KR100804404B1 - 자동선반의 공작물 절단검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동선반의 공작물 절단검출방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 절단공구 이외의 공구를 선정하여 상기 공구의 무부하 상태의 모터부하량을 1회 이상 측정한 뒤 최대ㆍ최소값을 산출하고 이 최대ㆍ최소값을 참고로 최대ㆍ최소모터부하량의 값이 자동으로 입력된 뒤 가공시 측정된 모터부하량의 값이 최대ㆍ최소모터부하량의 값을 벗어나면 기계를 비상정지하는 것이다.

Description

자동선반의 공작물 절단검출방법{Cut-detecting method of work for NC lathe}

도 1은 본 발명에 의한 자동선반의 공작물 절단검출방법의 플로우챠트

도 2는 디스플레이 화면의 예시도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10. 사용자 설정부분 11. 검출공구번호

12. 검출공구 x축 형상보정값 13. 검출공구 y축 형상보정값

14. 검출시작점 15. 검출끝점

16. 무부하 이송횟수 20. 디스플레이 부분

21. 무부하시험 완료창 22. 무부하시험 카운터값

23. 무부하시험 최소전류치 24. 무부하시험 최대전류치

본 발명은 자동선반의 공작물 절단검출방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 절단공구 이외의 공구를 선정하여 상기 공구의 무부하 상태의 모터부하량을 1회 이상 측정한 뒤 최대ㆍ최소값을 산출하고 이 최대ㆍ최소값을 참고로 최대ㆍ최소모터부하량의 값이 자동으로 입력된 뒤 가공시 측정된 모터부하량의 값이 최대ㆍ최소모터부하량의 값을 벗어나면 기계를 비상정지하는 것이다.

일반적으로 자동선반에는 다양한 공구가 장착될 수 있는 공구대가 주축이나 서브축의 주위에 형성되어 있으며, 그중 가공을 마무리 짓는 절단바이트가 장착되어 있는 외경공구대가 형성되어 있다. 상기 외경공구대의 절단바이트는 가공소재의 가공 완료 후 또는 주축의 가공완료 후 서브축에서의 척킹을 위해 소재를 일정한 크기로 절단해주는 역할을 하는데 반복사용으로 인해 파손될 위험이 있어 평균적인 소재의 가공횟수나 육안에 의한 마모 판단으로 교체하여 사용하였다.

그러나, 절단바이트가 항상 평균화된 가공횟수에 미치지 못하고 파손되는 경우가 발생할 수 있으며 이를 감지하지 못한 채 가공을 진행하게 되면 가공소재와 타공구 또는 공구대의 충돌로 인해 기계나 공구가 파손될 위험이 높다.

이를 방지하기 위해 고안된 장치로서 본 출원인이 선출원한 실용신안등록 제402269호와 같은 자동선반의 절단검출장치가 있다. 이런 종래의 절단검출장치는 소재를 척킹하는 척의 주위에 형성되어 있는 절단바이트가 절단을 행한 뒤 실린더의 동작으로 터치스위치가 작동되어 절단여부를 검출하는 것으로서, 실린더의 동작속도를 높여 절단검출시간을 단축할 수 있다는 장점은 있으나 연속 가공시 소재에서 배출되는 칩에 의해 실린더의 작동이 원활하게 이루어지지 않을 위험이 있다.

또한, 기계의 크기에 비해 보다 많은 공구가 장착될 수 있기를 소망하는 소비자들의 요구에 반하여 부가 장치를 부착하여야 하는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 별도의 부가장치가 필요없이 절단공구 이외의 공구를 검출공구로 선정하여 상기 검출공구로서 소재의 절단검출 여부를 확인할 수 있는 자동선반의 공작물 절단검출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 부가장치가 필요없이 소프트웨어로 절단검출을 행함으로써 제작비용을 절감하고 보다 넓은 공간을 활용할 수 있는 자동선반을 제공할 수 있다.

본 발명은 자동선반의 공작물 절단검출방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 절단공구 이외의 공구를 선정하여 상기 공구의 무부하 상태의 모터부하량을 1회 이상 측정한 뒤 최대ㆍ최소값을 산출하고 이 최대ㆍ최소값을 참고로 허용 최대ㆍ최소모터부하량의 값이 자동으로 입력된 뒤 가공시 측정된 모터부하량의 값이 허용 최대ㆍ최소모터부하량의 값을 벗어나면 기계를 비상정지하는 것이다.

더욱 상세하게는 절단공구 이외의 공구를 검출공구로 선정하고, 상기 검출공구의 절단검출 시작점과 끝점을 입력한 뒤, 무부하 상태의 모터부하량을 1회 이상 측정하고, 측정된 모터부하량의 최대ㆍ최소값에 사용자가 임의로 정한 소정의 값(α)을 가감하여 허용 최대ㆍ최소모터부하량의 값이 자동으로 입력된 뒤, 가공시 측정된 모터부하량의 값이 허용최소모터부하량값과 허용최대모터부하량값의 범위를 벗어나면 기계를 비상정지하게 된다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 자동선반의 공작물 절단검출방법의 플로우챠트로서, 시간상으로 진행되는 과정을 순차적으로 설명하면, 먼저 절단검출을 행할 검출공구를 선정하고, 상기 검출공구가 절단검출을 행할 시작점과 끝점을 입력한다. 상기 검출공구의 시작점과 끝점은 반드시 척에 척킹되어 있는 공작물을 지나가도록 입력되어야 함은 당연하다.
여기서, 상기 검출공구는 절단공구 중에서 가공에 사용되지 않는 공구들 중에서 하나를 지정함이 바람직한데, 검출공구는 공작물의 가공에 따라 바뀔 수 있다. 즉, 공구 중에서 드릴이 사용되지 않는다면 상기 드릴을 검출공구로 지정해줄 수 있고 리이머(reamer)가 사용되지 않는다면 상기 리이머를 검출공구로 지정해줄 수 있다.
즉, 상기 검출공구는 일반적으로 사용되는 자동선반의 공구라면 서보모터의 부하량을 측정할 수 있는 모든 것을 검출공구로 지정하여도 무방하다.

이후 모터부하량을 측정하는데 검출공구가 시작점에서 끝점까지 이동되는 동안 공작물에 의해 간섭이 없는 무부하 상태의 모터부하량을 1회 이상 측정한다. 즉, 상기 검출공구가 다른 공작물이나 공구대에 의해 이동의 간섭을 받지 않는 상태에서 모터부하량을 측정하여 모터부하량의 최대ㆍ최소값을 산정한다.

모터부하량의 최대ㆍ최소값이 산정되면 이 평균값에 사용자가 임의로 정한 소정의 값(α)을 가감하여 허용 최대ㆍ최소모터부하량값이 자동적으로 입력되는데, α의 값은 반복적인 테스트에 의해 얻어진 소정의 값이 미리 정해진다. 이때, α의 값을 비교적 많이 책정하게 되면 허용 최대ㆍ최소모터부하량의 값이 크게 되고 반대로 α의 값을 비교적 적게 책정하게 되면 허용 최대ㆍ최소모터부하량의 값이 작아지게 된다.

이후 가공을 행하고 검출공구로서 절단검출을 행하게 되는데, 허용 최대ㆍ최소모터부하량의 값과 측정시 얻게 되는 모터부하량의 값을 비교하여 기계의 비상정지를 결정하게 된다. 만약, 측정시 얻어지는 모터부하량의 값이 허용최대모터부하량의 값보다 작고 허용최소모터부하량의 값보다 크다면 정상적인 절단이 이루어져 검출공구에 공작물이 검출되지 않았음을 의미하며, 절단공구의 파손 등으로 인해 공작물의 절단이 정상적으로 이루어지지 않았다면 절단검출시 검출공구에 공작물이 검출될 수밖에 없어 모터부하량의 값이 증가될 수밖에 없다.

따라서, 공작물의 절단이 정상적으로 이루어지지 않았을 경우 측정된 모터부하량의 값은 허용최대모터부하량의 값보다 크게 되고 서보모터제어부에 비상정지신호를 보내어 기계를 비상정지시키게 된다.

만약, 공작물의 절단이 완료되지 않아 검출공구와 공작물이 부딪혀서 검출공구가 파손될 위험이 있으므로 검출공구의 시작점과 끝점의 이송속도는 공작물의 재질에 따라 결정하는데 비교적 경도가 낮은 공작물은 검출공구의 이송속도가 빨라도 무방하지만 비교적 경도가 높은 공작물의 경우에는 검출공구의 이송속도가 늦어야만 상기 검출공구의 파손을 방지할 수 있다.

도 2는 디스플레이 화면의 예시도로서, 검출공구번호(11), 검출공구 x축 형상보정값(12), 검출공구 y축 형상보정값(13), 검출시작점(14), 검출끝점(15), 무부하 이송횟수(16), 디스플레이부분(20), 무부하시험완료창(21), 무부하시험 카운터 값(22), 무부하시험 최소전류치(23), 무부하시험 최대전류치(24)이다.

여기서, 검출공구번호는 검출할 공구를 지정하는 번호이며, 검출공구 x축 형상보정값(12)은 공구대에 끼워진 공구의 크기에 따라 x축의 좌표점을 보정하는 것이며, 검출공구 y축 형상보정값은 공구대에 끼워진 공구의 크기에 따라 y축의 좌표점을 보정하는 것이다.

상기 검출시작점(14)은 검출을 시작할 지점이고, 검출끝점(15)은 검출을 마칠 지점이다.

무부하 이송횟수(16)는 검출공구에 다른 물체가 닫지 않은 상태 즉, 무부하 상태의 이송횟수를 말하며, 무부하시험완료창(21)은 무부하시험의 완료여부를 나타낸다. 무부하시험 카운터값(22)은 무부하시험의 현재진행횟수를 나타내고, 무부하시험 최소전류치(23)와 최대전류치(24)는 무부하시험에서 나타나는 전류값이다.

상술한 실시예에서는 절단공구 이외의 공구를 검출공구로 사용하였으나, 경우에 따라서는 검출공구를 공구로 한정하지 않고 별도의 검출부재를 공구대에 장착하여 검출공구로 사용할 수도 있다.
즉, 상기 검출부재는 공작물의 가공에 사용되지 않는 파손된 공구나 일반적인 바 형태의 막대 중에서 공구대에 척킹이 가능한 어느 것을 사용하여도 무방하다. 예를 들어 파손된 드릴, 리이머, 바이트 등을 사용할 수 있다. 그러나, 다른 공구와 공구대 및 공작물과의 간섭이 없는 형태의 것으로서 보통 공구의 크기 정도인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상술한 실시예에서는 α의 값은 반복적인 테스트에 의해 얻어진 소정의 값이 미리 정해진다고 하였으나, 경우에 따라서는 α의 값을 사용자가 직접 임의로 입력할 수 있도록 형성할 수도 있다.

이런 경우에는 α의 크기가 가감됨에 따라 기계의 민감성이 변경될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동선반의 공작물 절단검출방법은 별도의 부가장치가 필요없이 절단공구 이외의 공구를 검출공구로 선정하여 상기 검출공구로서 소재의 절단검출 여부를 확인할 수 있으며, 부가장치가 필요없이 소프트웨어로 절단검출을 행함으로서 제작비용을 절감시키고 보다 넓은 공간을 활용할 수 있는 자동선반을 제공한다.

Claims (2)

1. 자동선반의 공작물 절단검출방법에 있어서,

   절단공구 이외의 공구를 검출공구로 선정하고, 상기 검출공구의 절단검출 시작점과 끝점을 입력한 뒤, 상기 검출공구가 시작점에서 끝점까지 이동될 때 아무것도 검출되지 않는 무부하 상태의 모터부하량을 1회 이상 측정하고, 측정된 모터부하량의 최대ㆍ최소값에 사용자가 임의로 지정한 소정의 값(α)을 가감하여 허용 최대ㆍ최소모터부하량의 값이 자동으로 입력된 뒤, 가공시 측정된 모터부하량의 값이 허용최소모터부하량값과 허용최대모터부하량값의 범위를 벗어나면 기계를 비상정지하는 것이 특징인 자동선반의 공작물 절단검출방법
2. 제 1항에 있어서,

   상기 검출공구 대신 공작물의 가공을 수행하지는 않으며 검출만을 수행하기 위한 검출부재를 공구대에 장착하여 사용하는 것이 특징인 자동선반의 공작물 절단검출방법

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