KR930000298B1

KR930000298B1 - Spindle dividing devices

Info

Publication number: KR930000298B1
Application number: KR1019900014811A
Authority: KR
Inventors: 김지태
Original assignee: 대우중공업 주식회사; 이경훈
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1993-01-15
Also published as: KR920006073A

Abstract

The method continuously divides the rotational angle of the main shaft in order to position workpieces in the working line of a rotational tool. The method makes it possible drilling or tapping by using a tool slide in the case of stopping the main shaft, and machining a cam or polygonal shaped workpieces by using relative motions of the tool slide and the main shaft. The method comprises a step of detecting an angular velocity of a spindle motor (11), and transmitting the detected signal to a detection circuit (15) through a preamplifier (15); a step of detecting a rotational angle of the main shaft (20), and also transmitting the detected signal to the circuit (15); a step of comparing the detected angular velocity and angle with reference values of CNC program.

Description

Main axis continuous division method of 3-axis control lathe

제1도는 종래 3축 제어선반의 주축연속분할장치의 구조를 도시하는 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing the structure of a main shaft continuous splitting apparatus of a conventional three-axis control lathe,

제2도는 제1도의 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view of FIG.

제3도는 본 발명의 시스템을 도시하는 개요도이고,3 is a schematic diagram illustrating a system of the present invention,

제4도는 본 발명의 주축의 단면을 도시하는 측단면도이며,4 is a side cross-sectional view showing a cross section of the main axis of the present invention,

제5도는 제4도의 A부분에 대한 확대 단면도이다.5 is an enlarged cross-sectional view of the portion A of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 스핀들 서보유닛 11 : 스핀들 모터10: spindle servo unit 11: spindle motor

12 : 검출센서 15 : 검출회로12 detection sensor 15 detection circuit

13,22 : 프리앰프 21 : 검출기13,22 preamp 21 detector

23 : 디스크 30 : 클렘프23 disc 30 clemp

본 발명은 3축 제어 CNC 선반의 주축연속분할방법에 관한 것이다.The present invention relates to a main axis continuous division method of a three-axis control CNC lathe.

CNC 선반은 CNC 유닛과 주축, 심압대, 이송대로 크게 구성되어 있다. 그중 주축에 공작물을 물려 기계 가공함에 있어서, 주축에 물려있는 공작물을 가공하기 위해서는 회전하는 공구의 가공선상에 공작물이 위치되도록 회전시켜 주워야만 하기 때문에 주축의 회전각도를 필요한 범위까지 분할되도록 해야할 필요가 있는 것이다.CNC lathes are largely composed of CNC units, spindles, tailstocks, and feeders. Among them, in machining the workpiece by the spindle, in order to machine the workpiece stuck in the spindle, it is necessary to rotate the workpiece so that the workpiece is positioned on the cutting line of the rotating tool. It is.

이러한 주축분할은 주축을 매우 정밀하게 회동시켜야 하는 것이고, 또한 주축분할 작업으로의 전환이 신속하게 이루어져야 하며, 분할시 공작물의 허요공차가 최소화되는 것이 바람직하다.Such spindle splitting requires the spindle to be rotated very precisely, and the switchover to spindle splitting should be carried out quickly, and it is desirable to minimize the tolerance of the workpiece during the splitting.

실용신안등록출원 86-12709호에는 이러한 주축분할장치에 관해서는 개시되어 있다.Utility Model Registration Application No. 86-12709 discloses such a main shaft splitting apparatus.

이와 같은 선행기술의 주축연속분할장치에 대해서 제1도 및 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The main shaft continuous splitting apparatus of the prior art will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.

선반주축(1)의 상부에 하우징(H)을 설치하되, 그 내부에는 서보모터(2)를 장착하고 피니언(3) 및 피니언 기어(4)로 구동력이 전달되어 워엄(5)을 회전시키게 하며, 이에 치합되는 워엄기어(6)의 축(7)에 슬라이딩 자재되는 슬라이드기어(8)를 설치하여 일측의 시프트바아(9)가 동작될때 요우크(10)가 축(7)의 스플라인 홈을 통하여 슬라이드기어(8)를 이동되게 하고, 시프트바아(9)에는 도그(12)를 형성시켜 리미트 스위치 (13)(13')를 접촉하게 하는 한편, 축(7)의 일단에는 원형 도그(14)를 부착하여 근접스위치(15)를 접촉케하며, 슬라이드기어(8)는 주축(1)에 고착된 구동 기어(16)에 치합 또는 분리될 수 있도록 구성되어 있다.The housing (H) is installed on the upper part of the lathe spindle (1), but the servo motor (2) is mounted therein, and the driving force is transmitted to the pinion (3) and the pinion gear (4) to rotate the worm (5). When the slide bar 9 of one side is operated by installing the slide gear 8 sliding on the shaft 7 of the worm gear 6 engaged with the yoke 10, the yoke 10 opens the spline groove of the shaft 7. The slide gear 8 is moved through it, and the shift bar 9 is formed with a dog 12 so as to contact the limit switches 13 and 13 ', while one end of the shaft 7 has a circular dog 14 ) To contact the proximity switch 15, the slide gear 8 is configured to be engaged or detached to the drive gear 16 fixed to the main shaft (1).

이와 같이 종래의 주축분할장치는 C축 콘트롤링 피이드 박스 구조내에 전술한 바와 같은 복잡한 부품구성과 기계 정도작업을 위한 작업공구 과다로 인한 원가 상승 및 정밀가공시 부품의 사소한 마모로 인해 정밀도가 저하된다. 따라서 생산성의 저하요인이 되어 개선이 요망되고 있다.As described above, the conventional main shaft splitting device is deteriorated in the C-axis control feed box structure due to the complicated components and the cost increase due to the excessive work tool for precision work and minor wear of the parts during precision machining. . As a result, productivity is deteriorated and improvement is desired.

또한 일본국 공개특허공보 소 63-191549호에는 2개의 모터 즉, 주축회전용 모터와 주축 각도 분할용 모터를 각각 사용하는 C축 구동기구가 개시되어 있다. 이러한 C축 구동기구의 주축 각도 분할방법은 C축 제어부에서 모터제어부를 통해 주축구동 모터를 제어하여 주축의 회전을 정지시키는 단계와, 상기 주축의 정지시 C축 제어부에서 실린더 제어회로를 통해 구동실린더를 작동시켜 주축의 워엄휘일에 워엄을 이 맞물림시키는 단계와, C축 제어회로가 엔코더에서 위치검출된 신호를 받아 모터제어회로를 통해 C축 구동모터를 제어하여 주축을 저속으로 회전시킴과 동시에 설정된 각도 위치에서 주축을 정지시키는 단계로 이루어진다. 그러나 상기와 같이 2개의 모터를 사용하여 주축의 회전과 주축 분할을 각각 별도로 수행하도록 하는 주축분할방법은 주축 구동모터에 의해 회전하는 주축을 정지시키고 구동실린더를 작동시켜 주축의 워엄휘일에 위엄을 이맞물림시킨 후 또다른 C축 구동모터를 회전시킴으로써 주축의 각도 분할이 이루어지기 때문에 주축 각도 분할 동작으로의 전환을 신속하게 행할 수 없다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-191549 discloses a C-axis driving mechanism using two motors, that is, a main shaft rotating motor and a main shaft angle dividing motor, respectively. The main shaft angle division method of the C-axis drive mechanism includes controlling the main shaft driving motor through the motor controller in the C-axis controller to stop the rotation of the main shaft, and driving the cylinder through the cylinder control circuit in the C-axis controller when the main shaft is stopped. Step of engaging the worm with the worm wheel of the main shaft, and receiving the signal detected by the encoder, the C-axis control circuit controls the C-axis driving motor through the motor control circuit to rotate the main shaft at low speed. Stopping the main shaft at the set angle position. However, as mentioned above, the main shaft splitting method, which uses two motors to separately perform the rotation of the main shaft and the main shaft split, stops the main shaft rotating by the main shaft driving motor and operates the driving cylinder to increase the dignity of the worm wheel. Since the main shaft is divided by rotating another C-axis driving motor after being engaged, switching to the main shaft angle dividing operation cannot be performed quickly.

또한 주축의 각도분할시 C축 구동 모터에 의해 회전하는 워엄과 주축의 워엄휘일이 이맞물림되어 주축이 회전되므로 백래쉬가 발생되는 것이고, 이로 인해 각도 분할 공차가 커질 뿐만 아니라 각도 분할 시간이 지연된다는 문제점이 있었던 것이다.In addition, when the main shaft is rotated by the C-axis driving motor and the worm wheel of the main shaft is engaged when the angle of the main shaft is divided, backlash is generated, which increases the angle division tolerance and delays the angle division time. There was a problem.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 발명이다.Accordingly, the present invention is an invention devised to solve the conventional problems.

본 발명의 목적은 주축연속분할장치를 매우 간단한 방법으로 제어할 수 있는 주축연속분할방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a main spindle continuous division method which can control the main spindle continuous division apparatus in a very simple manner.

본 발명의 또다른 목적으로는 주축의 분할각도를 정밀하게 제어함으로서 분할각도공차를 최소화할 수 있고 2축에서 3축 전환시간 즉, C축 변환시간을 단축할 수 있도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to precisely control the dividing angle of the main axis to minimize the dividing angle tolerance and to shorten the two-axis switching time, that is, the C-axis conversion time.

이하 본 발명의 주축연속분할방법에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the main axis continuous division method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 3축 제어 CNC 선반의 시스템의 개요를 예시하는 것으로서, CNC 선반에 전원이 인가되면 CNC 유닛은 동작준비상태가 완료되어 선반은 가동될 수 있다.3 illustrates an outline of a system of a three-axis controlled CNC lathe, in which power is applied to the CNC lathe, the CNC unit is ready for operation and the lathe can be operated.

스핀들 서보 유니트(10)로부터 스핀들 모터(11)로 전원이 인가되면 스핀들 모터 (11)와 주축(20)이 V벨트(14)로 연결되어 동시에 구동되게 된다. 상기 스핀들 모터(11)에는 검출센서(12)가 장착되어 있는데, 상기 검출센서(12)에서는 스핀들 모터(11)의 회전속도를 검출하여 검출된 신호가 프리앰프(13)를 통해 검출회로(15)로 전달된다.When power is applied from the spindle servo unit 10 to the spindle motor 11, the spindle motor 11 and the main shaft 20 are connected to the V belt 14 to be driven simultaneously. The spindle motor 11 is equipped with a detection sensor 12. The detection sensor 12 detects the rotational speed of the spindle motor 11 and detects the detected signal through the preamplifier 13. Is delivered.

상기 주축(20)의 일측단에는 검출기(21)가 장착되어 주축(20)의 회전각도량을 검출하여, 검출된 신호가 프리앰프(22)를 통해 검출회로(15)로 전달된다. 전달된 검출신호는 검출회로(15)에서 CNC 프로그램에 의해 지령된 회전속도와 회전각도량을 비교하여 그 값이 증분상태가 되었을때 후미에서 설명하는 클램핑장치(30)가 주축(20)을 클램프시킨다.A detector 21 is mounted at one end of the main shaft 20 to detect the rotation angle of the main shaft 20, and the detected signal is transmitted to the detection circuit 15 through the preamplifier 22. The transmitted detection signal compares the rotational speed and the rotation angle amount commanded by the CNC program in the detection circuit 15, and when the value becomes an incremental state, the clamping device 30 described later explains that the main shaft 20 is clamped. Let's do it.

제4도를 참조하면, 본 발명의 주축 구조를 나타낸 것으로, 주축(20)의 샤프트상에 환상 디스크(23)와, 상기 주축(20)의 일측에 검출기(21)와, 상기 주축(20)을 제동시키기 위한 클램핑장치(30)와, 스핀들 모터(11)의 회전속도를 검출하는 검출센서(12)로 구성된다.Referring to FIG. 4, the main shaft structure of the present invention is illustrated, wherein the annular disk 23 is formed on the shaft of the main shaft 20, the detector 21 is located at one side of the main shaft 20, and the main shaft 20 is provided. It consists of a clamping device 30 for braking and a detection sensor 12 for detecting the rotational speed of the spindle motor (11).

제5도를 참조하면, 제4도에서 언급한 주축 클램핑장치(30)의 내부단면도로서, CNC 프로그램 지령 각도로 주축이 위치되었을때, CNC 프로그램의 지령에 따라 주축을 정지시키기 위해 사용하는 것으로, 유압로드(31)속으로 유압이 송출되어 실린더(32)내의 피스톤(33)(34)을 가압하여 양 피스톤(33)(34)의 사이에 위치한 환상 디스크(23)의 양측면을 가압하여 주축을 정지시킨다.Referring to FIG. 5, which is an internal sectional view of the spindle clamping device 30 mentioned in FIG. 4, which is used to stop the spindle according to the CNC program command when the spindle is positioned at the CNC program command angle. Hydraulic pressure is sent into the hydraulic rod 31 to pressurize the pistons 33 and 34 in the cylinder 32 to press both sides of the annular disk 23 located between the two pistons 33 and 34 to press the main shaft. Stop it.

이와 같은 본 발명의 작용효과를 일예로서 첨부된 도면 제3,4,5도를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in more detail with reference to the accompanying drawings 3, 4, 5 as an example the effect of the present invention as follows.

제3도는 3축 제어 CNC 선반의 시스템의 개요를 예시하는 것으로, CNC 선반에 전원이 인가되면 CNC 유닛의 준비상태가 완료되어 선반은 작동될 수 있다. NC 프로그램에 의해서 주축은 어떤 소정목적하는 각도 지령이 CNC 유닛에 내려지면 스핀들 서보유닛(10)을 통해 전류가 스핀들 모터(11)로 인가되는 상기 모터(11)에 장착되어 있는 검출센서(12)에서 회전속도를 검출하여 프리앰프(12)를 통해 검출회로(15)로 전달된다. 상기 스핀들 모터(11)의 회전시 주축(20)과 V벨트(14)로 연결되어 주축(20)은 NC 프로그램의 회전각도 지령대로 회전하게 된다. 주축(20)이 회전하게 되면 주축(20)에 장착되어 있는 검출기(21)에 의해 회전각도량이 프리앰프(22)를 통해 검출회로(15)로 전달된다. 검출회로(15)에서는 검출기(21)의 검출된 주축(20)의 각도량을 지령각도량과 비교하여 그 값이 증분 완료됨과 동시에 클램핑장치(30)가 주축(20)의 회전을 정지시킨다. 이때, 스핀들 모터(11)도 역시 정지하게 된다. 이상에서 설명한 바와 같이 주축이 정지된 상태에서는 주축이 분할된 어떤 회전각도에서만 계속 가공할때이고, 주축이 연속적으로 공구와 상대 회전운동을 일으켜 가공할때에는 클램핑장치가 작동되지 않는다. 단지, 주축의 일단에 부착된 검출기의 검출 신호에 의해 검출회로를 통해 제어하고 회전하게 된다.3 illustrates an outline of a system of a three-axis controlled CNC lathe, when the CNC lathe is powered, the ready state of the CNC unit is completed and the lathe can be operated. By the NC program, the main shaft is provided with a detection sensor 12 mounted on the motor 11 through which a current is applied to the spindle motor 11 through the spindle servo unit 10 when an angle command for a predetermined purpose is given to the CNC unit. Detects the rotational speed at and passes through the preamplifier 12 to the detection circuit (15). When the spindle motor 11 rotates, the spindle 20 is connected to the V-belt 14 so that the spindle 20 rotates according to the rotation angle command of the NC program. When the main shaft 20 rotates, the rotation angle is transmitted to the detection circuit 15 through the preamplifier 22 by the detector 21 mounted on the main shaft 20. The detection circuit 15 compares the detected angular amount of the main shaft 20 of the detector 21 with the commanded angular amount, increments the value thereof, and simultaneously clamps the device 30 to stop the rotation of the main shaft 20. At this time, the spindle motor 11 is also stopped. As described above, when the spindle is stopped, the clamping device is not operated when the spindle continues to be machined only at any rotational angle at which the spindle is divided. Only, the detection signal of the detector attached to one end of the main shaft is controlled and rotated through the detection circuit.

이와 같은 본 발명은 1개의 스핀들 모터(11)를 사용하여 주축(20)의 회전과 주축 분할을 동시에 수행할 수 있게 됨으로써 2축에서 3축으로의 전환 즉, 주축각도 분할 작업으로의 전환이 신속하게 이루어진다. 또한 본 발명은 주축의 각도분할시 주축(20)과 벨트(14)로 연결된 스핀들 모터(11)가 직접 주축(20)을 저속회전시켜 각도 분할하기 때문에 백래쉬가 발생되지 않는 것이고, 이로 인해 각도 분할시간이 단축됨과 동시에 각도분할공차가 최소화되는 것이다.In the present invention as described above, one spindle motor 11 can be used to simultaneously rotate the spindle 20 and divide the spindle, thereby quickly switching from two axes to three axes, that is, switching the spindle angle splitting operation. It is done. In addition, the present invention is that the backlash does not occur because the spindle motor 11 connected to the main shaft 20 and the belt 14 directly rotates the main shaft 20 at low speed to divide the angle of the main shaft. The time is shortened and the angle division tolerance is minimized.

이러한 작동에 따라 가공의 범위는 주축을 제어함으로써 2축 선반에서 선삭, 절단등이 작업이 이루어지는 반면, 주축정지상태에서는 회전 공구 부착형 공구대를 이용하여 드릴링, 탬핑등의 측면가공 및 전면가공등을 행할 수 있다. 또한, 주축을 공구와 상대 회전운동상태에서는 앤드밀을 이용한 캠선도 작업, 사이드 밀링 커터를 이용한 4각, 6각, 다각형을 가공할 수 있다.According to this operation, the scope of processing is controlled by turning the main shaft and turning, cutting, etc. on the 2-axis lathe, while in the spindle stopped state, the side and front machining such as drilling, tamping, etc. are performed using the tool bar with rotary tool. Can be done. In addition, in the state where the main axis and the tool and the relative rotational movement state, the cam line drawing operation using the end mill, the quadrilateral, hexagonal, and polygon can be machined using the side milling cutter.

이와 같은 기계작업시 분할 각도를 최소로(약 0.0010) 제어할 수 있으며, 2축에서 3축으로의 전환 및 각도분할시간이 단축되는 효과가 있는 것이다.In such a machine operation, it is possible to control the split angle to a minimum (about 0.0010), and the effect of switching from 2 axes to 3 axes and angle division time is shortened.

Claims

When the power is applied from the spindle servo unit 10 to the spindle motor 11, the spindle motor 11 and the main shaft 20 are connected to each other by a belt in the spindle continuous splitting apparatus capable of rotating at the same time, the spindle motor ( 11 detects the rotational speed of the spindle motor 11 and transmits it to the detection circuit 15 through the preamplifier 13, and the detector 21 at one end of the main shaft. Detects the rotation angle of the main shaft 20 and transmits it to the detection circuit 15 through the preamplifier 22, and the detection circuit 15 compares the rotation speed of the CNC program with the rotation angle. A method for continuously dividing a spindle of a three-axis control shelf, characterized in that the step of determining the drive of the spindle motor (11) when the value is increased is made, and at the same time stopping the spindle by the clamping device (30) of the spindle.