WO2018135788A1 - Control device of machine tool, machine tool including same, and method for controlling machine tool using same - Google Patents

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Abstract

A control device of a machine tool comprising first and second main axes, which are arranged so as to face each other and clamp both end portions of a structure on the same axial line, comprises: first and second sensors for measuring a phase for a C-axis origin of the first main axis and a phase for a C-axis origin of the second main axis when the structure is clamped by the first and second main axes; a phase calculation device connected to the first and second sensors and calculating the phases of the first and second axes from input values from the first and second sensors; and a system control device for controlling the first and second main axes so as to synchronize phases between the first and second main axes on the basis of the calculated phases.

Description

공작기계의 제어 장치, 이를 포함하는 공작기계, 및 이를 이용한 공작기계의 제어 방법Control device for machine tool, machine tool including same, and method for controlling machine tool using same
본 발명은 공작기계의 제어 장치, 이를 포함하는 공작기계 및 이를 이용한 공작기계의 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 서로 대향 배치된 2개의 주축들을 갖는 공작기계를 제어하기 위한 제어 장치, 이를 포함한 공작기계 및 이를 이용한 공작기계의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control device for a machine tool, a machine tool including the same, and a method for controlling the machine tool using the same. More particularly, the present invention relates to a control device for controlling a machine tool having two spindles arranged opposite to each other, a machine tool including the same, and a method of controlling the machine tool using the same.
2개의 주축들을 갖는 복합 선반에 있어서, 다각 기둥 형상의 이형 소재를 동기 가공하기 위하여, 다이얼 게이지를 이용하여 주축과 서브축 사이의 위상차를 측정하고 상기 주축 및 상기 서브축 간의 원점 변화량(shift amount of machine reference position)을 CNC(computer numerical control) 파라미터로 입력하여 위상 동기화를 수행할 수 있다. 그러나, 공작물을 바꾸거나 공작물의 치수 변경이 있는 경우 위상 동기 작업을 반복적으로 수행하여야 하는 문제점이 있다.In a combined lathe having two main axes, in order to synchronously process a polygonal shaped release material, the phase difference between the main axis and the sub axis is measured using a dial gauge, and the shift amount of the main axis and the sub axis is shifted. Phase synchronization can be performed by entering a machine reference position (CNC) as a computer numerical control (CNC) parameter. However, there is a problem in that the phase synchronizing operation must be repeatedly performed when the workpiece is changed or there is a dimension change of the workpiece.
본 발명의 일 과제는 위상 동기 조정 시간을 단축하고 가공성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 제어 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a control device for a machine tool which can shorten the phase synchronization adjustment time and improve the workability.
본 발명의 다른 과제는 상술한 제어 장치를 포함하는 공작기계를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a machine tool comprising the above-described control device.
본 발명의 또 다른 과제는 상술한 제어 장치를 이용하여 공작기계를 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for controlling a machine tool using the above-described control device.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 제어 장치는, 서로 대향 배치되며 동일 축선 상에서 공작물의 양단부를 클램프하는 제1 및 제2 주축들을 포함하는 공작기계에 있어서, 상기 공작물이 상기 제1 및 제2 주축들에 의해 클램프될 때 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 측정하기 위한 제1 및 제2 센서들, 상기 제1 및 제2 센서들에 연결되며 상기 제1 및 제2 센서들로부터의 입력값들로부터 상기 제1 및 제2 주축들의 위상들을 산출하는 위상 연산 장치, 및 상기 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상을 동기화하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 시스템 제어 장치를 포함한다.The control device of the machine tool according to the exemplary embodiments for achieving the object of the present invention, in the machine tool comprising a first and second spindle arranged opposite to each other and clamping both ends of the workpiece on the same axis First and second sensors for measuring a phase with respect to the C-axis origin of the first spindle and a phase with respect to the C-axis origin of the second spindle when the workpiece is clamped by the first and second spindles. A phase calculating device connected to the first and second sensors and calculating phases of the first and second principal axes from input values from the first and second sensors, and the calculated phases. And a system control device for controlling the first and second spindles to synchronize the phase between the first and second spindles based on the same.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 센서는 상기 제1 주축과 함께 회전하는 제1 치차 및 상기 제1 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제1 인코더를 포함할 수 있고, 상기 제2 센서는 상기 제2 주축과 함께 회전하는 제2 치차 및 상기 제2 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제2 인코더를 포함할 수 있다.In example embodiments, the first sensor may include a first gear that rotates with the first spindle and a first encoder for detecting a rotation angle of the first tooth, wherein the second sensor The second gear that rotates together with the second main axis and a second encoder for detecting the rotation angle of the second gear.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 인코더들은 상기 제1 및 제2 치차들로부터 펄스를 발생시키는 펄스 코더를 포함할 수 있다.In example embodiments, the first and second encoders may include a pulse coder for generating a pulse from the first and second teeth.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 위상 연산 장치는 상기 제1 및 제2 주축들 각각의 C축 원점에 대한 위상을 상기 펄스로부터 검출된 치차의 톱니 개수(N)로부터 산출할 수 있다.In example embodiments, the phase calculating apparatus may calculate a phase of the C-axis origin of each of the first and second major axes from the number of teeth N of the teeth detected from the pulse.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 위상 연산 장치는, 상기 제1 및 제2 센서들로부터의 검출 신호들을 수신하는 수신부 및 상기 수신된 검출 신호들로부터 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 제1 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 제2 위상을 각각 산출하는 연산부를 포함할 수 있다.In example embodiments, the phase calculating device may further include a receiver configured to receive detection signals from the first and second sensors and a first reference to the C-axis origin of the first main axis from the received detection signals. And a calculation unit configured to calculate a phase and a second phase with respect to the C-axis origin of the second main axis, respectively.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 위상 연산 장치는 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 자동 위상 동기화 기능을 가이드하기 위한 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the phase calculating device may further include an interface unit for guiding an automatic phase synchronization function between the first and second main axes.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 시스템 제어 장치는 상기 제1 및 제2 주축들의 위상들이 위상 쉬프트 파라미터로 작성된 구동 프로그램에 따라 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상차를 동기화하기 위한 수치제어 장치를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the system control apparatus is a numerical control device for synchronizing the phase difference between the first and second main axes according to a drive program in which the phases of the first and second main axes are written as a phase shift parameter. It may include.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작물은 다각형 단면 형상을 가질 수 있다.In example embodiments, the workpiece may have a polygonal cross-sectional shape.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공작기계는 서로 대향 배치되며 동일 축선 상에서 공작물의 양단부를 클램프하는 제1 주축 및 제2 주축, 상기 공작물을 가공하기 위한 공구들이 장착되는 공구대, 상기 공작물이 상기 제1 및 제2 주축들에 의해 클램프될 때 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 각각 측정하기 위한 제1 및 제2 센서들, 및 상기 제1 및 제2 센서들에 각각 연결되고 상기 제1 및 제2 센서들로부터의 입력값들로부터 상기 제1 및 제2 주축들의 위상들을 산출하고 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상을 동기화하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 제어 장치를 포함한다.Machine tools according to exemplary embodiments for achieving the another object of the present invention are disposed opposite to each other and equipped with a first spindle and a second spindle for clamping both ends of the workpiece on the same axis, the tool for machining the workpiece A first tool for measuring a phase with respect to the C-axis origin of the first spindle and a phase with respect to the C-axis origin of the second spindle when the workpiece is clamped by the first and second spindles, respectively. And phases of the first and second principal axes connected to second sensors and the first and second sensors, respectively, and from the input values from the first and second sensors, to the calculated phases. And a control device for controlling the first and second spindles to synchronize the phase between the first and second spindles on the basis.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 센서는 상기 제1 주축과 함께 회전하는 제1 치차 및 상기 제1 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제1 인코더를 포함할 수 있고, 상기 제2 센서는 상기 제2 주축과 함께 회전하는 제2 치차 및 상기 제2 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제2 인코더를 포함할 수 있다.In example embodiments, the first sensor may include a first gear that rotates with the first spindle and a first encoder for detecting a rotation angle of the first tooth, wherein the second sensor The second gear that rotates together with the second main axis and a second encoder for detecting the rotation angle of the second gear.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 인코더들은 상기 제1 및 제2 치차로부터 펄스를 발생시키는 펄스 코더를 포함할 수 있고, 상기 기 제어 장치는 상기 제1 및 제2 주축들 각각의 C축 원점에 대한 위상을 상기 펄스로부터 검출된 치차의 톱니 개수(N)로부터 산출할 수 있다.In example embodiments, the first and second encoders may include a pulse coder for generating a pulse from the first and second gears, wherein the control device is configured to control the first and second spindles, respectively. The phase with respect to the C-axis origin of can be calculated from the number of teeth N of the gear detected from the pulse.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제1 및 제2 센서들로부터의 수신된 검출 신호들로부터 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 제1 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 제2 위상을 각각 산출하는 위상 연상 장치, 및 상기 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상차를 보상하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 수치제어 장치를 포함할 수 있다.In example embodiments, the control device may further include a first phase relative to a C axis origin of the first main axis and the C axis of the second main axis from received detection signals from the first and second sensors. A phase imager for respectively calculating a second phase with respect to an origin, and a numerical control device for controlling the first and second principal axes to compensate for the phase difference between the first and second principal axes based on the calculated phases It may include.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작물은 다각형 단면 형상을 가질 수 있다.In example embodiments, the workpiece may have a polygonal cross-sectional shape.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작기계는 상기 제1 및 제2 주축들 사이에 배치되어 상기 공작물이 관통하도록 지지하는 가이드 부시를 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the machine tool may further include a guide bush disposed between the first and second spindles to support the workpiece therethrough.
상기 본 발명의 또 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 제어 방법에 있어서, 제1 주축에 공작물의 일단부를 클램프한다. 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출한다. 상기 제1 주축에 동일 축선 상에서 대향 배치된 제2 주축에 상기 공작물의 타단부를 클램프한다. 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출한다. 상기 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상을 동기화하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어한다.In the control method of the machine tool according to the exemplary embodiments for achieving another object of the present invention, one end of the workpiece is clamped to the first spindle. The phase with respect to the C-axis origin of the first main axis is calculated. The other end of the workpiece is clamped to a second spindle arranged opposite to the first spindle on the same axis. The phase with respect to the C-axis origin of the second main axis is calculated. The first and second main axes are controlled to synchronize the phase between the first and second main axes based on the calculated phases.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출하는 것은 상기 공작물의 일단부를 상기 제1 주축에 클램핑할 때 상기 제1 주축과 함께 회전하는 제1 치차의 회전 각도를 검출하는 것을 포함할 수 있고, 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출하는 것은 상기 공작물의 타단부를 상기 제2 주축에 클램핑할 때 상기 제2 주축과 함께 회전하는 제2 치차의 회전 각도를 검출하는 것을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, calculating the phase with respect to the C-axis origin of the first spindle may include rotating angles of the first tooth that rotate with the first spindle when clamping one end of the workpiece to the first spindle. And detecting a phase with respect to the C-axis origin of the second spindle, wherein the second tooth that rotates with the second spindle when the other end of the workpiece is clamped to the second spindle. Detecting the rotation angle.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 치차들의 회전 각도들을 각각 검출하는 것은 상기 회전하는 제1 및 제2 치차들의 톱니들의 개수에 따라 발생된 펄스들을 카운트하여 상기 제1 및 제2 주축들의 C축 원점에 대한 위상값들을 각각 산출하는 것을 포함할 수 있다.In example embodiments, detecting the rotation angles of the first and second teeth, respectively, counts the generated pulses according to the number of teeth of the rotating first and second gears so that the first and second teeth are counted. Computing the phase values for the C-axis origin of the main axis, respectively.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 방법은, 상기 제1 및 제2 주축들의 속도가 동기되어 상기 공작물의 양단부를 동기 회전시키는 것을 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the control method may further include synchronizing rotation of both ends of the workpiece by synchronizing the speeds of the first and second spindles.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 것은 상기 산출된 위상차가 위상 쉬프트 파라미터로 입력된 CNC의 구동 프로그램을 수행하는 것을 포함할 수 있다.In example embodiments, the controlling of the first and second main axes may include performing a driving program of the CNC in which the calculated phase difference is input as a phase shift parameter.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 가이드 부시에 의해 상기 공작물의 중간 부위를 지지하는 것을 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the method may further comprise supporting the intermediate portion of the workpiece by a guide bush.
예시적인 실시예들에 따르면, 동일 축선 상에서 공작물의 양단부를 클램프하는 제1 주축 및 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상값들을 각각 산출하고 산출된 위상차를 CNC의 구동 프로그램에 위상 쉬프트 파라미터로 작성(write)하여 상기 제1 및 제2 주축들의 위상을 동기화할 수 있다.According to the exemplary embodiments, phase values for the C-axis origin of the first and second spindles clamping both ends of the workpiece on the same axis are respectively calculated, and the calculated phase difference is written as a phase shift parameter in the drive program of the CNC. By writing, the phases of the first and second principal axes may be synchronized.
따라서, 두 개의 주축들을 이용하여 다각 기둥 형상의 이형 소재를 가공할 때, 상기 두 개의 주축들 사이의 위상 동기 조정 시간을 단축하고 정확한 위상 동기를 통해 가공성을 향상시킬 수 있다.Therefore, when processing a polygonal pillar-shaped release material using two main axes, it is possible to shorten the phase synchronization adjustment time between the two main axes and to improve workability through accurate phase synchronization.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously expanded within a range without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a machine tool according to exemplary embodiments.
도 2는 도 1의 공작기계의 제1 및 제2 주축들 및 가이드 부시를 나타내는 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating first and second spindles and a guide bush of the machine tool of FIG. 1.
도 3은 도 1의 공작기계의 제1 및 제2 주축들에 설치된 제1 및 제2 센서들 및 위상 연산 장치를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating first and second sensors and a phase calculating device installed on first and second main axes of the machine tool of FIG. 1.
도 4는 도 3의 제1 및 제2 주축들에 클램프된 공작물을 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a workpiece clamped to the first and second spindles of FIG. 3.
도 5는 도 1의 공작기계의 제어 장치를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a control device of the machine tool of FIG. 1.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.Fig. 6 is a flow chart illustrating a method of controlling a machine tool according to exemplary embodiments.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.In each of the drawings of the present invention, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.That is, the present invention may be modified in various ways and may have various forms. Specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 공작기계의 제1 및 제2 주축들 및 가이드 부시를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1의 공작기계의 제1 및 제2 주축들에 설치된 제1 및 제2 센서들 및 위상 연산 장치를 나타내는 블록도이다. 도 4는 도 3의 제1 및 제2 주축들에 클램프된 공작물을 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 1의 공작기계의 제어 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a perspective view illustrating a machine tool according to exemplary embodiments. FIG. 2 is a perspective view illustrating first and second spindles and a guide bush of the machine tool of FIG. 1. 3 is a block diagram illustrating first and second sensors and a phase calculating device installed on first and second main axes of the machine tool of FIG. 1. 4 is a perspective view illustrating a workpiece clamped to the first and second spindles of FIG. 3. 5 is a block diagram illustrating a control device of the machine tool of FIG. 1.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 공작기계(10)는 베드(100) 상에서 서로대향 배치되며 공작물(W)의 양단부를 클램프하고 동일 축선(a) 상에서 회전시키는 제1 주축(112) 및 제2 주축(122)을 각각 구비하는 제1 주축대(110) 및 제2 주축대(120), 공작물(W)을 가공하기 위한 복수 개의 공구들이 장착되는 공구대(140, 142), 및 제1 및 제2 주축들(112, 122) 사이의 위상차를 보상하기 위한 자동 위상 제어 장치를 포함할 수 있다.1 to 5, the machine tool 10 is disposed opposite each other on the bed 100 and clamps both ends of the workpiece W and rotates on the same axis a and the second main shaft 112. A first spindle head 110 and a second spindle head 120 each having a spindle 122, a tool post 140 and 142 on which a plurality of tools for processing the work W are mounted, and first and It may include an automatic phase control device for compensating the phase difference between the second main axis (112, 122).
예시적인 실시예들에 있어서, 공작기계(10)는 2주축 대향 복합 선반일 수 있다. 상기 복합 선반은 서로 대향하는 주축(main spindle)(112)과 서브축(sub spindle)(122), 및 공구대(140, 142)를 포함할 수 있다. 상기 복합 선반에는 주축 이송 좌표계(A), 서브축 이송 좌표계(B) 및 공구대 이송 좌표계가 설정될 수 있고, 상기 주축(및 서브축)의 각도가 분할되어 제어되는 C축 제어가 구비될 수 있다.In exemplary embodiments, the machine tool 10 may be a two spindle opposite composite lathe. The combined lathe may include a main spindle 112 and a sub spindle 122 and tool posts 140 and 142 facing each other. The complex lathe may be set with a main axis feed coordinate system (A), a sub axis feed coordinate system (B), and a tool bar feed coordinate system, and may be provided with a C-axis control in which the angle of the main axis (and sub axis) is divided and controlled. have.
상기 복합 선반은 복수 개의 스핀들(주축 및 서브축)이 동기 제어되어 다양한 복합 가공을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 복합 선반은 상기 주축과 상기 서브축의 속도 및 위상이 동기되어 공작물의 양단을 클램프하여 동기 회전시키면서 대형의 공작물을 가공할 수 있다(동기 가공).In the compound lathe, a plurality of spindles (main axis and sub-axis) are synchronously controlled to perform various complex machining. For example, the compound lathe can process a large workpiece while synchronously rotating by clamping both ends of the workpiece in synchronism with the speed and phase of the main shaft and the sub-axis (synchronous processing).
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베드(100)는 직육면체 형상을 갖는 프레임일 수 있다. 베드(100)는 수평 방향의 상부면과 수직 방향의 전면을 가질 수 있다. 이하에서는, 베드(100)의 상기 상부면 상에서 수직 방향을 X축 방향이라 하고, 베드(100)의 상기 전면 상에서 수직 방향을 Y축 방향이라 하고, X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 방향을 Z축 방향이라 하기로 한다. Z축 방향은 작업자로부터 보아 좌우 방향일 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the bed 100 may be a frame having a cuboid shape. The bed 100 may have a top surface in the horizontal direction and a front surface in the vertical direction. Hereinafter, the vertical direction is referred to as the X-axis direction on the upper surface of the bed 100, the vertical direction is referred to as the Y-axis direction on the front surface of the bed 100, the direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction This is referred to as the Z-axis direction. The Z axis direction may be left and right directions when viewed from the operator.
제1 주축대(110) 및 제2 주축대(120)는 베드(100)의 상기 상부면 상에서 서로 대향 배치될 수 있다. 제1 주축대(110)는 베드(100)의 상기 상부면 상에서 작업자로부터 보아 우측에 배치되고, 제2 주축대(120)는 베드(100) 상에서 좌측에 배치될 수 있다.The first headstock 110 and the second headstock 120 may be disposed opposite to each other on the upper surface of the bed (100). The first headstock 110 may be disposed on the right side from the operator on the upper surface of the bed 100, and the second headstock 120 may be disposed on the left side on the bed 100.
제1 주축대(110)는 주축 이송 좌표계(X1, Y1, Z1)에서 적어도 하나의 축 방향으로 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 제1 주축대(110)는 제1 이송 모터에 의해 베드(100) 상에서 Z1축 방향으로 이동 가능할 수 있다. 또한, 제1 주축대(110)는 제2 이송 모터에 의해 베드(100) 상에서 X1축 방향으로 이동 가능할 수 있다.The first spindle base 110 may be installed to be movable in at least one axial direction in the spindle feed coordinate system (X1, Y1, Z1). For example, the first headstock 110 may be movable in the Z1 axis direction on the bed 100 by the first feed motor. In addition, the first headstock 110 may be movable in the X1 axis direction on the bed 100 by the second feed motor.
제1 주축대(110)는 공작물(W)을 C1축 방향으로 회전시키는 제1 주축(112)을 포함할 수 있다. 제1 콜렛(114)은 제1 주축(112)의 일단부에 구비되어 공작물(W)을 클램프할 수 있다. 따라서, 제1 주축대(110)는 공작물(W)의 일단부를 클램프하고 공작물(W)을 Z1축 방향으로 이동하고 C1축 방향으로 회전할 수 있다.The first headstock 110 may include a first spindle 112 for rotating the workpiece W in the C1 axis direction. The first collet 114 may be provided at one end of the first spindle 112 to clamp the work W. Therefore, the first headstock 110 may clamp one end of the work W and move the work W in the Z1-axis direction and rotate in the C1-axis direction.
제2 주축대(120)는 서브축 이송 좌표계(X2, Y2, Z2)에서 적어도 하나의 축 방향으로 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 제2 주축대(110)는 제3 이송 모터에 의해 베드(100) 상에서 Z2축 방향으로 이동 가능할 수 있다. 또한, 제2 주축대(120)는 제4 이송 모터에 의해 베드(100) 상에서 Y2축 방향으로 이동 가능할 수 있다.The second headstock 120 may be installed to be movable in at least one axial direction in the sub-axis feed coordinate systems X2, Y2, and Z2. For example, the second headstock 110 may be movable in the Z2 axis direction on the bed 100 by the third feed motor. In addition, the second headstock 120 may be movable in the Y2 axis direction on the bed 100 by the fourth feed motor.
제2 주축대(120)는 공작물(W)을 C2축 방향으로 회전시키는 제2 주축(122)을 포함할 수 있다. 제2 콜렛(124)은 제2 주축(122)의 일단부에 구비되어 공작물(W)을 클램프할 수 있다. 따라서, 제2 주축대(120)는 공작물(W)의 일단부를 클램프하고 공작물(W)을 Z2축 방향으로 이동하고 C2축 방향으로 회전할 수 있다.The second headstock 120 may include a second spindle 122 for rotating the workpiece W in the C2 axis direction. The second collet 124 may be provided at one end of the second spindle 122 to clamp the work W. Therefore, the second headstock 120 may clamp one end of the work W and move the work W in the Z2 axis direction and rotate in the C2 axis direction.
예시적인 실시예들에 있어서, 공작기계(10)는 제1 주축(112) 또는 제1 및 제2 주축(112, 122)에 의해 회전하는 공작물(W)의 중간 부위를 지지하는 가이드 부시(130)를 더 포함할 수 있다. 가이드 부시(130)는 베드(100) 상에 제1 및 제2 주축대들(110, 120) 사이에 배치되어 공작물(W)이 관통하도록 지지할 수 있다.In exemplary embodiments, the machine tool 10 includes a guide bush 130 that supports an intermediate portion of the workpiece W that is rotated by the first spindle 112 or the first and second spindles 112, 122. ) May be further included. The guide bush 130 may be disposed between the first and second spindles 110 and 120 on the bed 100 to support the work W therethrough.
상기 공구대는 베드(100) 상에서 가이드 부시(130)의 상방 및 측방에 설치되는 복수개의 공구대들(140, 142)의 조합으로 구성된 복합 공구대일 수 있다. 상기 복합 공구대는 선삭용 공구대 및 밀링용 공구대를 포함할 수 있다. 공구대(140, 142)에는 선삭용 공구, 밀링용 공구, 밀링용 회전 공구 등이 장착될 수 있다.The tool post may be a complex tool post composed of a combination of a plurality of tool posts 140 and 142 installed above and to the side of the guide bush 130 on the bed 100. The composite tool post may include a turning tool post and a milling tool post. The tool posts 140 and 142 may be equipped with a turning tool, a milling tool, a milling rotary tool, and the like.
상기 공구대들 중 적어도 하나의 공구대는 상기 공구대 이송 좌표계에서 적어도 하나의 축 방향으로 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 공구대는 제5 및 제6 이송 모터들(도시되지 않음)에 의해 베드(100) 상에서 X3축 방향 및 Y3축 방향으로 이동 가능할 수 있다.At least one tool post of the tool posts may be installed to be movable in at least one axial direction in the tool post feed coordinate system. For example, the tool post may be movable on the bed 100 in the X3 axis direction and the Y3 axis direction by the fifth and sixth transfer motors (not shown).
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 주축들(112, 122)은 동일 축선(a) 상에서 공작물(W)을 클램프하고 C축 회전시킬 수 있다. 제1 및 제2 주축들(112, 122)은 Z1축 방향과 Z2축 방향이 서로 일치하도록 배치될 수 있다. 또한, 공작물(W)은 다각형(예를 들면, 육각, 사각, 팔각 등)의 단면 형상을 가질 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, in exemplary embodiments, the first and second major axes 112, 122 can clamp the workpiece W and rotate the C axis on the same axis a. have. The first and second main axes 112 and 122 may be arranged to coincide with the Z1 axis direction and the Z2 axis direction. In addition, the workpiece W may have a cross-sectional shape of a polygon (for example, hexagon, square, octagon, etc.).
따라서, 제1 및 제2 주축들(112, 122)은 공작물(W)의 양단부를 클램프하고 서로 동기되어 공작물(W)을 C축 회전시키면서 다각 기둥형 공작물(W)의 옆면을 가공할 수 있다.Accordingly, the first and second spindles 112 and 122 may machine the sides of the polygonal columnar workpiece W while clamping both ends of the workpiece W and synchronously rotating the workpiece W to the C axis. .
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 자동 위상 제어 장치는 상기 동기 가공을 수행하기 위하여 제1 및 제2 주축들(112, 122)이 다각 기둥형 공작물(W)의 양단부를 클램프할 때 제1 및 제2 주축들(112, 122) 사이의 위상을 자동으로 동기화할 수 있다.In example embodiments, the automatic phase control device is adapted to perform the first and second spindles 112, 122 when the first and second spindles 112, 122 clamp both ends of the polygonal workpiece W to perform the synchronous machining. The phase between the second major axes 112 and 122 may be automatically synchronized.
구체적으로, 상기 자동 위상 제어 장치는 공작물(W)이 제1 및 제2 주축들(112, 122)에 의해 클램프될 때 제1 주축(112)의 C축 원점에 대한 위상 및 제2 주축(122)들의 C축 원점에 대한 위상을 측정하기 위한 제1 및 제2 센서들(200, 210), 제1 및 제2 센서들(200, 210)에 연결되며 제1 및 제2 센서들(200, 210)로부터의 입력값들로부터 제1 및 제2 주축들(112, 122)의 위상들을 산출하는 위상 연산 장치(300), 및 상기 산출된 위상들에 기초하여 제1 및 제2 주축들(112, 122) 사이의 위상차를 보상하도록 제1 및 제2 주축들(112, 122)을 제어하는 시스템 제어 장치(400)를 포함할 수 있다.In detail, the automatic phase control apparatus includes a phase and a second spindle 122 with respect to the C-axis origin of the first spindle 112 when the workpiece W is clamped by the first and second spindles 112 and 122. Are connected to the first and second sensors 200 and 210 and the first and second sensors 200 and 210 to measure the phase with respect to the C-axis origin of the first and second sensors 200 and 210. A phase computing device 300 that calculates phases of the first and second major axes 112, 122 from input values from 210, and first and second major axes 112 based on the calculated phases. And a system control device 400 for controlling the first and second main axes 112 and 122 to compensate for the phase difference between the two sides.
제1 센서(200)는 제1 주축(112)과 함께 회전하는 제1 치차(202) 및 제1 치차(202)의 회전 각도를 검출하기 위한 제1 인코더(204)를 포함할 수 있다. 제2 센서(210)는 제2 주축(122)과 함께 회전하는 제2 치차(212) 및 제2 치차(212)의 회전 각도를 검출하기 위한 제2 인코더(214)를 포함할 수 있다.The first sensor 200 may include a first gear 202 that rotates together with the first spindle 112, and a first encoder 204 for detecting a rotation angle of the first gear 202. The second sensor 210 may include a second gear 212 rotating together with the second main shaft 122 and a second encoder 214 for detecting a rotation angle of the second gear 212.
제1 치차(202)는 제1 주축(112)에 직접 연결되거나 벨트 풀리와 같은 연결 기구를 통해 간접적으로 연결되어 제1 주축(112)이 회전함에 따라 함께 회전될 수 있다. 제2 치차(212)는 제2 주축(122)에 직접 연결되거나 벨트 풀리와 같은 연결 기구를 통해 간접적으로 연결되어 제2 주축(122)이 회전함에 따라 함께 회전될 수 있다. 제1 및 제2 치차들(202, 212)은 둘레에 복수 개의 톱니들을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 톱니들의 개수(N)는 4096일 수 있다.The first gear 202 may be directly connected to the first spindle 112 or indirectly through a coupling mechanism such as a belt pulley to rotate together as the first spindle 112 rotates. The second tooth 212 may be directly connected to the second spindle 122 or indirectly through a coupling mechanism such as a belt pulley to rotate together as the second spindle 122 rotates. The first and second teeth 202 and 212 may have a plurality of teeth around the periphery. For example, the number N of teeth may be 4096.
제1 인코더(204)는 제1 치차(202)의 일측에 배치되는 근접 센서이고, 제2 인코더(214)는 제2 치차(212)의 일측에 배치되는 근접 센서일 수 있다. 제1 및 제2 인코더들(204, 214)은 제1 및 제2 치차들(202, 212)이 회전할 때 펄스를 발생시키는 펄스 코더(pulse coder)를 포함할 수 있다. 상기 펄스 코더는 상기 치차가 회전할 때 카운트되는 톱니들의 개수에 따른 펄스들을 발생시킬 수 있다.The first encoder 204 may be a proximity sensor disposed on one side of the first gear 202, and the second encoder 214 may be a proximity sensor disposed on one side of the second gear 212. The first and second encoders 204, 214 may include a pulse coder that generates a pulse when the first and second teeth 202, 212 rotate. The pulse coder may generate pulses according to the number of teeth counted when the gear rotates.
위상 연산 장치(300)는 제1 및 제2 주축들(112, 122) 사이의 자동 위상 동기화 기능을 가이드하기 위한 인터페이스부(310), 제1 및 제2 센서들(200, 210)로부터의 검출 신호들을 수신하는 수신부(320) 및 상기 수신된 검출 신호들로부터 제1 주축(112)의 C축 원점에 대한 제1 위상 및 제2 주축(122)의 C축 원점에 대한 제2 위상(122)을 각각 산출하여 출력하는 연산부(330)를 포함할 수 있다.The phase calculating device 300 detects from the interface unit 310 and the first and second sensors 200 and 210 for guiding an automatic phase synchronization function between the first and second spindles 112 and 122. The receiver 320 receiving the signals and the first phase with respect to the C-axis origin of the first main axis 112 and the second phase 122 with respect to the C-axis origin of the second main axis 122 from the received detection signals. It may include a calculation unit 330 for calculating and outputting each.
인터페이스부(310)는 작업자에게 위상 자동 동기 HMI 화면을 제공하고 작업자는 상기 HMI 화면을 통해 자동 위상 동기화 기능의 실행 명령 및 조건을 입력할 수 있다. 인터페이스부(310)가 작업자로부터 실행 명령을 수신하면, 수신부(320)는 제1 및 제2 센서들(200, 210)의 제1 및 제2 인코더들(204, 214)로부터 펄스 신호를 수신하고 수신된 펄스들의 개수를 카운트할 수 있다.The interface unit 310 may provide the operator with the phase automatic synchronization HMI screen, and the operator may input an execution command and a condition of the automatic phase synchronization function through the HMI screen. When the interface unit 310 receives an execution command from the operator, the receiver 320 receives a pulse signal from the first and second encoders 204 and 214 of the first and second sensors 200 and 210. The number of received pulses can be counted.
위상 연산 장치(300)는 작업자로부터 입력된 조건, 제1 및 제2 치차들의 개수, C축 원점 위치 등을 저장하는 메모리부를 더 포함할 수 있다. 수신부(320)는 상기 자동 위상 동기화 기능을 실행하기 전에, 제1 및 제2 주축들(112, 122)의 일회전에 따른 제1 및 제2 치차들(202, 212)의 톱니 개수를 카운트하고 연산부(320)는 각각의 C축 원점 위치를 설정할 수 있다. 예를 들면, CNC 제어를 통해 제1 주축(112)을 일회전시키면 제1 치차(202)의 톱니 개수의 펄스들을 카운트하여 그 때의 임의의 위치를 제1 주축(112)의 기준 원점(C축 원점) 위치로 설정하고, CNC 제어를 통해 제2 주축(122)을 일회전시키면 제2 치차(212)의 톱니 개수의 펄스들을 카운트하여 그 때의 임의의 위치를 제2 주축(122)의 기준 원점(C축 원점) 위치로 설정할 수 있다. 상기 메모리부는 카운트된 톱니 개수를 기준값으로 저장하고 상기 C축 원점 위치를 저장할 수 있다.The phase calculating device 300 may further include a memory unit for storing a condition input from an operator, the number of first and second gears, a C-axis origin position, and the like. Before executing the automatic phase synchronization function, the receiver 320 counts the number of teeth of the first and second gears 202 and 212 according to one rotation of the first and second spindles 112 and 122. The calculator 320 may set the respective C-axis origin positions. For example, when the first spindle 112 is rotated by CNC control, the pulses of the number of teeth of the first gear 202 are counted and an arbitrary position at that time is referred to the reference origin C of the first spindle 112. Axis origin) position, and when the second spindle 122 is rotated by CNC control, the pulses of the number of teeth of the second gear 212 are counted and any position at that time is set to the second spindle 122. Can be set as the reference origin (C axis origin) position. The memory unit may store the counted number of teeth as a reference value and store the C-axis origin position.
다각 기둥형 공작물(W)의 일단부가 제1 주축(112)에 의해 클램프될 때, 공작물(W)의 옆면들 중 하나를 기준면으로 하여 소정 각도만큼 회전하고, 수신부(320)는 제1 치차(202)로부터 발생하는 펄스들의 개수를 검출하고, 연산부(330)는 아래의 식 1에 의해 제1 주축(112)의 C축 원점에 대한 제1 위상(Ф1)을 산출할 수 있다.When one end of the polygonal columnar workpiece W is clamped by the first main shaft 112, one side of the workpiece W is rotated by a predetermined angle with respect to the reference surface, and the receiver 320 rotates the first gear ( The number of pulses generated from 202 may be detected, and the calculator 330 may calculate a first phase Ф1 with respect to the C-axis origin of the first main axis 112 by Equation 1 below.
위상(Ф) = 360(도)/치차 톱니수(N) ---- 식 (1)Phase (Ф) = 360 (Degrees) / Number of Gears (N) ---- Equation (1)
이어서, 제2 주축대(120)가 제1 주축대(110)에 대하여 상대 이동하여 다각 기둥형 공작물(W)의 타단부가 제2 주축(122)에 의해 클램프될 때, 수신부(320)는 제2 치차(212)로부터 발생하는 펄스들의 개수를 검출하고, 연산부(330)는 상기 식 1에 의해 제2 주축(122)의 C축 원점에 대한 제2 위상(Ф2)을 산출할 수 있다.Subsequently, when the second headstock 120 is moved relative to the first headstock 110 so that the other end of the polygonal column-shaped workpiece W is clamped by the second headstock 122, the receiver 320 The number of pulses generated from the second gear 212 may be detected, and the calculator 330 may calculate a second phase Ф2 of the C-axis origin of the second main axis 122 by Equation 1 above.
시스템 제어 장치(400)는 연산부(330)로부터 입력된 산출된 제1 위상(Ф1) 및 제2 위상(Ф2)의 차이값을 보상하여 제1 주축(112) 및 제2 주축(122)의 위상을 동기화할 수 있다.The system controller 400 compensates for the difference between the calculated first phase Ф1 and the second phase Ф2 input from the calculator 330, and thus phases of the first and second main axes 112 and 122. Can be synchronized.
시스템 제어 장치(400)는 제1 위상(Ф1) 및 제2 위상(Ф2)의 위상차를 위상 쉬프트 파라미터로 작성된 제어 코드에 따라 제1 및 제2 주축들(112, 122)을 제어하는 수치제어 장치를 포함할 수 있다. 위상 연상 장치(300)는 상기 수치제어 장치에 구비될 수 있다. 상기 위상차는 구동 프로그램의 위상 쉬프트 파라미터로 작성되고, 상기 수치제어 장치는 작성된 프로그램에 따라 제1 및 제2 주축들(112, 122) 사이의 위상차를 동기화할 수 있다.The system control apparatus 400 controls the first and second main axes 112 and 122 according to a control code created by the phase shift parameter of the phase difference between the first phase Ф1 and the second phase Ф2. It may include. The phase association device 300 may be provided in the numerical control device. The phase difference is created as a phase shift parameter of the driving program, and the numerical controller may synchronize the phase difference between the first and second main axes 112 and 122 according to the written program.
상술한 바와 같이, 상기 공작기계의 제어 장치는 주축의 C축과 서브축의 C축의 자동 위상 동기화 기능을 가이드하기 위한 인터페이스를 제공하고 상기 주축의 C축과 상기 서브축의 C축의 위상차를 산출하고 산출된 위상차를 CNC에 위상 쉬프트 파라미터로 작성(write)하여 상기 주축과 상기 서브축의 위상을 동기화할 수 있다.As described above, the control device of the machine tool provides an interface for guiding the automatic phase synchronization function of the C axis of the main axis and the C axis of the sub axis, and calculates and calculates the phase difference between the C axis of the main axis and the C axis of the sub axis. The phase difference may be written to the CNC as a phase shift parameter to synchronize the phase of the main axis and the sub axis.
따라서, 두 개의 주축들을 이용하여 다각 기둥 형상의 이형 소재를 가공할 때, 상기 두 개의 주축들 사이의 위상 동기 조정 시간을 단축하고 정확한 위상 동기를 통해 가공성을 향상시킬 수 있다.Therefore, when processing a polygonal pillar-shaped release material using two main axes, it is possible to shorten the phase synchronization adjustment time between the two main axes and to improve workability through accurate phase synchronization.
이하에서는, 상술한 공작기계의 제어 장치를 이용하여 제1 주축 및 제2 주축 사이의 위상을 동기화하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of synchronizing a phase between a first main axis and a second main axis using the above-described control device of a machine tool will be described.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.Fig. 6 is a flow chart illustrating a method of controlling a machine tool according to exemplary embodiments.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 먼저, 제1 주축(112)에 공작물(W)의 일단부를 클램핑하고(S100), 제1 주축(112)의 C축 원점에 대한 위상을 산출할 수 있다(S110).1 to 6, first, one end of the workpiece W may be clamped to the first spindle 112 (S100), and the phase of the first axis 112 of the C axis origin may be calculated (S100). S110).
예시적인 실시예들에 있어서, 먼저, 제1 주축(112)의 C축 원점을 설정한 후, 다각 기둥 형상의 공작물(W)을 동기 가공하기 위하여 공작물(W)의 일단부를 제1 주축(112)의 제1 콜렛(114)에 클램핑한 후, 제1 주축(112)의 C축 원점에 대한 위상을 산출할 수 있다. 이 때, 공작물(W)의 중간 부위는 가이드 부시(130)에 의해 지지될 수 있다.In exemplary embodiments, first, the C-axis origin of the first spindle 112 is set, and then one end portion of the workpiece W is synchronized with the first spindle 112 to synchronously process the polygonal column-shaped workpiece W. After clamping to the first collet 114 of), it is possible to calculate the phase with respect to the C-axis origin of the first main axis (112). At this time, the intermediate portion of the workpiece (W) may be supported by the guide bush 130.
제1 주축(112)의 상기 C축 원점 조정에 있어서, 제1 센서(200)의 제1 인코더(204)는 제1 주축(112)의 일회전에 따라 제1 치차(202)의 톱니들의 개수에 따른 펄스들을 발생시킬 수 있고, 위상 연산 장치(300)는 발생된 펄스들을 카운트하여 그 때의 임의의 위치를 제1 주축(112)의 C축 원점으로 설정할 수 있다.In the C-axis origin adjustment of the first spindle 112, the first encoder 204 of the first sensor 200 is the number of teeth of the first gear 202 according to one rotation of the first spindle 112. According to the present invention, the phase calculator 300 may count the generated pulses and set an arbitrary position at that time as the C-axis origin of the first main axis 112.
이어서, 공작물(W)의 일단부를 제1 주축(112)의 제1 콜렛(114)에 클램핑한 후, 제1 주축(112)의 상기 C축 원점에 대한 제1 위상값을 산출할 수 있다. 다각 기둥형 공작물(W)의 일단부가 제1 주축(112)에 의해 클램프될 때, 공작물(W)의 옆면들 중 하나를 기준면으로 하여 소정 각도만큼 회전하고, 수신부(320)는 제1 치차(202)로부터 발생하는 펄스들의 개수를 검출하고, 연산부(330)는 제1 주축(112)의 C축 원점에 대한 제1 위상값을 산출할 수 있다.Subsequently, after clamping one end of the workpiece W to the first collet 114 of the first spindle 112, the first phase value of the first spindle 112 of the C axis origin may be calculated. When one end of the polygonal columnar workpiece W is clamped by the first main shaft 112, one side of the workpiece W is rotated by a predetermined angle with respect to the reference surface, and the receiver 320 rotates the first gear ( The number of pulses generated from 202 may be detected, and the calculator 330 may calculate a first phase value with respect to the C-axis origin of the first main axis 112.
이어서, 제2 주축(122)에 공작물(W)의 타단부를 클램핑하고(S120), 제2 주축(122)의 C축 원점에 대한 위상을 산출할 수 있다(S130).Subsequently, the other end of the workpiece W may be clamped to the second main shaft 122 (S120), and the phase of the C-axis origin of the second main shaft 122 may be calculated (S130).
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 주축(122)은 제1 주축(112)과 동일 축선(a) 상에서 대향 배치될 수 있다. 먼저, 제2 주축(122)의 C축 원점을 설정한 후, 공작물(W)의 타단부를 제2 주축(122)의 제2 콜렛(124)에 클램핑한 후, 제2 주축(122)의 C축 원점에 대한 위상을 산출할 수 있다.In example embodiments, the second spindle 122 may be disposed on the same axis a as the first spindle 112. First, after setting the C-axis origin of the second spindle 122, the other end of the workpiece (W) is clamped to the second collet 124 of the second spindle 122, then the second spindle 122 The phase with respect to the C-axis origin can be calculated.
제2 주축(122)의 상기 C축 원점 조정에 있어서, 제2 센서(210)의 제2 인코더(214)는 제2 주축(122)의 일회전에 따라 제2 치차(212)의 톱니들의 개수에 따른 펄스들을 발생시킬 수 있고, 위상 연산 장치(300)는 발생된 펄스들을 카운트하여 제2 주축(122)의 C축 원점을 설정할 수 있다. 이어서, 공작물(W)의 타단부를 제2 주축(122)의 제2 콜렛(124)에 클램핑한 후, 제2 주축(122)의 상기 C축 원점에 대한 제2 위상값을 산출할 수 있다.In adjusting the C-axis origin of the second spindle 122, the second encoder 214 of the second sensor 210 has the number of teeth of the second tooth 212 according to one rotation of the second spindle 122. According to the present invention, the phase calculating device 300 may set the C-axis origin of the second main axis 122 by counting the generated pulses. Subsequently, after clamping the other end of the work W to the second collet 124 of the second main shaft 122, the second phase value of the second main shaft 122 with respect to the C-axis origin can be calculated. .
이후, 상기 산출된 제1 및 제2 위상값들의 차이값(위상차)에 기초하여 제1 주축(112) 및 제2 주축(122)의 위상을 동기화한 후(S140), 공작물(W)의 옆면들 중 적어도 하나의 옆면에 대하여 가공을 수행할 수 있다.Subsequently, after synchronizing the phases of the first and second spindles 112 and 122 based on the calculated difference value (phase difference) between the first and second phase values (S140), the side surface of the work W Machining may be carried out on at least one side of these.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 위상차는 CNC의 구동 프로그램의 위상 쉬프트 파라미터로 작성되고, 상기 구동 프로그램에 따라 제1 및 제2 주축들(112, 122) 사이의 위상차를 동기화할 수 있다.In example embodiments, the phase difference may be written as a phase shift parameter of a drive program of the CNC, and may synchronize the phase difference between the first and second main axes 112 and 122 according to the drive program.
이어서, 제1 및 제2 주축들(112, 122)의 속도가 동기되어 공작물(W)의 양단부를 동기 회전시킨 후 또 다른 옆면에 대하여 가공을 수행할 수 있다.Subsequently, the speeds of the first and second spindles 112 and 122 may be synchronized to rotate both ends of the work W to perform machining on another side surface.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
<부호의 설명><Description of the code>
10: 공작기계 100: 베드10: machine tool 100: bed
110: 제1 주축대 112: 제1 주축110: first headstock 112: first headstock
114: 제1 콜렛 120: 제2 주축대114: first collet 120: second headstock
122: 제2 주축 124: 제2 콜렛122: second spindle 124: second collet
130: 가이드 부시 140, 142: 공구대130: guide bush 140, 142: tool bar
200: 제1 센서 202: 제1 치차200: first sensor 202: first gear
204: 제1 인코더 210: 제2 센서204: First encoder 210: Second sensor
212: 제2 치차 214: 제2 인코더212: second gear 214: second encoder
300: 위상 연산 장치 310: 인터페이스부300: phase calculator 310: interface unit
320: 수신부 330: 연산부320: receiver 330: calculator
400: 시스템 제어 장치400: system control unit

Claims (20)

  1. 서로 대향 배치되며 동일 축선 상에서 공작물의 양단부를 클램프하는 제1 및 제2 주축들을 포함하는 공작기계에 있어서,A machine tool comprising first and second spindles disposed opposite one another and clamping both ends of a workpiece on the same axis, the machine tool comprising:
    상기 공작물이 상기 제1 및 제2 주축들에 의해 클램프될 때 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 측정하기 위한 제1 및 제2 센서들;First and second sensors for measuring the phase with respect to the C-axis origin of the first spindle and the phase with respect to the C-axis origin of the second spindle when the workpiece is clamped by the first and second spindles. ;
    상기 제1 및 제2 센서들에 연결되며, 상기 제1 및 제2 센서들로부터의 입력값들로부터 상기 제1 및 제2 주축들의 위상들을 산출하는 위상 연산 장치; 및A phase computing device coupled to the first and second sensors and calculating phases of the first and second principal axes from input values from the first and second sensors; And
    상기 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상을 동기화하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 시스템 제어 장치를 포함하는 공작기계의 제어 장치.And a system control device for controlling the first and second spindles to synchronize the phase between the first and second spindles based on the calculated phases.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 센서는 상기 제1 주축과 함께 회전하는 제1 치차 및 상기 제1 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제1 인코더를 포함하고,The method of claim 1, wherein the first sensor comprises a first gear for rotating with the first main axis and a first encoder for detecting the rotation angle of the first gear,
    상기 제2 센서는 상기 제2 주축과 함께 회전하는 제2 치차 및 상기 제2 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제2 인코더를 포함하는 공작기계의 제어 장치.And said second sensor comprises a second gear that rotates with said second spindle and a second encoder for detecting a rotation angle of said second gear.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 인코더들은 상기 제1 및 제2 치차들로부터 펄스를 발생시키는 펄스 코더를 포함하는 공작기계의 제어 장치.3. The control apparatus of claim 2, wherein the first and second encoders comprise a pulse coder for generating a pulse from the first and second teeth.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 위상 연산 장치는 상기 제1 및 제2 주축들 각각의 C축 원점에 대한 위상을 상기 펄스로부터 검출된 치차의 톱니 개수(N)로부터 산출하는 공작기계의 제어 장치.4. The control device of a machine tool according to claim 3, wherein the phase calculating device calculates a phase with respect to the C-axis origin of each of the first and second main axes from the number of teeth (N) of the teeth detected from the pulse.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 연산 장치는The apparatus of claim 1, wherein the phase calculating device
    상기 제1 및 제2 센서들로부터의 검출 신호들을 수신하는 수신부; 및A receiver configured to receive detection signals from the first and second sensors; And
    상기 수신된 검출 신호들로부터 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 제1 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 제2 위상을 각각 산출하는 연산부를 포함하는 공작기계의 제어 장치.And a calculation unit for calculating a first phase with respect to the C-axis origin of the first main axis and a second phase with respect to the C-axis origin of the second main axis, respectively, from the received detection signals.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 위상 연산 장치는 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 자동 위상 동기화 기능을 가이드하기 위한 인터페이스부를 더 포함하는 공작기계의 제어 장치.6. The apparatus of claim 5, wherein the phase computing device further comprises an interface for guiding an automatic phase synchronization function between the first and second major axes.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템 제어 장치는 상기 제1 및 제2 주축들의 위상들이 위상 쉬프트 파라미터로 작성된 구동 프로그램에 따라 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상차를 동기화하기 위한 수치제어 장치를 포함하는 공작기계의 제어 장치.The apparatus of claim 1, wherein the system control apparatus comprises a numerical control apparatus for synchronizing a phase difference between the first and second main axes according to a drive program in which the phases of the first and second main axes are written as phase shift parameters. Control equipment for machine tools.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 공작물은 다각형 단면 형상을 갖는 공작기계의 제어 장치.The apparatus of claim 1, wherein the workpiece has a polygonal cross-sectional shape.
  9. 서로 대향 배치되며 동일 축선 상에서 공작물의 양단부를 클램프하는 제1 주축 및 제2 주축;First and second spindles disposed opposite each other and clamping both ends of the workpiece on the same axis;
    상기 공작물을 가공하기 위한 공구들이 장착되는 공구대;A tool post on which tools for machining the workpiece are mounted;
    상기 공작물이 상기 제1 및 제2 주축들에 의해 클램프될 때 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 각각 측정하기 위한 제1 및 제2 센서들; 및First and second sensors for measuring the phase with respect to the C-axis origin of the first spindle and the phase with respect to the C-axis origin of the second spindle when the workpiece is clamped by the first and second spindles, respectively. field; And
    상기 제1 및 제2 센서들에 각각 연결되고, 상기 제1 및 제2 센서들로부터의 입력값들로부터 상기 제1 및 제2 주축들의 위상들을 산출하고 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상을 동기화하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 제어 장치를 포함하는 공작기계.Connected to the first and second sensors, respectively, calculating phases of the first and second principal axes from input values from the first and second sensors and based on the calculated phases; A control device for controlling said first and second spindles to synchronize phases between said second spindles.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 센서는 상기 제1 주축과 함께 회전하는 제1 치차 및 상기 제1 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제1 인코더를 포함하고,10. The method of claim 9, wherein the first sensor comprises a first gear for rotating with the first spindle and a first encoder for detecting a rotation angle of the first gear,
    상기 제2 센서는 상기 제2 주축과 함께 회전하는 제2 치차 및 상기 제2 치차의 회전 각도를 검출하기 위한 제2 인코더를 포함하는 공작기계.The second sensor includes a second gear that rotates with the second spindle and a second encoder for detecting a rotation angle of the second tooth.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 인코더들은 상기 제1 및 제2 치차로부터 펄스를 발생시키는 펄스 코더를 포함하고,11. The apparatus of claim 10, wherein the first and second encoders comprise a pulse coder for generating a pulse from the first and second gears,
    상기 제어 장치는 상기 제1 및 제2 주축들 각각의 C축 원점에 대한 위상을 상기 펄스로부터 검출된 치차의 톱니 개수(N)로부터 산출하는 공작기계의 제어 장치.And the control device calculates the phase with respect to the C-axis origin of each of the first and second main axes from the number of teeth (N) of the teeth detected from the pulse.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제어 장치는The method of claim 9, wherein the control device
    상기 제1 및 제2 센서들로부터의 수신된 검출 신호들로부터 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 제1 위상 및 상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 제2 위상을 각각 산출하는 위상 연상 장치; 및A phase associating device for calculating a first phase with respect to the C-axis origin of the first main axis and a second phase with respect to the C-axis origin of the second main axis from the received detection signals from the first and second sensors, respectively ; And
    상기 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상차를 보상하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 수치제어 장치를 포함하는 공작기계.And a numerical control device that controls the first and second spindles to compensate for the phase difference between the first and second spindles based on the calculated phases.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 공작물은 다각형 단면 형상을 갖는 공작기계.10. The machine tool of claim 9, wherein the workpiece has a polygonal cross-sectional shape.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주축들 사이에 배치되어 상기 공작물이 관통하도록 지지하는 가이드 부시를 더 포함하는 공작기계.10. The machine tool of claim 9, further comprising a guide bush disposed between the first and second spindles to support the workpiece therethrough.
  15. 제1 주축에 공작물의 일단부를 클램프하고;Clamp one end of the workpiece to the first spindle;
    상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출하고;Calculating a phase with respect to the C-axis origin of the first main axis;
    상기 제1 주축에 동일 축선 상에서 대향 배치된 제2 주축에 상기 공작물의 타단부를 클램프하고;Clamping the other end of the workpiece to a second spindle disposed opposite to the first spindle on the same axis;
    상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출하고; 그리고Calculating a phase with respect to the C-axis origin of the second main axis; And
    상기 산출된 위상들에 기초하여 상기 제1 및 제2 주축들 사이의 위상을 동기화하도록 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 것을 포함하는 공작기계의 제어 방법.Controlling the first and second spindles to synchronize the phase between the first and second spindles based on the calculated phases.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출하는 것은 상기 공작물의 일단부를 상기 제1 주축에 클램핑할 때 상기 제1 주축과 함께 회전하는 제1 치차의 회전 각도를 검출하는 것을 포함하고,16. The method of claim 15, wherein calculating the phase with respect to the origin of the C axis of the first spindle detects the rotation angle of the first gear that rotates with the first spindle when clamping one end of the workpiece to the first spindle. Including doing it,
    상기 제2 주축의 C축 원점에 대한 위상을 산출하는 것은 상기 공작물의 타단부를 상기 제2 주축에 클램핑할 때 상기 제2 주축과 함께 회전하는 제2 치차의 회전 각도를 검출하는 것을 포함하는 공작기계의 제어 방법.Calculating the phase with respect to the C-axis origin of the second main axis includes detecting a rotation angle of a second tooth that rotates with the second main axis when clamping the other end of the workpiece to the second main axis. Control method of the machine.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 치차들의 회전 각도들을 각각 검출하는 것은 상기 회전하는 제1 및 제2 치차들의 톱니들의 개수에 따라 발생된 펄스들을 카운트하여 상기 제1 및 제2 주축들의 C축 원점에 대한 위상값들을 각각 산출하는 것을 포함하는 공작기계의 제어 방법.17. The method of claim 16, wherein detecting the rotation angles of the first and second teeth, respectively, counts pulses generated according to the number of teeth of the rotating first and second teeth to determine the first and second major axes. Calculating a phase value with respect to the C-axis origin respectively.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주축들의 속도가 동기되어 상기 공작물의 양단부를 동기 회전시키는 것을 더 포함하는 공작기계의 제어 방법.16. The method of claim 15, further comprising synchronizing rotation of both ends of the workpiece by synchronizing the speeds of the first and second spindles.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 주축들을 제어하는 것은 상기 산출된 위상차가 위상 쉬프트 파라미터로 입력된 CNC의 구동 프로그램을 수행하는 것을 포함하는 공작기계의 제어 방법.16. The method of claim 15, wherein the controlling of the first and second spindles comprises performing a drive program of the CNC in which the calculated phase difference is input as a phase shift parameter.
  20. 제 15 항에 있어서, 가이드 부시에 의해 상기 공작물의 중간 부위를 지지하는 것을 더 포함하는 공작기계의 제어 방법.The method of claim 15, further comprising supporting an intermediate portion of the workpiece by a guide bush.
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