KR940005479B1 - 공작기계의 자동측정 보정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공작기계의 자동측정 보정장치

제1도는 종래의 공작기계에서 자동측정 보정장치의 개략도.

제2도는 제1도에서 자동측정 보정처리 과정을 나타내는 처리공정의 흐름도.

제3도는 본 발명에 의한 자동측정 보정장치의 시스템 개략 블록도.

제4도는 제3도에서 디지털 스케일러를 발췌한 요부개략도.

제5도는 제3도와 관련된 자동측정 보정처리 프로그램의 일예도.

제6도는 제4도에서 디지털 스케일러의 동작 타이밍 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 퍼스널 컴퓨터 12 : 디지탈 스케일러

13 : 스케일러 증폭기 14 : 프린터

본 발명은 공작기계의 완제품 조립 이전에 기계베드등의 이송에 따른 스크류 오차등을 측정한후 이를 보정하는 수단과 관련된 것으로서, 이는 특히 이러한 공작기계의 측정된 오차 결과를 수조작 수단으로 보정처리 하지 않고 자동으로 측정 및 보정처리가 가능케된 공작기계의 자동측정 보정장치에 관한 것이다,

공작기계가 완성된 조립품으로 되기 이전에 공작작업에 관련된 기계베드가 제대로 선형이송되고 있는가를 알기 위하여서는 기계베드를 선형이송하는 볼스크류등의 동작을 측정하고 이것을 보정처리할 필요가 있다.

또, 상기 볼스크류는 나사산인 스크류로 성형되어져 있어 피 이송물의 이송동작 과정에서 백레쉬나 피치오차 등에 의한 이송거리 오차를 발생시키는 것이 보통이다.

그러므로, 상기 공작기계가 오차없이 정밀하게 작동되기 위해서는 기계베드를 이송시키는 볼스크류등의 동작상태를 측정하여 보정할 필요가 있고, 종래의 이러한 측정 및 보정수단은 제1도와 같은 수단으로 해결하고 있었다.

여기서는 CNC(22)에 측정을 위한 측정을 입력하고 표시하는 키본체(21)와, 이 키본체(21)로 주어진 입력 정보로 시스템을 제어관리하는 CNC(22) 및, CNC(22)에 의해 지령된 내용을 볼스크류기구(26)로 전달구동하는 서보드라이버(23) 및 서보모터(24)와; 서보모터(24)의 축에 결합되어 회전 주파수등의 상태를 검출하여 서보드라이버(23)로 궤환시키는 엔코더(25) 및, 기계의 선형이송 베이스인 기계베드 (27)와, 상기 기계베드(27)를 선형 이송시키는 볼스크류기구(26) 및, 이 볼스크류기구 (26)의 이송상태를 검출하는 레이져 측정수단(28)등이 포함된 구성으로 되어 있다.

또, 상기 공작기계의 측정보정 수단에서 그 측정보정 가공제어처리는 제2도와 같은 처리과정으로 성취되어 진다.

즉, 수치제어장치인 CNC(22)에 측정용 프로그램을 입력하여 원점을 실정하고, 레이져 측정수단(28)의 카운트값을 프리셋하며, 일정한 사이클로 기계구동을 행한다.

이후 구간별 이송지령을 CNC(22)에서 서보드라이버(23)측으로 보내고 서보드라이버(23)는 이것을 통해 서보모터(24)를 구동시켜 볼스크류기구(26)측의 볼스크류를 선형 이송시킨다.

이때, 레이져 측정수단(28)을 통해 기계베드(27)가 이송되는 실제거리를 측정한후 백레쉬 값을 계산하며, 그 백레쉬값은 키본체(21)를 통해 CNC(22)측의 보정메모리에 입력시키면 CNC(22)는 상기 보정값 만큼 보정된 데이터 만큼을 서보드라이버(23) 및 서보모터(24)를 통해 볼스크류를 이송시키게 되는 것이고, 다시 피치오차의 구간별값을 계산한후 피치보정값을 입력하며 종료처리하는 과정으로 이뤄지고 있다.

그리고, 상기 시스템에서 기계베드(27)의 이송거리를 레이져 측정수단(28)으로 측정하며, 이때 전진 100mm 이송후 후진 100mm를 이송시키면 측정수단(28)에서는 전진 및 후진된후 소정치수보다 덜오거나 더오는 경우가 생기게 되고, 이 차이값(오차)이 바로 백레쉬 값이 되는 것이다.

또, 이러한 오차는 CNC(22)를 통해 보정하므로서 이러한 공작기계의 정확한 이송동작이 이뤄질 수 있는 것이다.

그러나, 이러한 종래 기술에서는 상기 백레쉬등에 따른 선형 이송오차는 사람이 일일이 측정하고 계산하여 CNC측으로 입력시키는 작업을 통해 이뤄지므로서 그 작업이 여간 번거롭거나 불편한 것이 아닐 수 없고, 특히 인위적 입력오차로 인한 기계동작의 신뢰성을 상실할 우려가 많은 것이었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선할 수 있도록 개발되어진 것으로서, 이는 특히 상기 측정수단은 디지털처리가 가능한 디지털 스케일러로 되면서 시스템 컴퓨터에서 최초설정된 값에 대한 이송 오차가 생기게 되면 이를 자동보정하므로서, 이러한 시스템의 이용효율을 높이면서 편리성이 양호히 증가된 공작기계의 자동측정보정장치를 제공코져 한 것이다.

본 발명은 상기예의 목적을 실현할 수 있도록 볼베어링기구 측에는 디지털 스케일러를 설치하고, CNC에는 디지털통신수단을 매개하여 최초 설정된 측정데이타의 지령값에 대한 상기 디지털 스케일러측에서 제공된 오차데이타를 자동연산처리하여 CNC측으로 제공하는 퍼스널 컴퓨터 시스템등을 포함한 구성의 공작기계의 자동측정보정장치를 그 특징으로 하는 것이다.

이하에서 이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 제3도는 본 발명에 의한 공작기계의 자동측정 보정장치를 나타내었다.

여기서는 통상의 서보모터(24)에 연결된 볼스크류기구(26)에는 디지털처리가 가능한 디지털 스케일러(12)가 부착되어져 있고, 이 디지털 스케일러(12)의 출력측에는 스케일 증폭기(13)를 거쳐 퍼스널 컴퓨터(11)가 디지털 통신수단으로 이어져 있다.

또, 상기 퍼스널 컴퓨터(11)의 입출력 포트에는 퍼스널 컴퓨터(11)에서 최초설정된 측정수치를 입력받아 동작하는 CNC(22)가 통신수단으로 연결되어져 있고, 퍼스널 컴퓨터(11)에는 인자매체인 프린터(14)가 구비되어져 있다.

또, 제4도는 상기 디지털 스케일러(12)를 좀더 구체적으로 나타내었으며, 12a는 공작기계의 기계베드(27)와 고정된 고정지주이고, 12b는 선형 스케일러, 12c는 검출기이다.

또, 상기 퍼스널 컴퓨터(11)의 메인시스템에는 제5도예의 측정보정 프로그램(3)이 탑재되어져 있다.

여기서는 퍼스널 컴퓨터에서 측정용 프로그램을 전송하고(스텝 31), 원점설정지령을 행하며(스텝 32), 다시 퍼스널 컴퓨터는 스케일증폭기(13)에 측정기 프리셋 지령을 보내고(스텝 33), 구간별 이송지령, 디지털 스케일러를 통한 실제 이송거리측정 및 송신처리하며(스텝 34, 35), 지령값의 백래쉬값을 계산하여 보정값을 전송하고(스텝 36, 37), CNC 및 디지털 스케일러에 리세트지령하며 구간별 정밀 이송지령을 보낸다(스텝 38, 39).

이후, 디지털 스케일러를 통한 실제 이송거리를 측정하고 이 값을 퍼스널 컴퓨터 측으로 보내면 구간별 피치오차를 계산하여 피치보정값을 CNC로 송신한다(스텝 40, 41, 42).

상기 스텝 42이후는 허용한계에 도달했는가를 체크하여(스텝 43), Y(Yes)이면 프린터등을 통해 출력한 후(스텝 44) 종료하고, N(No)이면 스텝 39로 돌아가는 일련의 처리 과정으로 되어 있다.

이러한 구성의 본 발명은 그 작용 및 효과가 다음과 같다.

즉, 본 발명에 의한 공작기계의 자동측정 보정장치에서는 제3도 내지 제5도와 같이 퍼스널 컴퓨터(11)가 실제측정을 위한 데이터 값을 통신수단을 통해 CNC(22)에 제공하면 CNC(22)는 소정 입력데이타로 서보드라이버(22)로 출력을 제공하고 서보모터(24)는 볼스크류기구(26)를 선형 이송시킨다.

상기 볼스크류기구(26)의 이송으로 볼스크류로 이동되는 공작기계베드가 이송되어지고 이때 디지털 스케일러(12)에선 제6도와 같이 검출기(12c)를 통해 이송 직선변위를 읽어 들여 스케일 증폭기(13)로 보내면 그 신호는 통신수단으로 퍼스널 컴퓨터(11)로 전해져서 최초에 퍼스널 컴퓨터(11)가 CNC(22)측으로 보낸 지령값과 상기 디지털 스케일러(12)를 통한 실측값의 차이를 퍼스널 컴퓨터(11)가 계산하고, 이러한 오차는 CNC(22)측으로 다시 송신처리되는 동시에 프린터(14)로 그 내용을 출력처리한다.

또, 퍼스널 컴퓨터(11)는 상기와 같은 작업을 반복하여 시스템이 허용 오차 한계를 도달되면 CNC(22)는 최종적인 보정값을 보정메모리에 격납하고 작업을 종료하게 되는 것이다.

이러한 작업은 제5도와 같이 퍼스널 컴퓨터(11)에서 측정용 프로그램을 CNC(22)로 보내고 원점 설정을 지령함과 동시에 디지털 스케일러(12)의 프리셋트를 지령한다(스텝 31-33), 이후 CNC(22)에 구간별 이송지령을 행하면 디지털 스케일러(12)에 의해 실제 이송거리를 측정하여 이값을 퍼스널 컴퓨터(11)로 보내고, 퍼스널 컴퓨터(11)는 최초측정값에 대한 실측값의 차이를 계산하여 보정값을 CNC(22)측으로 전송한다(스텝 34-스텝 37).

또, 상기 CNC(22)는 보정값에 따라 서보모터(24)를 구동하고, 디지털 스케일러(12)로는 이때의 실측값을 다시 퍼스널 컴퓨터(11)로 보낸다(스텝 38-40)

퍼스널 컴퓨터(11)는 상기 실측값으로 구간별 피치오차를 계산하고 CNC(22)로 피치보정값을 송신하며, 허용 한계가 도달되었는가를 반복체크한후 종료하게 되는 것이다(스텝 41-44).

한편, 본 발명에선 상기 CNC측에 통신수단이 부가되어져서 주 컴퓨터측으로부터 제어정보를 입력받아 자동으로 시스템을 구동할 수 있고, 상기 디지털 스케일러는 이것대신 레이져 측정수단등을 대체할 수 있으며, 퍼스널 컴퓨터와 등가된 전용 콘트롤러의 구성을 가질 수 있음도 물론이다.

이러한 본 발명은 공작기계의 측정 및 보정수단이 컴퓨터 시스템에 의한 자동측정 및 보정수단으로 될 수 있어 이러한 시스템의 사용 효율을 높이고 편리성도 양호히 증가 시킬 수 있는 유익한 특징이 있는 것이다.

Claims (1)

1. CNC(22)에는 데이터 통신수단을 탑재하고, CNC(22)의 데이터 통신수단과 상호 연결되어져서 CNC(22)에 측정 및 보정데이타를 제공하는 퍼스널 컴퓨터(11)와, 선형이송 볼스크류기구(26)에 부착되어 선형이송값을 디지털 값으로 변환하는 디지털 스케일러(12)와, 이 디지털 스케일러(12)에 이어져서 퍼스널 컴퓨터(11)로 측정값을 디지털값으로 통신전송하는 스케일러 증폭기(13)등을 일체로 포함한 구성을 특징으로 하는 공작기계의 자동측정 보정장치.