KR101468008B1 - 툴 클램핑상태 감지 장치 - Google Patents

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KR101468008B1 KR1020140053136A KR20140053136A KR101468008B1 KR 101468008 B1 KR101468008 B1 KR 101468008B1 KR 1020140053136 A KR1020140053136 A KR 1020140053136A KR 20140053136 A KR20140053136 A KR 20140053136A KR 101468008 B1 KR101468008 B1 KR 101468008B1
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Abstract

본 발명은 툴 클램핑상태 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계에서 툴 클램프의 클램핑상태가 정상인지 여부를 판단하기 위한 툴 클램핑상태 감지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치는, 공작기계의 툴 클램프의 일측에 장착되며, 툴 클램프의 위치 변화를 감지하여 전압값 또는 전류값 형태의 아날로그 변위값을 출력하는 변위 센서부; 변위 센서부로부터 입력되는 아날로그 변위값을 수신하여 적어도 두 번 이상 디지털 변위값으로 변환하고 합산한 후, 디지털 변위값의 평균값을 산출하는 변위 산출부; 및 변위 산출부로부터 입력되는 디지털 변위값을, 미리 설정한 오차범위 변위문턱값과 비교하여, 오차범위 변위문턱값 이내인 경우 클램핑 정상상태임을 출력하고, 오차범위 변위문턱값을 벗어나는 경우 클램핑 오류상태임을 출력하는 클램핑상태 판단부를 포함한다.

Description

툴 클램핑상태 감지 장치{APPARATUS FOR SENSING TOOL CLAMPING STATE}
본 발명은 툴 클램핑상태 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계에서 툴 클램프의 클램핑상태가 정상인지 여부를 판단하기 위한 툴 클램핑상태 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 툴 클램핑 장치는 공작기계의 가공 작업을 위해 자체적으로 고속 회전력을 필요로 하는 소정의 툴을 클램핑시킨 후 모터에 의해 툴을 고속 회전시키는 것을 일컫는다.
이와 같은 툴 클램핑 장치에서 툴 클램프가 툴을 정확하게 고정하지 못하게 되면, 고속으로 회전하는 공작기계의 특성상 가공 작업을 방해하는 요인이 되어 공작기계의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.
예컨대, 툴 클램프의 고정력이 저하되는 등의 원인으로 툴에 대한 툴 클램프의 이격도가 증가하게 되면, 회전 중 툴이 툴 클램프로부터 이탈되어, 공작물뿐만 아니라 공작기계까지 손상 및 파손되는 문제점이 있다.
또한, 반대로 툴 클램프에 툴이 과하게 체결되는 등의 원인으로 툴에 대한 이격도가 감소하게 되면, 툴의 끝단이 외부에 노출되지 못하여 가공이 이루어지지 않는 문제점이 발생될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 특1998-061930(1998.10.07) 대한민국 등록특허공보 제10-1044344(2011.06.20)
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 툴에 대한 툴 클램프의 체결 위치를 실시간으로 감지하여 클램핑상태가 정상인지 여부를 정확하게 판단하고 출력하는 툴 클램핑상태 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 클램핑상태를 감지하여 판단하는데 있어서 신뢰성을 가질 수 있는 툴 클램핑상태 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 클램핑상태를 감지하여 판단하는 전반의 과정이 자동으로 이루어질 수 있으며 소형화가 가능한 툴 클램핑상태 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 공작기계의 툴 클램프에 적용 가능하도록 클램핑상태 정상여부 판단 기준값을 사용자가 임의로 조절할 수 있으며, 손쉽게 변경 가능한 툴 클램핑상태 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치는, 공작기계의 툴 클램프의 일측에 장착되며, 툴 클램프의 위치 변화를 감지하여 전압값 또는 전류값 형태의 아날로그 변위값을 출력하는 변위 센서부; 변위 센서부로부터 입력되는 아날로그 변위값을 수신하여 적어도 두 번 이상 디지털 변위값으로 변환하고 합산한 후, 디지털 변위값의 평균값을 산출하는 변위 산출부; 및 변위 산출부로부터 입력되는 디지털 변위값을, 미리 설정한 오차범위 변위문턱값과 비교하여, 오차범위 변위문턱값 이내인 경우 클램핑 정상상태임을 출력하고, 오차범위 변위문턱값을 벗어나는 경우 클램핑 오류상태임을 출력하는 클램핑상태 판단부를 포함한다.
또한, 본 발명의 변위 센서부는, 툴 클램프의 위치에 따라 0V 내지 10V의 전압값 형태의 아날로그 변위값 또는 0mA 내지 20mA의 전류값 형태의 아날로그 변위값을 출력하며, 변위 산출부는 아날로그 변위값을 64회 디지털 변환하고 평균화하여 10bit의 분해능을 갖는 디지털 변위값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 클램핑상태 판단부는, 초기에 툴 클램프의 정상적인 클랭핑 상태에서의 변위값을 변위 센서부 및 변위 산출부를 통해 수신하여 기준 디지털 변위값으로 미리 저장하고, 기준 디지털 변위값을 중심으로, 상위값을 제1 채녈 오차범위 변위문턱값으로 설정하고, 제1 채널 오차범위 변위문턱값과 기준 디지털 변위값 사이의 값을 제2 채널 오차범위 변위문턱값으로 설정하여 상위 이중의 오차범위를 마련하고, 기준 디지털 변위값을 중심으로, 하위값을 제4 채녈 오차범위 변위문턱값으로 설정하고, 제4 채널 오차범위 변위문턱값과 기준 디지털 변위값 사이의 값을 제3 채널 오차범위 변위문턱값으로 설정하여 하위 이중의 오차범위를 마련하며, 툴 클램프의 툴에 대한 이격도가 증가하여 디지털 변위값이 증가하면, 제2 채널 오차범위 변위문턱값을 초과하는지 여부를 판단하고, 제2 채널 오차범위 변위문턱값을 초과한 후 제1 채널 오차범위 변위문턱값을 초과하는지 여부를 판단하며, 툴 클램프의 툴에 대한 이격도가 감소하여 디지털 변위값이 감소하면, 제3 채널 오차범위 변위문턱값 미만인지 여부를 판단하고, 제3 채널 오차범위 변위문턱값 미만인 경우 제1 채널 오차범위 변위문턱값 미만인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 클램핑상태 판단부는, 판단시 일시적인 노이즈에 의한 오판을 방지하기 위하여, 디지털 변위값이 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 어느 하나의 오차범위 변위문턱값에 해당하는 것으로 판단된 경우, 상태 출력을 10ms 내지 30ms 정도 딜레이시키며, 이후, 디지털 변위값이 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 어느 하나의 오차범위 변위문턱값에 해당하는 않는 것으로 판단된 경우, 상태 출력을 10ms 내지 30ms 정도 딜레이시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 툴 클램핑상태 감지 장치는, 전압값 형태 또는 전류값 형태 중 어느 하나를 아날로그 변위값으로 선택하는 아날로그 변위선택 스위치와, 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 설정하기 위한 설정모드와, 툴 클램프의 클램핑상태를 판단하기 위한 동작모드를 선택하는 모드선택 버튼과, 설정모드시 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 입력하기 위한 채널을 선택하고 오차범위 변위문턱값을 저장하는 채널설정 버튼과, 설정모드시 채널별로 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 입력하는 설정입력 버튼과, 4개의 LED로 마련되며, 설정모드시 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 설정 중인 채널을 표시하며, 동작모드시에는 설정되어 있는 채널을 표시하는 설정위치 LED와, 4개의 LED로 마련되며, 동작모드시 디지털 변위값이 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 적어도 어느 하나에 해당되면 해당 채널을 표시하는 출력확인 LED와, 설정모드시 채널별로 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 표시하고, 동작모드시 디지털 변위값을 표시하는 표시창과, 외부의 전원을 공급하는 전원공급단자와, 변위 센서부와 연결되어 아날로그 변위값을 수신하는 센서입력단자와, 클램핑상태 판단부에서 판단된 클램핑상태를 공작기계 또는 외부의 다른 장치로 출력하는 데이터출력단자를 포함하며, 변위 센서부, 변위 산출부 및 클램핑상태 판단부와 연결되는 클램핑상태 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 툴 클램핑상태 감지 장치는 툴에 대한 툴 클램프의 체결 위치를 실시간으로 감지하여 클램핑상태가 정상인지 여부를 정확하게 판단하고 출력할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 툴 클램핑상태 감지 장치는 클램핑상태를 감지하여 판단하는데 있어서 신뢰성을 가질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 툴 클램핑상태 감지 장치는 클램핑상태를 감지하여 판단하는 전반의 과정이 자동으로 이루어질 수 있으며 소형화가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 툴 클램핑상태 감지 장치는 다양한 공작기계의 툴 클램프에 적용 가능하도록 클램핑상태 정상여부 판단 기준값을 사용자가 임의로 조절할 수 있으며, 손쉽게 변경 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 클램핑상태 인터페이스부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 동작특성을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 동작순서를 나타낸 플로차트이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 채널별 오차범위 변위문턱값을 설명하기 위한 도면이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 클램핑상태 인터페이스부를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 동작특성을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 동작순서를 나타낸 플로차트이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치의 채널별 오차범위 변위문턱값을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치는, 변위 센서부(110), 변위 산출부(120), 클램핑상태 판단부(130) 및 클램핑상태 인터페이스부(140)를 포함한다.
변위 센서부(110)는 공작기계의 툴 클램프의 일측에 장착되며, 툴 클램프의 위치 변화를 감지하여 전압값 또는 전류값 형태의 아날로그 변위값을 출력한다. 구체적으로, 변위 센서부(110)는 일종의 위치 센서로서, 툴에 대한 툴 클램프의 체결 위치에 따라 0V 내지 10V의 전압값 형태의 아날로그 변위값 또는 0mA 내지 20mA의 전류값 형태의 아날로그 변위값을 출력한다. 예컨대, 전압값을 이용하여 정상 클램핑상태를 5V로 설정한 경우에는, 툴과 툴 클램프의 클램핑상태가 느슨해져 이격되면 10V를 향하여 전압값이 증가하는 방향으로 변하게 되고, 툴과 툴 클램프의 클램핑상태가 과하게 체결되어 이격도가 감소하면 0V를 향하여 전압값이 감소하는 방향으로 변하게 된다. 전류값인 경우에도 변화되는 위치에 따라 마찬가지로 증감하며, 0V 내지 10V의 전압값 또는 0mA 내지 20mA의 전류값은 사용자의 편의에 따라 설정한 크기 및 범위이므로, 필요에 따라 다른 전압 크기 및 전압 범위와, 전류 크기 및 전류 범위로 변경하여도 무방하다.
변위 산출부(120)는 변위 센서부(110)로부터 입력되는 아날로그 변위값을 수신하여 적어도 두 번 이상 디지털 변위값으로 변환하고 합산한 후, 디지털 변위값의 평균값을 산출한다. 구체적으로, 변위 산출부(120)는 아날로그 변위값을 64회 디지털 변환하고 평균화하여 10bit의 분해능을 갖는 디지털 변위값을 출력하는 것이 가능하다. 즉, 64회 데이터 평균화 처리로 정밀한 위치 감지가 가능하며 10bit의 고분해능을 가질 수 있다.
클램핑상태 판단부(130)는 변위 산출부(120)로부터 입력되는 디지털 변위값을, 미리 설정한 오차범위 변위문턱값과 비교하여, 오차범위 변위문턱값 이내인 경우 클램핑 정상상태임을 출력하고, 오차범위 변위문턱값을 벗어나는 경우 클램핑 오류상태임을 출력한다. 구체적으로, 도 3을 참조하면, 클램핑상태 판단부(130)는 초기에 툴 클램프의 정상적인 클랭핑 상태에서의 변위값을 변위 센서부(110) 및 변위 산출부(120)를 통해 수신하여 기준 디지털 변위값으로 미리 저장한다.
또한, 도 5를 참조하면, 기준 디지털 변위값을 중심으로, 상위값을 제1 채녈 오차범위 변위문턱값으로 설정하고, 제1 채널 오차범위 변위문턱값과 기준 디지털 변위값 사이의 값을 제2 채널 오차범위 변위문턱값으로 설정하여 상위 이중의 오차범위를 마련하고, 기준 디지털 변위값을 중심으로, 하위값을 제4 채녈 오차범위 변위문턱값으로 설정하고, 제4 채널 오차범위 변위문턱값과 기준 디지털 변위값 사이의 값을 제3 채널 오차범위 변위문턱값으로 설정하여 하위 이중의 오차범위를 마련한다.
이에 따라, 도 4를 참조하면, 툴 클램프의 툴에 대한 이격도가 증가하여 디지털 변위값이 증가하면, 제2 채널 오차범위 변위문턱값을 초과하는지 여부를 판단하고, 제2 채널 오차범위 변위문턱값을 초과한 후 제1 채널 오차범위 변위문턱값을 초과하는지 여부를 판단한다. 반대로, 툴 클램프의 툴에 대한 이격도가 감소하여 디지털 변위값이 감소하면, 제3 채널 오차범위 변위문턱값 미만인지 여부를 판단하고, 제3 채널 오차범위 변위문턱값 미만인 경우 제1 채널 오차범위 변위문턱값 미만인지 여부를 판단하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 증가하는 방향 및 감소하는 방향 각각에 대해 이중의 문턱값을 설정하는 구조를 이룸으로써, 클램핑 위험 상태를 2단계로 구분하여 사용자에게 알리거나 공작기계를 제어할 수 있다. 즉, 제2 채널 또는 제3 채널을 벗어나는 경우는 경고 수준으로 상태를 알릴 수 있고 공작기계의 동작을 제어하며, 제1 채널 또는 제4 채널을 벗어나는 경우는 긴급 위험 수준으로 상태를 알릴 수 있고 공작기계의 동작을 제어할 수 있다.
도 4의 플로차트에 대해 더욱 상세히 살펴보면, 변위 센서부(110)에 의해 입력받은 아날로그 변위값은 변위 산출부(120)를 이용하여 디지털 변위값으로 64회 변환하여 합산한 값을 SUM_ADC변수에 저장하고 평균화한 값을 다시 RES_ADE 변수에 저장한다. RES_ADC값(디지털 변위값)은 클램핑상태 인터페이스부(140)의 표시창에 나타내어 사용자가 확인 가능하다. 또한, 총 4개의 채널을 사용하여 각각의 채널에 사용자가 원하는 오차범위 변위문턱값을 설정 가능하다. RES_ADC(디지털 변위값)이 제1 채널 및 제2 채널의 오차범위 변위문턱값보다 크면 OUT 1, 2가 출력되며, RES_ADC(디지털 변위값)이 제3 채널 및 제4 채널의 오차범위 변위문턱값보다 작으면 OUT 3, 4가 출력된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 클램핑상태 판단부(130)는, 판단시 일시적인 노이즈에 의한 오판을 방지하기 위하여, 다음과 같은 동작특성을 가질 수 있다. 즉, 디지털 변위값이 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 어느 하나의 오차범위 변위문턱값에 해당하는 것으로 판단된 경우, 상태 출력을 10ms 내지 30ms 정도 딜레이시키도록 한다. 이후, 디지털 변위값이 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 어느 하나의 오차범위 변위문턱값에 해당하는 않는 것으로 판단된 경우, 상태 출력을 10ms 내지 30ms 정도 딜레이시키는 것이 가능하다. 즉, 디지털 변위값이 만족하는 채널에 대하여 출력대기 딜레이를 20ms로 설정하고, 해당 채널의 오차범위 변위문턱값을 벗어나는 경우 클리어 딜레이를 20ms로 설정함으로써, 디지털 변위값에 포함된 일시적인 노이즈에 의해 출력 판단이 잘못되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치는, 변위 센서부(110), 변위 산출부(120) 및 클램핑상태 판단부(130)와 연결되는 클램핑상태 인터페이스부(140)를 더 포함할 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 클램핑상태 인터페이스부(140)는, 전압값 형태 또는 전류값 형태 중 어느 하나를 아날로그 변위값으로 선택하는 아날로그 변위선택 스위치(140a)와, 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 설정하기 위한 설정모드와, 툴 클램프의 클램핑상태를 판단하기 위한 동작모드를 선택하는 모드선택 버튼(140b)과, 설정모드시 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 입력하기 위한 채널을 선택하고 오차범위 변위문턱값을 저장하는 채널설정 버튼(140c)과, 설정모드시 채널별로 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 입력하는 설정입력 버튼(140d, 140e)과, 4개의 LED로 마련되며, 설정모드시 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 설정 중인 채널을 표시하며, 동작모드시에는 설정되어 있는 채널을 표시하는 설정위치 LED(140f)와, 4개의 LED로 마련되며, 동작모드시 디지털 변위값이 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 적어도 어느 하나에 해당되면 해당 채널을 표시하는 출력확인 LED(140g)와, 설정모드시 채널별로 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 표시하고, 동작모드시 디지털 변위값을 표시하는 표시창(140h)과, 외부의 전원을 공급하는 전원공급단자(140i)와, 변위 센서부와 연결되어 아날로그 변위값을 수신하는 센서입력단자(140j)와, 클램핑상태 판단부(130)에서 판단된 클램핑상태를 공작기계 또는 외부의 다른 장치로 출력하는 데이터출력단자(140k)를 포함하는 것이 가능하다.
구체적으로, 설정모드에 관해 살펴보면, 모드선택 버튼(140b)을 누르면, 설정위치 LED(140f) 중 CH1의 LED가 켜져 제1 채널의 설정모드 상태가 된다.
이후, 설정입력 버튼(140d, 140e)을 눌러 원하는 오차범위 변위문턱값을 설정한다. 이때, 제1 설정입력 버튼(140d)은 설정모드 상태에서 수치 자리수 이동과 저장 기능을 위해 사용되며, 제2 설정입력 버튼(140e)은 설정모드 상태에서 해당 자리수 수치 변경을 하기 위해 사용된다.
이후, 표시창(140h)에 ‘SET'이 표시될 때까지 제1 설정입력 버튼(140d)을 누르면 설정된 오차범위 변위문턱값이 제1 채널에 저장된다.
이후, 채널설정 버튼(140c)을 누르면 CH2의 LED가 켜진다. 이때, 제2 채널에 오차범위 변위문턱값을 입력하는 방법은 상기의 제1 채널 오차범위 변위문턱값의 입력과 마찬가지로, 설정입력 버튼(140d, 140e)을 눌러 원하는 오차범위 변위문턱값을 설정하고, 표시창(140h)에 ‘SET'이 표시될 때까지 제1 설정입력 버튼(140d)을 눌러 오차범위 변위문턱값을 제2 채널에 저장한다.
이후, 채널설정 버튼(140c)을 누르면 CH3의 LED가 켜진다. 이때, 제3 채널에 오차범위 변위문턱값을 입력하는 방법은 상기의 제1 채널 오차범위 변위문턱값의 입력과 마찬가지로, 설정입력 버튼(140d, 140e)을 눌러 원하는 오차범위 변위문턱값을 설정하고, 표시창(140h)에 ‘SET'이 표시될 때까지 제1 설정입력 버튼(140d)을 눌러 오차범위 변위문턱값을 제3 채널에 저장한다.
이후, 채널설정 버튼(140c)을 누르면 CH4의 LED가 켜진다. 이때, 제4 채널에 오차범위 변위문턱값을 입력하는 방법은 상기의 제1 채널 오차범위 변위문턱값의 입력과 마찬가지로, 설정입력 버튼(140d, 140e)을 눌러 원하는 오차범위 변위문턱값을 설정하고, 표시창(140h)에 ‘SET'이 표시될 때까지 제1 설정입력 버튼(140d)을 눌러 오차범위 변위문턱값을 제4 채널에 저장한다.
이후, 설정이 끝나면 모드선택 버튼(140b)을 눌러 설정모드를 완료하고 동작모드로 변경한다. 이때, 설정위치 LED(140f)의 CH1~4 중 설장한 채널만 LED가 켜진 상태를 유지한다. 즉, 오차범위 변위문턱값이 입력되지 않은 채널은 LED가 꺼진 상태를 나타낸다.
한편, 표시창(140h)에는 동작모드시 변위 센서부(110)로부터 입력되는 전압값 또는 전류값이 실시간으로 표시되며, 설정모드에서는 해당 채널의 오차범위 변위문턱값이 표시된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치는 툴에 대한 툴 클램프의 체결 위치를 실시간으로 감지하여 클램핑상태가 정상인지 여부를 정확하게 판단하고 출력할 수 있으며, 클램핑상태를 감지하여 판단하는데 있어서 신뢰성을 가질 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 툴 클램핑상태 감지 장치는 클램핑상태를 감지하여 판단하는 전반의 과정이 자동으로 이루어질 수 있으며 소형화가 가능하며, 다양한 공작기계의 툴 클램프에 적용 가능하도록 클램핑상태 정상여부 판단 기준값, 즉 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 사용자가 임의로 조절할 수 있으며, 손쉽게 변경 가능하다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 변위 센서부
120 : 변위 산출부
130 : 클램핑상태 판단부
140 : 클램핑상태 인터페이스부
140a : 아날로그 변위선택 스위치
140b : 모드선택 버튼
140c : 채널설정 버튼
140d, 140e : 설정입력 버튼
140f : 설정위치 LED
140g : 출력확인 LED
140h : 표시창
140i : 전원공급단자
140j : 센서입력단자
140k : 데이터출력단자

Claims (5)

  1. 공작기계의 툴 클램프의 일측에 장착되며, 상기 툴 클램프의 위치 변화를 감지하여 전압값 또는 전류값 형태의 아날로그 변위값을 출력하는 변위 센서부;
    상기 변위 센서부로부터 입력되는 아날로그 변위값을 수신하여 적어도 두 번 이상 디지털 변위값으로 변환하고 합산한 후, 상기 디지털 변위값의 평균값을 산출하는 변위 산출부; 및
    상기 변위 산출부로부터 입력되는 상기 디지털 변위값을, 미리 설정한 오차범위 변위문턱값과 비교하여, 상기 오차범위 변위문턱값 이내인 경우 클램핑 정상상태임을 출력하고, 상기 오차범위 변위문턱값을 벗어나는 경우 클램핑 오류상태임을 출력하는 클램핑상태 판단부;
    를 포함하며,
    상기 클램핑상태 판단부는, 초기에 상기 툴 클램프의 정상적인 클랭핑 상태에서의 변위값을 상기 변위 센서부 및 상기 변위 산출부를 통해 수신하여 기준 디지털 변위값으로 미리 저장하고,
    상기 기준 디지털 변위값을 중심으로, 상위값을 제1 채녈 오차범위 변위문턱값으로 설정하고, 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값과 상기 기준 디지털 변위값 사이의 값을 제2 채널 오차범위 변위문턱값으로 설정하여 상위 이중의 오차범위를 마련하고, 상기 기준 디지털 변위값을 중심으로, 하위값을 제4 채녈 오차범위 변위문턱값으로 설정하고, 상기 제4 채널 오차범위 변위문턱값과 상기 기준 디지털 변위값 사이의 값을 제3 채널 오차범위 변위문턱값으로 설정하여 하위 이중의 오차범위를 마련하며,
    상기 툴 클램프의 툴에 대한 이격도가 증가하여 상기 디지털 변위값이 증가하면, 상기 제2 채널 오차범위 변위문턱값을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 제2 채널 오차범위 변위문턱값을 초과한 후 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값을 초과하는지 여부를 판단하며, 상기 툴 클램프의 툴에 대한 이격도가 감소하여 상기 디지털 변위값이 감소하면, 상기 제3 채널 오차범위 변위문턱값 미만인지 여부를 판단하고, 상기 제3 채널 오차범위 변위문턱값 미만인 경우 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 미만인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 툴 클램핑상태 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위 센서부는, 상기 툴 클램프의 위치에 따라 0V 내지 10V의 전압값 형태의 아날로그 변위값 또는 0mA 내지 20mA의 전류값 형태의 상기 아날로그 변위값을 출력하며,
    상기 변위 산출부는 상기 아날로그 변위값을 64회 디지털 변환하고 평균화하여 10bit의 분해능을 갖는 상기 디지털 변위값을 출력하는 것을 특징으로 하는 툴 클램핑상태 감지 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑상태 판단부는, 판단시 일시적인 노이즈에 의한 오판을 방지하기 위하여, 상기 디지털 변위값이 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 어느 하나의 오차범위 변위문턱값에 해당하는 것으로 판단된 경우, 상태 출력을 10ms 내지 30ms 정도 딜레이시키며, 이후, 상기 디지털 변위값이 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 어느 하나의 오차범위 변위문턱값에 해당하는 않는 것으로 판단된 경우, 상태 출력을 10ms 내지 30ms 정도 딜레이시키는 것을 특징으로 하는 툴 클램핑상태 감지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    전압값 형태 또는 전류값 형태 중 어느 하나를 아날로그 변위값으로 선택하는 아날로그 변위선택 스위치와,
    상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 설정하기 위한 설정모드와, 상기 툴 클램프의 클램핑상태를 판단하기 위한 동작모드를 선택하는 모드선택 버튼과,
    설정모드시 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 입력하기 위한 채널을 선택하고 오차범위 변위문턱값을 저장하는 채널설정 버튼과,
    설정모드시 채널별로 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 입력하는 설정입력 버튼과,
    4개의 LED로 마련되며, 설정모드시 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 설정 중인 채널을 표시하며, 동작모드시에는 설정되어 있는 채널을 표시하는 설정위치 LED와,
    4개의 LED로 마련되며, 동작모드시 상기 디지털 변위값이 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값 중 적어도 어느 하나에 해당되면 해당 채널을 표시하는 출력확인 LED와,
    설정모드시 채널별로 상기 제1 채널 오차범위 변위문턱값 내지 제4 채널 오차범위 변위문턱값을 표시하고, 동작모드시 상기 디지털 변위값을 표시하는 표시창과,
    외부의 전원을 공급하는 전원공급단자와,
    상기 변위 센서부와 연결되어 상기 아날로그 변위값을 수신하는 센서입력단자와,
    상기 클램핑상태 판단부에서 판단된 클램핑상태를 공작기계 또는 외부의 다른 장치로 출력하는 데이터출력단자를 포함하며,
    상기 변위 센서부, 상기 변위 산출부 및 상기 클램핑상태 판단부와 연결되는 클램핑상태 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 클램핑상태 감지 장치.
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