KR100393635B1 - A computer numerical control device for general construction machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 범용 공작기계의 씨엔씨 장치에 관한 것으로서, 공작기계의 각 축상에 볼 스크류를 장착하여 서보모터로 이를 회전시키고 또한 엔코더로 공작기계의 주축의 회전수를 제어하여 높은 정밀도를 갖는 범용 공작기계의 씨엔씨 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CNC device of a general-purpose machine tool, wherein a ball screw is mounted on each axis of a machine tool to rotate it with a servo motor, and an encoder is used to control the rotational speed of the main axis of the machine tool. OneCNC device is about.
본 발명의 목적은 공구대나 테이블등의 이송대의 이송을 볼 스크류를 사용하여 정밀도를 높이고 또한 상기 볼 스크류에 서보모터를 장착하여 회전시키게 하며 엔코더(Encoder)를 구비하여 주축의 회전속도를 제어하여 정밀도가 높은 절삭작업이 이루어지도록 한 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to increase the precision by using a ball screw to transfer the feed table, such as a tool bar or a table, and to rotate by mounting a servo motor on the ball screw, and equipped with an encoder (Encoder) to control the rotation speed of the main shaft precision Is to provide a CNC device of a general-purpose machine tool for high cutting operation.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 범용 공작기계의 씨엔씨 장치는 왕복대 및 새들에서 공구대 및 테이블이 왕복운동하는 X축과 상기 새들과 테이블을 지지하는 니(knee)가 상하운동하는 Y축과 베드위를 상기 왕복대 및 새들이 왕복운동하는 Z축으로 구성된 공작기계에 있어서, 상기 X축, Y축, Z축상에 장착되는 볼 스크류와, 상기 볼 스크류와 평행상태로 구비되며 외부의 전원을 인가받아 소정 회전력을 발생시키는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전력을 상기 볼 스크류에 전달하는 타이밍 벨트와, 상기 서보모터의 일측에 구비되어 주축의 회전수를 감지하는 엔코더와, 상기 엔코더의 감지신호를 수신하여 상기 서보모터의 회전력을 제어하는 조작반으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.One-CNC device of the general-purpose machine tool of the present invention for achieving the above object is the X-axis reciprocating the tool bar and the table in the carriage and the saddle and the Y-axis that the knee supporting the saddle and the table up and down And a Z-axis in which the carriage and the birds reciprocate on the bed, comprising: a ball screw mounted on the X-axis, Y-axis, and Z-axis; A servo motor for generating a predetermined rotational force, a timing belt for transmitting the rotational force of the servomotor to the ball screw, an encoder provided at one side of the servomotor to sense the rotational speed of the main shaft, and the detection of the encoder. It is characterized by consisting of a control panel for receiving a signal to control the rotational force of the servomotor.
Description
본 발명은 범용 공작기계의 씨엔씨 장치에 관한 것으로서, 공작기계의 각 축상에 볼 스크류를 장착하여 서보모터로 이를 회전시키고 또한 엔코더로 공작기계의 주축의 회전수를 제어하여 높은 정밀도를 갖는 범용 공작기계의 씨엔씨 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CNC device of a general-purpose machine tool, wherein a ball screw is mounted on each axis of a machine tool to rotate it with a servo motor, and an encoder is used to control the rotational speed of the main axis of the machine tool. OneCNC device is about.
일반적으로 공작기계는 가공물을 공구로 절삭하는 기계로서 베드위를 왕복운동하는 왕복대 및 새들(Saddle)과 상기 왕복대 및 새들위에서 왕복운동하는 공구대 및 테이블로 이루어진다.In general, a machine tool is a machine for cutting a workpiece into a tool, and includes a carriage and saddle reciprocating on a bed, and a tool stage and a table reciprocating on the carriage and the saddle.
또한 상기 왕복대, 새들, 공구대, 테이블등이 일반 리드 스크류에 의해 왕복운동하게 된다.In addition, the carriage, saddle, tool bar, table, etc. are reciprocated by the general lead screw.
상기와 같이 구성된 일반적인 공작기계는 가공물을 절삭하는 공구대와 테이블을 레버나 핸들등으로 웜(Worm)이나 웜 기어(Worm gear)등을 수동으로 조작하여 가공물을 원하는 형상으로 절삭을 하게 된다.A general machine tool configured as described above is to cut a workpiece into a desired shape by manually operating a worm or a worm gear with a lever or a handle using a tool bar and a table for cutting a workpiece.
그러나 가공물을 절삭하는 공구대와 테이블의 이송을 레버나 핸들등으로 웜이나 웜기어를 수동으로 조작하고 또한 상기 왕복대 및 이송대등이 리드 스크류에 의해 왕복운동하게 되어 가공물을 정밀하게 가공하는데는 한계점이 있어 왔다.However, there is a limit to the precise processing of the workpiece because the worm or the worm gear can be manually operated by lever or handle, and the carriage and the conveyor are reciprocated by the lead screw. It has been.
본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 공구대나 테이블등의 이송대의 이송을 볼 스크류를 사용하여 정밀도를 높이고 또한 상기 볼 스크류에 서보모터를 장착하여 회전시키게 하며 엔코더(Encoder)를 구비하여 주축의 회전속도를 제어하여 정밀도가 높은 절삭작업이 이루어지도록 한 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 제공함에 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to increase the accuracy by using a ball screw for the transfer of a feeder such as a tool bar or a table, and to rotate by mounting a servo motor on the ball screw. The present invention provides an OneCNC device of a general-purpose machine tool equipped with an encoder to control the rotational speed of the main shaft so that high precision cutting work is performed.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 범용 공작기계의 씨엔씨 장치는 왕복대 및 새들에서 공구대 및 테이블이 왕복운동하는 X축과 상기 새들과 테이블을 지지하는 니(knee)가 상하운동하는 Y축과 베드위를 상기 왕복대 및 새들이 왕복운동하는 Z축으로 구성된 공작기계에 있어서, 상기 X축, Y축, Z축상에 장착되는 볼 스크류와, 상기 볼 스크류와 평행상태로 구비되며 외부의 전원을 인가받아 소정 회전력을 발생시키는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전력을 상기 볼 스크류에 전달하는 타이밍 벨트와, 상기 서보모터의 일측에 구비되어 주축의 회전수를 감지하는 엔코더와, 상기 엔코더의 감지신호를 수신하여 상기 서보모터의 회전력을 제어하는 조작반으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.One-CNC device of the general-purpose machine tool of the present invention for achieving the above object is the X-axis reciprocating the tool bar and the table in the carriage and the saddle and the Y-axis that the knee supporting the saddle and the table up and down And a Z-axis in which the carriage and the birds reciprocate on the bed, comprising: a ball screw mounted on the X-axis, Y-axis, and Z-axis; A servo motor for generating a predetermined rotational force, a timing belt for transmitting the rotational force of the servomotor to the ball screw, an encoder provided at one side of the servomotor to sense the rotational speed of the main shaft, and the detection of the encoder. It is characterized by consisting of a control panel for receiving a signal to control the rotational force of the servomotor.
도 1은 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 공작기계의 정단면도,1 is a front cross-sectional view of a machine tool showing a CNC device of a general purpose machine tool according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 공작기계의 우측단면도,2 is a right side cross-sectional view of a machine tool showing the C & C apparatus of the general purpose machine tool according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 공작기계의 좌측단면도,Figure 3 is a left side cross-sectional view of the machine tool showing the C & C device of the general purpose machine tool according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 다른 공작기계의 정단면도,Figure 4 is a front sectional view of another machine tool showing the oneCNC apparatus of the general purpose machine tool according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 다른 공작기계의 측단면도.Figure 5 is a side cross-sectional view of another machine tool showing the oneCNC apparatus of the general purpose machine tool according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10 : 베드 20 : 새들(Saddle)10: Bed 20: Saddle
30 : 왕복대 40 : 테이블30: shuttle 40: table
50 : 공구대 60 : 니(Knee)50: tool bar 60: knee
70 : Z축 80 : X축70: Z axis 80: X axis
90 : Y축 100 : 서보모터(Servo motor)90: Y axis 100: Servo motor
110 : 엔코더(Ecoder) 120 : 타이밍 벨트(Timing belt)110: encoder 120: timing belt
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치에 대해 상세히 설명한다.With reference to the accompanying drawings will be described in detail the CNC device of the general purpose machine tool according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 공작기계의 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 공작기계의 우측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인공작기계의 좌측단면도이다.Figure 1 is a front sectional view of a machine tool showing the oneCNC apparatus of the general purpose machine tool according to the present invention, Figure 2 is a right sectional view of a machine tool showing a oneCNC apparatus of the general purpose machine tool according to the present invention, Figure 3 is Fig. 1 is a left side cross-sectional view of the machine tool showing the CNC device of the general-purpose machine tool.
상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치의 구성은 우선 공작기계 중 선반은 왕복대(30) 위에서 공구대가 왕복운동가능하게 볼 스크류가 장착된 X축(80)과 몸체 베드위를 상기 왕복대(30)가 왕복운동가능하게 볼 스크류가 장착된 Z축(70)과 상기 X축(80), Z축(70)상에 장착된 볼 스크류와 평행상태가 되게 구비되며 볼 스크류를 구동하도록 타이밍 벨트(120)로 연결되는 서보모터(100)와 상기 서보모터(100)에 타이밍 벨트(120)로 연결되어 주축의 회전수을 제어하는 엔코더(110)로 이루어진다.As shown in the drawings, the CNC device of the general-purpose machine tool according to the present invention is a lathe of the machine tool. The X-axis 80 and the body where the ball screw is mounted to reciprocate the tool post on the carriage 30 The bed 30 is provided such that the carriage 30 is in parallel with the ball screw mounted on the Z axis 70 and the X axis 80, Z axis 70 is mounted on the ball screw to reciprocate. The servo motor 100 is connected to the timing belt 120 to drive the ball screw, and the encoder 110 is connected to the servo motor 100 with the timing belt 120 to control the rotation speed of the main shaft.
더욱 바람직하게는 선반에 있어서는 상기 X축(80)과 평행상태가 되게 구비되는 서보모터는 작업자가 선반작업시 불편함이 없도록 상기 X축 볼스크류 뒤쪽 하단에 타이밍 벨트와 연결되어 구성된다. 또한 상기 Z축(70)축과 평행상태가 되게 구비되는 서보모터는 작업자의 위치에서 상기 Z축(70) 볼스크류 왼쪽 끝하단에 타이밍 벨트와 연결되어 구성된다.More preferably, in the lathe, the servo motor provided to be in parallel with the X-axis 80 is configured to be connected to the timing belt at the lower rear side of the X-axis ball screw so that the operator does not have inconvenience during lathe work. In addition, the servo motor provided in parallel with the Z axis 70 axis is configured to be connected to the timing belt at the lower left end of the Z axis 70 ball screw at the operator's position.
상기와 같이 구성된 공작기계의 씨엔씨 장치는 전원이 인가되면 조작반의 정보처리회로(CPU) 명령에 따라 각 축에 평행하게 타이밍 벨트(120)로 연결되어 있는 서보모터(100)가 작동을 하게 된다.When the CNC device of the machine tool configured as described above is supplied with power, the servomotor 100 connected to the timing belt 120 is operated in parallel with each axis according to the information processing circuit (CPU) command of the operation panel.
상기 서보모터(100)가 작동을 하게 되면 각 축도 타이밍 벨트(120)에 의해 전달된 서보모터(100)의 회전력으로 볼 스크류가 회전을 하게 된다. 그러면 왕복대(30)는 베드(10)위에서 소정의 위치에 구비된 가공물의 위치까지 움직이고 또한 공구대(50)는 왕복대(30)가 멈춘 다음 가공물을 절삭하기 위해 공구대(50)가왕복대(30)위에서 가공물을 향하여 X축(80) 볼 스크류을 통해 이동하게 된다.When the servo motor 100 is operated, the ball screw is rotated by the rotational force of the servo motor 100 transmitted by the timing belt 120 for each axis. Then the carriage 30 is moved to the position of the workpiece provided in the predetermined position on the bed 10 and the tool stage 50 is also used for cutting the workpiece after the carriage 30 is stopped. On the base 30 is moved through the X-axis 80 ball screw toward the workpiece.
상기 공구대(50)에 구비된 공구가 가공물을 절삭할 때 엔코더(110)는 공구와 가공물 사이의 토오크(torque)와 위치를 감지하여 주축의 회전속도를 정보처리회로(CPU)에 보내어 최상의 절삭조건이 되도록 주축이 회전할 수 있도록 한다.When the tool provided in the tool bar 50 cuts the workpiece, the encoder 110 detects a torque and a position between the tool and the workpiece, and sends the rotational speed of the main shaft to the information processing circuit (CPU) for the best cutting. Allow the spindle to rotate to be a condition.
도 4는 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 다른 공작기계의 정단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 범용 공작기계의 씨엔씨 장치를 보인 다른 공작기계의 측단면도이다.Figure 4 is a front cross-sectional view of another machine tool showing the oneCNC apparatus of the general purpose machine tool according to the present invention, Figure 5 is a side cross-sectional view of another machine tool showing the oneCNC apparatus of the general purpose machine tool according to the present invention.
또한 다른 실시 예로 상기 도면에 도시된 바와 같이 밀링은 새들(20)위에서 가공물을 고정하고 테이블(40)이 좌우 운동가능하도록 볼 스크류가 장착된 X축(80)과 상기 새들(20)과 테이블(40)을 지지하며 밀링본체 앞에서 니(Knee)(60)가 상하 이송하도록 볼 스크류가 장착된 Y축(90)과 상기 니(Knee)(60)위에서 새들(Saddle)(20)이 전후 운동가능하도록 볼 스크류가 장착된 Z축(70)과 상기 각 축상에 평행되게 구비되어 타이밍 벨트(120)와 연결되어 볼 스크류를 구동시키는 서보모터와 밀링본체 상부에 구비되며 가공물을 가공할 수가 있는 공구대가 구비되어 있다.In another embodiment, as shown in the figure, milling is an X-axis 80 mounted with a ball screw and the saddle 20 and the table (to fix the workpiece on the saddle 20 and to move the table 40 side to side). 40) and the Y-axis 90 with the ball screw and the saddle 20 on the knee 60 are capable of forward and backward movement so that the knee 60 is transported up and down in front of the milling body. The Z-axis 70 with the ball screw is installed in parallel with each other and the servo motor is connected to the timing belt 120 to drive the ball screw, and a tool post for milling the workpiece. It is provided.
더욱 바람직하게는 새들(20)위에서 가공물이 고정된 테이블(40)을 좌우 이동시키는 X축(80) 볼 스크류를 구동시키는 서보모터는 상기 X축(80)과 평행되게 구비되며 작업자의 위치에서 상기 X축(80) 볼 스크류 오른쪽 하단에 타이밍 벨트와 연결되어 구성된다.More preferably, the servo motor for driving the X-axis 80 ball screw for moving the table 40 on which the workpiece is fixed on the saddle 20 is left and right in parallel with the X-axis 80 and in the operator's position. X-axis 80 is configured to be connected to the timing belt on the bottom right of the ball screw.
또한, 니(Knee)(60)를 상하 이송시키는 Y축(90) 볼 스크류와 상기 니(Knee)(60)위에서 새들(20)을 전후 운동시키는 Z축(70) 볼 스크류를 구동시키는 서보모터는 상기 니(Knee)(60)의 좌우측에 구비된다.In addition, a servo motor for driving the Y-axis (90) ball screw to move the knee (60) up and down and the Z-axis (70) ball screw for moving the saddle (20) back and forth on the knee (60) Are provided on left and right sides of the knee 60.
상기와 같이 구성된 밀링의 씨엔씨 장치는 전원이 인가되면 정보처리회로(CPU) 명령을 받아 서보모터(100)가 구동되어 볼 스크류에 회전력을 부여하여 상기 새들(20)이 전진한다. 이 때 상기 새들(20)위에 구비된 테이블(40)에 가공물을 고정하고 테이블(40)은 후진한다.The milling CNC device configured as described above receives the information processing circuit (CPU) command when the power is applied, and the servo motor 100 is driven to impart rotational force to the ball screw to advance the saddle 20. At this time, the workpiece is fixed to the table 40 provided on the saddle 20 and the table 40 is retracted.
그러면 상기 니(Knee)(60)가 밀링본체 상부에 구비된 공구대의 공구가 가공물을 가공가능할 때 까지 상향 운동하고 상기 테이블(40)은 좌우운동을 하면서 가공물이 가공되어진다.Then, the knee 60 moves upward until the tool of the tool bar provided on the upper part of the milling body can process the workpiece, and the workpiece 40 is processed while the table 40 moves left and right.
이 때 상기 새들, 테이블, 니(Knee)의 이송운동에 있어서 수나사와 암나사 사이에서 강구가 구르며 마찰계수가 적고 높은 정밀도를 가진 볼 스크류에 의해서 움직이기 때문에 가공물을 정밀하게 가공할 수가 있다.At this time, the steel ball is rolled between the male and female threads in the saddle, the table and the knee movement, and the workpiece is precisely machined because it is moved by a ball screw with a small coefficient of friction and high precision.
상술한 바와 같이 본 발명의 범용 공작기계의 씨엔씨 장치는 수동 조작시 필요로 했던 다수의 핸들 및 스위치를 중앙 조작반에 구비하여 공작기계의 사용이 용이하며, 또한 범용 공작기계의 이송대 축상에 볼 스크류 및 이를 구동하는 서보모터를 장착하고 엔코더를 구비하여 각각의 이송대를 정해진 위치로 정확히 이송시킬 뿐만 아니라 최적의 절삭속도를 유지해 정밀가공에 도움을 주는 효과가 있다.As described above, the OneCNC device of the general-purpose machine tool of the present invention is equipped with a plurality of handles and switches required for manual operation in the central operating panel, which facilitates the use of the machine tool, and also provides a ball screw on the feed shaft of the general-purpose machine tool. And equipped with a servo motor for driving this and equipped with an encoder to not only accurately transfer each feed table to a predetermined position, but also has the effect of helping to precise processing by maintaining the optimum cutting speed.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |