KR890009060Y1 - Nc선반의 공구 자동 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

NC선반의 공구 자동 측정장치

제1도는 본 고안이 적용된 NC선반의 정면도.

제2도는 본 고안의 사시도.

제3도는 본 고안의 평면도.

제4도는 본 고안의 정면도.

제5도는 본 고안의 동작예를 보인 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 텃치센서(Touc Swnsor) 2 : 스윙아암(Swing Arm)

3 : 로타리 액튜에이터(Rotary Actuator) 4 : 벽면

5 : 근접스위치 6 : 하우징(Housing)

7 : 척(Chuck) 8 : 베인(VANE)

본 고안은 선반에 있어서, 공구 포스트에 셋팅(Setting)되어 있는 각종 공구를 가동직전에 자동으로 점검 및 조정할수 있도록 구성된 공구 측정장치에 관한 것이다.

구체적으로는 각종 공구의 정도(精度)상태, 예를 들면 공구의 마모량, 파손등을 텃치센서(Touch Seneor)로 감지하여 그 해당량 만큼 공구포스트가 조정되어 정밀성을 보상시키기 위한 것으로서 이러한 점검 동작을 수행할수 있는 장치를 제공코저 하는 것이다.

본 고안은 이해하기 위하여 먼저 일반적인 NC선반을 개략적으로 기술하기로 한다.

주지하다시피, NS선반은 설정된 프로그램에 의하여 공작물을 자동으로 가공할수 있는 기게이며, 여러종퓨의 공구가 투울포스트(Tool Post)에 셋팅된 상태에서 척(Chuck)에 클램핑(Clamping)되어 있는 공작물편으로 이동하여 자동으로 제품가공이 이루어지게 된다.

이러한 기술은 이미 알려진 바와 같이 당해업계에 폭넓게 활용되고 있으며, 인력 절감의 이득과 생산성 향상에 크게 이바지 되고 있다.

이 NC기계에서 작업자가 해야 할일은, 가동중인 기계를 감시하고 또한 가공종류에 따라 프로그램을 기획하는 것이지만 특히, 가공직전에는 다수의 공구류를 주의 깊게 점검하여야 하며, 오차 발생에 대한 보상을 적절히 이루게 하므로서 정밀한 가공물을 얻을수 있도록 하는 것이다.

즉, 사용행위로 부터 발생되는 공구류의 마모나 부분적인 파손은 최초의 조정수치와 다르기 때문에 가공직전에는 반드시 오차 여부를 점검하고 이에 대한 보상으로 투울포스트의 위치 및 행정거리를 조정할 필요가 있는 것이다.

종래에는 위의 경우에 광학기 자재를 사용하여 작업자가 수동작으로 공구를 일일히 점검하고 조정하였기 때문에 작업속도가 대단히 느리고, 정밀성이 떨어져 제품가공이 정확하게 이루어지지 못하였으며, 점검 및 조정작업이 매우 번거로운 결점이 있었던 것이다.

일반적으로 정밀한 수치를 검사할수 있는 일종의 확대경은 수개의 렌즈로 구성되고 그 가격이 높은데 반하여 단순히 선반의 베드상에 이를 부착하고 목측으로 관찰하면서 수동작으로 공구를 조정하거나 수치제어부에 기억된 최초의 공구 위치를 기준으로 일일히 검사하여야 하는 것이다.

그 결과, 작업자의 숙련을 요하면서도 정도가 완전치 못하여 불량품 발생빈도가 높고 더구나 작업능률 저하에 따라 생산성이 떨어져 제품의 제조단가가가 높게 책정되어야 하는 실정이었다.

본 고안은 상술한 문제점을 해소시키기 위한 것으로서 공구의 상태를 자동으로 측정하여 그 측정값만큼 자동 조정해 주려는데 주 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 측정기를 구성함에 있어서, 비교적 저가의 부품으로 이루어지면서, 고도의 정밀성을 보장시키는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 공구의 측정 및 조정에 있어서 측정기가 체계적으로 신속히 작용되며, 주변의 간섭을 주지 않는 범위내에서 동작되도록 하는 것이다.

위와 같은 목적들을 달성할수 있는 본 고안의 특징은, 로보트팔과 같은 스윙아암(Swing Arm)에 부착된 텃치센스를 이용하여 공구의 바이트상태를 접촉으로 감지한후 NC신호와 더불어 마모량을 조정토록 스윙아암을 유압에 의해서 회전동작하는 공지의 액튜에이터 내부의 베인(VANE)과 연결된 회전축상에 회동가능케 연결시켜된 것으로서, 이하, 본 고안의 바람직한 구성과 작용 및 효과등을 첨부된 도면과 관련하여 상세히 기술하면 더욱 명백해 질것이다.

제1도는 문(Door)이 개방된 NC선반의 정면도로서, 텃치센서 (Touch Seneor)(1)를 포함하는 스윙아암(Swing Arm)(2)이 펄쳐져 공구를 측정하기 위한 위치에 놓여진 상태을 보인 것이다.

제2도는 제1도를 구체화시킨 스윙아암(2)의 사시도로서, 스윙아암(2)은 척(7)이 위치된 벽면의 일측에 부착되어 척의 중심선에서 액튜에이터(3)를 기준점으로 90˚각도로 절첩되는 상태를 보여주는 것이다.

제3도, 제4도는 평면도 및 측면도로서, 스윙아암(2)의 작동위치와 외관, 척(7)의 위치등을 알수 있으며, 제5도는 텃치센서에 공구 바이트가 접촉되어 NS선반로 신호 하는 것을 보인 작용도이다.

이를 구체적으로 설명하면 본 고안의 구성은 기존의 NC선반에 있어서, 척(7)의 위치에 있는 벽면(4)에 두개의 유압라인(L)(L')이 연결되어 내부로 공급된 유압에너지에 의해서 내부의 베인(8)이 정, 역회전하면서 이와 일체로 되어 외부로 돌출된 회전축(3)에 회전력을 주어 기계적으로 동작될수 있게된 공지의 로터리 액튜에이터(Rotary Actuator)(3)를 설치하되, 도어(9)의 가까운 부분에 설치시키며, 이 로터리 액튜에이터(3)의 내부 베인(8)과 연결된 회전축(3')에는 내부로 신호선(R)이 내장된 스윙아암(Swing Arm)(2)이 일정각도 회전가능케 설치된다.

스윙아암(2)의 형태는 중간의 약 45˚각으로 굴곡되어 그 선단에 4방향 텃치센서(Four Way Touch Sensor)(1)가 회전자유롭게 부착되며 스윙아암(2)내부로 신호선이 배선된후 벽면(4)을 관통하여 제어부(P)로 연결된다.

한편, 척(7)의 직상위치에 해당하는 벽면(4)에는 근접스위치(5)가 내장된 하우징(6)을 부착하여 상기 액튜에이터(3)의 회전축(3)이 유압에 의해서 일정각도 회전하여 스윙아암(2)이 상승되었을때 텃치센서(1)가 하우징(6)의 내부로 몰입되도록 구성된다.

로터리 액튜에미터(3)는 그 내부 구성에 대한 도시를 대략하였지만 두개 유압라인중 일측의 유압라인(L)에 유압이 공급되면 유압에 의하여 베인(8)이 회전되면서 회전축(3')이 회동하게 되고, 또한 반대로 타측의 유압라인(L')에 유압이 공급되면 유압에 의해서 베인(8)이 상기한 동작과 반대로 회전하면서 회전축(3')이 회동하게 된다.

이와 같이 본 고안은 액튜에이터(3)에 의해 스윙아암(2)이 회동하여 척(Chuk)(7)과 터릿(Turret)(T)의 사이에 떨쳐지거나 또는 벽면(4)에 접혀지지는동작을 하게 되는 것인바, 그 기능을 상세히 설명하면 다음과 같다.

최초에 전원 스위치를 ON시키면 공구의 상태를 측정하기 위하여 제어부(P)의 신호에 따라 일측에 유압라인(L)을 통해서 로타리 액튜에이터(3)내부에 유압이 공급되면 회전축(3')과 연결된 베인(8)이 회전함에 따라 회전축(3')이 시계방향으로 일정각도 만큼 회전하면서 이와 연결된 스윙아암(2)이 회전하여 벽면(4)에 수직으로 밀착되어 있던 스윙아암(2)이 수평으로 젖혀지게 된다.

이와 같은 동작으로 완전히 젖혀진 스윙아암(2)의 위치는 상술한 바와 같이 척(7)과 터릿(T)사이에 놓여지게 되며, 중심선상에는 스윙아암(2)의 끝단 텃치센서(1)가 위치하게 된다.

그후, 공지의 동작에 의해서 여러개의 공구를 장착한 터릿(T)이 일단 기계원점으로 움직이며, 측정하고저하는 공구 번호의 바이트(T')가 인덱싱(Indexing)되어 텃치센서(1)편으로 이동하면서 접촉하게 된다.

이때 텃치센서(1)에 바이트(T')가 접촉했다는 신호가 스윙아암(2)내부의 신호선(R)을 따라 제어부(P)에 전달되면 그 상태의 X, Y좌표치가 제어부(P)에 기억되고, 이와 같은 동작으로 각각의 공구 좌표를 측정한후 소정의 목적을 달성한 텃치센서(1)는 기계의 간섭을 피하기 위하여 그 위치를 벗어나게 되는데 이때는 전기한 동작과 반대로 타측의 유압라인(L')을 통해서 유압이 액튜에이터(3)내부로 공급되면 회전축(3')과 연결된 내부 베인(8)이 회전함에 따라 회전축(3')이 반시계방향으로 일정각도 회전하면서 스윙아암(2)이 회전하여 수평상태로 척(7)과 텃릿(T)사이에 위치한 스윙아암(2)이 역으로 상승하면서 벽면(4)에 설치된 하우징(6)내부로 텃치센서(1)가 몰입되는 순간 하우징(6)에 설치된 근접 스위치(5)가 감지하여 스윙아암(2)이 완전히 절첩되었다는 신호를 보내어 스윙아암(2)의 절첩동작이 끝나게 된다.

이때부터 바이트(T')의 좌표치가 기억된 제어부(P)의 명령으로 척(7)에 클램핑(Clamping)된 공작물을 가공하게 될때에 측정된 바이트(T')의 마모량, 위치등을 감안하여 적절한 보상량 만큼의 동작을 NC선반내에서 자동으로 수행하게 되는 것이다.

즉, 가공프로그램중에 공구 옵셋(Tool off-set)기능을 이용하여 측정 프로그램 데이타를 입력시켜 놓으면 공작물의 가공 진행중에도 프로그램에 의하여 자동적으로 측정이 진행되고 그 값이 최초에 기억된 값과 비교되어 제어부에서 자동으로 보정해주게 되는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 공구의 상태를 자동으로 액튜에이터의 회전축에 연결된 스윙아암의 끝단 텃치센서가 측정하여 그 측정값 만큼 자동으로 보정해주게되므로 공작물의 가공작업이 신속해질 뿐만 아니라 정밀한 가공물을 얻을수 있게 되는 것이다.

또한, 그 구성이 비교적 간단하여 기계의 공간 점유 및 간섭을 피할수 있으며 저렴한 부품값으로 설치비용을 크게 절감할수 있는 등 다방면으로 유용성을 발휘하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. NC선반에 있어서, 척(7)이 위치된 벽면에 두개의 유압라인(L)(L')이 연결되며, 내부로 베인(8)이 설치되어 회전축(3')과 연결되는 공지의 로타리 액튜에이터(3)를 부착하고 이의 회전축(3')에는 선단에 4방향 텃치센서(1)를 부착한 스윙아암(2)을 설치시키고 스윙아암(2)의 내부로 신호선(R)을 배선시키며, 척(7)의 직상위치에는 근접 스위치(5)가 내장된 하우징(6)을 벽면(4)에 부착하여 스윙아암(2)의 텃치센서(1)가 몰입될수 있도록 함을 특징으로하는 선반의 공구 자동 측정장치.