하여 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 계속 수행하고, 스핀들이 현재 공구 클램프 상태인 경우에는 ATC의 공구교환을 즉시 중단하고 알람을 발생시키도록 ATC 운전을 실시간으로 제어하여 공구교환중에 공구와의 충돌이나 공구추락으로 인한 ATC 또는 공구의 파손이나 손상을 방지하고, 공작기계의 유지비용과 시간을 감소하고, 비가공시간 감소에 따라 공작기계의 생산성을 향상하며, 대략 1초의 매우 짧은 시간에 이루어지는 공구교환중에 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인지 공구 클램프 상태인지를 정확하게 판단하고 ATC의 연속적인 공구교환 또는 비상정지를 신속하고 정확하게 결정하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 제조비용을 절감하고, 장비의 소형화를 도모하며, 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Accordingly, the ATC damage prevention control apparatus and control method for a machine tool according to the present invention analyzes the detection result of the sensing unit in real time in a state in which the arm is drawn out by the ATC operation by the tool change signal, so that the spindle is in the current tool unclamping state. In this case, ATC tool change is continued, and if the spindle is in the current tool clamp state, ATC tool change is immediately stopped and ATC operation is controlled in real time to generate an alarm to prevent collisions with tools or tools during tool change. Prevents ATC or tool breakage or damage due to a fall, reduces machine tool maintenance cost and time, improves machine tool productivity by reducing non-working time, and during tool change in a very short time of about 1 second It accurately determines whether the spindle is currently in tool unclamped state or tool clamped state, and determines ATC's continuous tool change or emergency stop quickly and accurately to maximize machine tool stability and reliability, reduce manufacturing costs, and reduce equipment size. It is possible to promote safety, convenience of workers, and prevention of 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.Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

1 : 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치
100 : 스핀들
200 : ATC
300 : 감지부
400 : 제어부
410 : 메모리부
420 : 분석부
430 : 처리부
440 : 선택부
450 : 표시부
1: ATC damage prevention control device of machine tool
100: spindle
200 : ATC
300: sensing unit
400: control unit
410: memory unit
420: analysis unit
430: processing unit
440: selection part
450: display

Claims (8)

공구를 클램프 또는 언클램프하는 스핀들;
암부를 구비하고, 상기 스핀들에 장착된 공구를 다른 공구와 자동으로 교환하는 ATC;
상기 스핀들의 일측에 설치되어 공구교환신호 발생시에 상기 스핀들의 공구 언클램프 및 공구 클램프 여부를 감지하는 감지부; 및
공구교환신호에 의해 상기 ATC의 작동중에 상기 감지부의 감지결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치.
spindle to clamp or unclamp the tool;
ATC having an arm and automatically exchanging a tool mounted on the spindle with another tool;
a sensing unit installed on one side of the spindle to detect whether the spindle is unclamped or clamped when a tool change signal is generated; and
A control unit for controlling the tool exchange or emergency stop operation of the ATC in real time by analyzing whether or not the tool unclamping of the spindle is normally operated according to the detection result of the detection unit during the operation of the ATC by the tool change signal ATC damage prevention control device for machine tools with
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
공구교환신호 의해 상기 ATC의 상기 암부가 인출된 상태에서 상기 감지부의 감지결과를 실시간으로 분석하여 상기 스핀들이 현재 공구 언클램프 상태인 경우에는 상기 ATC의 공구교환을 계속 수행하고, 상기 스핀들이 현재 공구 클램프 상태인 경우에는 상기 ATC의 공구교환을 즉시 중단하고 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치.
According to claim 1,
The control unit is
In a state in which the arm portion of the ATC is drawn out by the tool change signal, the detection result of the detection unit is analyzed in real time, and when the spindle is currently in the tool unclamped state, the tool exchange of the ATC is continued, and the spindle is the current tool. ATC damage prevention control device of a machine tool, characterized in that in the case of clamping, the tool change of the ATC is immediately stopped and an alarm is generated.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
공구교환신호에 의해 상기 ATC의 작동중에 상기 감지부의 감지결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하기 위한 데이터를 저장하는 메모리부;
상기 메모리부에 저장된 데이터와 상기 감지부의 감지결과를 분석하여 상기 암부가 인출된 상태에서 상기 ATC의 공구교환 계속 수행 또는 상기 ATC의 비상정지와 알람 발생 여부를 결정하는 분석부; 및
상기 분석부의 분석결과에 따라 상기 ATC의 공구교환 계속 수행 또는 상기 ATC의 비상정지후 알람을 발생시키는 신호를 출력하는 처리부;를 포함하는 것을 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치.
According to claim 1,
The control unit is
A memory unit for storing data for real-time control of the tool change or emergency stop operation of the ATC by analyzing whether the tool unclamping of the spindle is normally operated according to the detection result of the sensing unit during the operation of the ATC by the tool change signal ;
an analysis unit that analyzes the data stored in the memory unit and the detection result of the sensing unit, and determines whether the tool replacement of the ATC continues or an emergency stop of the ATC and an alarm occur while the arm unit is withdrawn; and
ATC damage prevention control device of a machine tool, including a; processing unit for outputting a signal to generate an alarm after the continuous execution of the tool replacement of the ATC or the emergency stop of the ATC according to the analysis result of the analysis unit.
제3항에 있어서,
상기 메모리부는,
스핀들, ATC, 가공프로그램에 대한 데이터를 저장하는 기본데이터 저장부;
공구 무게에 대한 데이터를 저장하는 공구데이터 저장부;
상기 공구데이터 저장부에 저장된 공구 무게에 따른 상기 스핀들의 공구 클램프 위치 및 공구 언클램프 위치에 대한 위치데이터를 저장하는 위치데이터 저장부; 및
상기 감지부의 감지결과에 따른 현재 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터 및 상기 스핀들의 공구 클램프 감지데이터를 저장하는 감지데이터 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치.
4. The method of claim 3,
The memory unit,
a basic data storage unit for storing data on the spindle, ATC, and part program;
a tool data storage unit for storing data on the weight of the tool;
a position data storage unit for storing position data on a tool clamp position and a tool unclamp position of the spindle according to the weight of the tool stored in the tool data storage unit; and
ATC damage prevention control apparatus of a machine tool comprising a; a detection data storage unit for storing the current tool unclamp detection data of the spindle and the tool clamp detection data of the spindle according to the detection result of the detection unit.
제4항에 있어서,
상기 분석부는,
공구교환신호 발생 유무 및 상기 공구데이터 저장부에 저장된 데이터에 의해 상기 스핀들에 현재 클램프된 공구 무게와 상기 ATC에 의해 교환될 공구 무게를 확인하는 확인부;
상기 확인부의 확인결과, 상기 위치데이터 저장부, 및 상기 감지데이터 저장부에 저장된 데이터에 의해 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 비교하는 비교부; 및
상기 확인부의 확인결과 및 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는지를 여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치.
5. The method of claim 4,
The analysis unit,
a confirmation unit for confirming the weight of the tool currently clamped to the spindle and the weight of the tool to be exchanged by the ATC according to whether a tool change signal is generated and the data stored in the tool data storage unit;
a comparison unit comparing the tool unclamping position data of the spindle with the tool unclamping detection data of the spindle based on the result of the confirmation of the confirmation unit, the position data storage unit, and the data stored in the detection data storage unit; and
A determination unit for judging whether a difference between the tool unclamping position data of the spindle and the tool unclamping detection data of the spindle occurs according to the confirmation result of the confirmation unit and the comparison result of the comparison unit; ATC anti-vandal control of the machine.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 ATC 작동중에 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무에 따라 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전 여부를 선택하는 선택부; 및
상기 메모리부, 상기 분석부, 상기 처리부, 및 상기 선택부의 결과를 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치.
4. The method of claim 3,
The control unit is
a selection unit for selecting whether to operate the ATC for tool exchange or emergency stop operation according to whether the tool unclamping of the spindle is normally operated during the ATC operation; and
ATC damage prevention control apparatus of a machine tool, characterized in that it further comprises; the memory unit, the analysis unit, the processing unit, and a display unit for displaying the results of the selection unit.
제1항에 있어서,
상기 감지부는 접촉식변위센서 또는 근접센서로 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 ATC 파손방지 제어장치.
According to claim 1,
ATC damage prevention control device of a machine tool, characterized in that the sensing unit is formed of a contact displacement sensor or a proximity sensor.
공구교환신호에 의해 ATC의 작동중에 감지부의 감지결과에 따라 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 분석하여 상기 ATC의 공구교환 또는 비상정지 운전을 실시간으로 제어하기 위한 데이터를 저장하는 단계;
상기 ATC 작동중에 상기 스핀들의 공구 언클램프 정상작동 유무를 실시간으로 분석하여 상기 ATC의 공구교환 비상정지 운전 기능 활성화 여부를 선택하는 단계;
공구교환신호 발생 유무 및 기저장된 공구데이터에 의해 상기 스핀들에 현재 클램프된 공구 무게와 상기 ATC에 의해 교환될 공구 무게를 확인하는 단계;
확인결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 또는 공구 클램프 여부를 감지하는 단계;
확인결과, 감지결과, 및 기저장된 데이터에 의해 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터를 비교하는 단계;
확인결과 및 비교결과에 따라 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는지 여부를 판단하는 단계; 및
판단결과에 따라 공구교환신호에 의해 상기 ATC가 작동하여 상기 ATC의 암부가 인출된 상태에서 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하는 경우에는 상기 스핀들이 현재 공구 클램프 상태로 상기 ATC를 비상정지시킴과 동시에 알람을 발생하고, 상기 스핀들의 공구 언클램프 위치데이터와 상기 스핀들의 공구 언클램프 감지데이터의 차이가 발생하지 않는 경우에는 상기 ATC의 공구교환을 계속 수행하는 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 ATC 파손방지 제어방법.

Storing data for real-time control of tool exchange or emergency stop operation of the ATC by analyzing whether or not the tool unclamping of the spindle is normally operated according to the detection result of the sensing unit during the operation of the ATC by the tool change signal;
selecting whether to activate the tool exchange emergency stop operation function of the ATC by analyzing in real time whether the tool unclamping of the spindle is normally operated during the ATC operation;
confirming the weight of the tool currently clamped to the spindle and the weight of the tool to be exchanged by the ATC according to the presence or absence of a tool change signal and pre-stored tool data;
detecting whether the spindle is tool unclamped or tool clamped according to the check result;
comparing the tool unclamp position data of the spindle with the tool unclamp detection data of the spindle based on the confirmation result, the detection result, and the pre-stored data;
determining whether there is a difference between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle according to the confirmation result and the comparison result; and
According to the determination result, when the ATC is operated by the tool change signal and a difference occurs between the tool unclamping position data of the spindle and the tool unclamping detection data of the spindle in a state in which the arm of the ATC is drawn out, the spindle is In the current tool clamp state, an alarm is generated at the same time that the ATC is stopped and the tool exchange of the ATC is continued if the difference between the tool unclamp position data of the spindle and the tool unclamp detection data of the spindle does not occur. ATC damage prevention control method of a machine tool comprising a; outputting a signal to be performed.

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KR200242515Y1 (en) 1998-12-31 2001-12-01 양재신 Impact Prevention Device of Cam Drive Type Automatic Tool Changer

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