KR102675793B1 - 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이머의 측정 주기에 따라 위치데이터 저장부와 온도데이터 저장부에 저장된 데이터와 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하고, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정을 수행함에 따라 현재 시점과 현재 위치에서 공작기계의 선형적인 변형뿐만 아니라 비선형적인 변형까지 고려하여 공작기계의 주축을 보정하여 공작기계의 가공정밀도를 향상하고, 신뢰성과 안정성을 극대화하며, 생산성과 품질을 향상하여 소비자의 만족도를 증대시킬 수 있는 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법에 관한 것이다.

Description

공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법{Apparatus and method for compensating spindle of machine tool}
본 발명은 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주축의 현재 위치 및 공작기계의 구조물과 주축의 현재 열변위량을 반영하여 비선형적 변형을 보정까지 수행함에 따라 공작기계의 가공정밀도를 향상할 수 있는 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.
터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.
또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.
일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.
이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.
또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.
일반적으로 공작기계는 가공 중에 발생하는 내부 발열과 외부 환경 요인에 따라 주축과 베드, 컬럼, 새들과 같은 구조물의 온도 변화에 따라 열변위가 발생하게 되며, 이러한 열변위는 선형적인 거동을 야기하여 위치오차를 발생하게 된다.
또한, 열변위는 상하 또는 좌우 온도의 불균형으로 인하여 비선형적인 열적 거동을 야기하며 각도오차를 동반하게 된다.
즉, 공작기계의 주축과 구조물의 온도가 전체적으로 균일하게 상승하면 선형적인 거동을 통해 공작기계의 주축 보정이 용이학 정확도가 높아질 수 있으나, 베드, 컬럼, 새들과 같은 공작기계의 구조물의 열용량 차이에 의한 시정수 차이로 인하여 각 구조물의 상하, 좌우, 내부와 외부의 온도구배가 발생하고, 이에 따라 굽힘 또는 비틀림과 같은 비선형적인 거동이 발생하게 된다.
그러나, 종래 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법은 비선형적인 거동이 온도 분포에 따라 어느 방향으로든 발생할 수 있음에도 불구하고, 한지점의 위치에서만 각 축의 변위를 측정하여 비선형적인 거동에 따른 각도오차를 반영한 보정을 정밀하게 수행할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법은 가공이 이루어지는 가공 전체 영역이 아니라 한지점의 위치에서만 측정을 통해 판단함에 따라 비선형적인 거동의 경우에도 공구선단의 국부적인 변형인지 스핀들 헤드의 바디나 컬럼의 굽힘이나 비틀림과 같은 비선형 변형인지를 구분할 수 없어 정확한 보정을 수행하지 못함에 따라 가공정밀도가 감소하는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법은 특정시점과 특정 위치에서의 열변위에 따른 비선형적 변형과 선형적인 변형의 상관 관계를 고려하지 않고 이를 보정함에 따라 정확성과 신뢰성이 현저히 감소하고, 최종적으로 가공품질이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제10-2011-0026024호 대한민국 특허공개공보 제10-2015-0073727호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 타이머의 측정 주기에 따라 위치데이터 저장부와 온도데이터 저장부에 저장된 데이터와 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하고, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정을 수행함에 따라 현재 시점과 현재 위치에서 공작기계의 선형적인 변형뿐만 아니라 비선형적인 변형까지 고려하여 공작기계의 주축을 보정하여 공작기계의 가공정밀도를 향상하고, 신뢰성과 안정성을 극대화하며, 생산성과 품질을 향상하여 소비자의 만족도를 증대시킬 수 있는 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치는 공구가 설치되는 주축; 공작물이 안착되는 테이블; 상기 테이블 상부면에 1개 이상 설치되는 치구; 상기 주축에 장착되고, 상기 치구의 중심위치를 측정하는 위치 측정부; 상기 베드, 컬럼, 새들, 주축, 및 테이블 상에 설치되어 실시간으로 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 위치 측정부와 상기 온도 측정부를 통해 측정된 데이터를 저장하고, 상기 주축의 이송좌표를 입력하는 수치제어부; 및 상기 주죽의 현재 위치 및 공작기계의 구조물과 상기 주축의 현재 열변위량을 반영하여 비선형적 변형을 보정하는 보정량 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 주축 보정장치의 수치제어부는 상기 위치 측정부가 상기 주축에 결합된 상태에서 상기 주축의 이송좌표를 입력하는 입력부; 상기 위치 측정부에 의해 측정된 위치데이터를 저장하는 위치데이터 저장부; 상기 온도 측정부에 의해 측정된 온도데이터를 저장하는 온도데이터 저장부; 및 상기 위치 측정부와 상기 온도 측정부의 측정 주기가 설정되는 타이머;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 주축 보정장치의 보정량 제어부는 각각의 상기 치구의 길이와 최대 보정량을 저장하는 기본 데이터 저장부; 상기 타이머의 측정 주기에 따라 상기 위치데이터 저장부와 상기 온도데이터 저장부에 저장된 데이터와 상기 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 구하는 계산부; 상기 계산부에 의해 도출된 오차 관계에 따라 보정값을 산출하는 보정값 산출부; 상기 보정값 산출부의 보정값과 상기 기본 데이터 저장부에 저장된 최대 보정량을 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교결과, 상기 보정값이 상기 최대 보정량보다 작거나 같은 경우 상기 보정값 만큼 상기 주축의 오차를 보정하는 보정부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 주축 보정장치의 보정량 제어부의 계산부는 현재 위치와 특정 시간에서의 열변위량의 변화에 의한 각도오차와 위치오차의 관계에 대한 수학식을 회귀분석 또는 최소자승법에 의해 도출될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 주축 보정장치는 상기 공작기계가 3축으로 형성된 경우에 서로 길이가 다른 상기 치구가 상기 테이블의 상부면에 3개 이상 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 주축 보정장치의 상기 공작기계가 5축으로 형성된 경우에 절곡부를 구비한 치구가 상기 테이블의 상부면에 1개 이상 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정방법은 1개 이상의 치구를 테이블의 상부면에 설치하고, 위치 측정부를 주축에 장착하는 셋업 단계; 기본 데이터 저장부에 기본 데이터를 저장하는 단계; 타이머의 측정 주기를 설정하는 단계; 입력부를 통해 이송좌표를 입력하는 단계; 각각의 상기 치구의 중심위치를 측정 주기에 따라 복수회 측정하고 위치데이터 저장부에 위치데이터를 저장하는 단계; 공작물 가공시에 측정 주기에 따라 현재 구조물의 온도를 복수회 측정하고 온도데이터 저장부에 온도데이터를 저장하는 단계; 상기 타이머의 측정 주기에 따라 상기 위치데이터 저장부와 상기 온도데이터 저장부에 저장된 복수의 데이터와 상기 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 계산하는 단계; 상기 계산하는 단계에서 도출된 오차 관계를 통해 보정값을 산출하는 단계; 상기 보정값과 상기 기본 데이터 저장부에 저장된 최대 보정량을 비교하는 단계; 및 비교결과 상기 보정값이 상기 최대 보정량보다 작거나 같은 경우 상기 보정값 만큼 상기 주축의 오차를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 주축 보정방법은 상기 계산하는 단계는 현재 위치에서의 열변위량의 변화에 의한 각도오차와 위치오차의 관계에 대한 수학식을 회귀분석 또는 최소자승법에 의해 도출될 수 있다.
본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법은 타이머의 측정 주기에 따라 위치데이터 저장부와 온도데이터 저장부에 저장된 데이터와 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시점에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하고, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정을 수행함에 따라 현재 시점과 현재 위치에서 공작기계의 선형적인 변형뿐만 아니라 비선형적인 변형까지 고려하여 공작기계의 주축을 보정하여 공작기계의 가공정밀도를 향상할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법은 가공정밀도 향상에 의해 공작기계의 신뢰성과 안정성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법은 가공정밀도 향상에 의해 가공 품질이 향상되어 소비자의 만족도를 향상하고, 공작물의 낭비를 최소화하여 가공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법은 공작물 낭비 방지하여 자원을 절감하고, 가공정밀도 향상에 의해 공작기계의 비가공시간을 감소하여 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3축을 구비한 공작기계의 주축 보정장치의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5축을 구비한 공작기계의 주축 보정장치의 개념도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 일부 상세도를 나타낸다.
도 4는 도 2의 일부 상세도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치의 타이머의 측정주기를 설정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정방법의 절차도를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법에 따른 온도변화에 따른 YZ 직각도 변화에 대한 그래프이다.
도 9는 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법에 따른 장시간 온도 변화에 대한 기구학적 오차 측정 값 변화에 대한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 조립식 베개의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3축을 구비한 공작기계의 주축 보정장치의 개념도를 나타낸내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5축을 구비한 공작기계의 주축 보정장치의 개념도를 나타내며, 도 3은 도 1의 일부 상세도를 나타내고, 도 4는 도 2의 일부 상세도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치의 타이머의 측정주기를 설정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정방법의 절차도를 나타낸다. 도 8은 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법에 따른 온도변화에 따른 YZ 직각도 변화에 대한 그래프이고, 도 9는 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치 및 보정방법에 따른 장시간 온도 변화에 대한 기구학적 오차 측정 값 변화에 대한 그래프이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치(1)는 주축(10), 테이블(20), 치구(30), 위치 측정부(40), 온도 측정부(50), 수치제어부(60), 및 보정량 제어부(70)를 포함한다.
일반적으로 공작기계는 지면에 설치되는 베드(2), 베드(2)의 일부에 설치되는 컬럼(3), 컬럼(3)을 따라 이동가능하거나 또는 컬럼(3)에 고정설치도는 새들(4)을 포함한다.
주축(10)에 공구가 설치된다. 이러한 주축(10)은 도면에 도시된 바와 같이 새들(4)에 스핀들 바디에 상하 이동 가능하게 설치될 수 있다.
이러한 베드(2), 컬럼(3), 새들(4), 스핀들 바디 등은 모두 공작기계의 구조물을 구성하는 각각의 요소로 서로 상이한 열용량을 구비한다.
테이블(20)은 베드(2)에 직선이송 및/또는 회전 가능하게 설치된다. 테이블(20)의 상면에 공작물이 안착된다.
도면에 도시되지는 않았지만 주축(10)과 테이블(20)은 이송부에 의해 이동한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 회전축 이송부는 모터 또는 서보모터(SERVO MOTOR)로 형성되고, 후술하는 수치제어부(60), 보정량 제어부(70), 또는 PLC에 의해 구동이 제어된다.
치구(30)가 테이블(20)의 상부면에 1개 이상 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 치구(30)는 기준구(datum ball)로 형성된다.
도 1 및 도 3에 도시된 것처럼, 공작기계가 3축(X축, Y축, Z축)으로 형성된 경우에 치구(30)는 서로 길이가 다른 치구(30)가 테이블(20)의 상부면에 3개 이상 설치된다. 바람직하게는 공작기계가 3축으로 형성되는 경우에 치구(30)는 테이블(20)의 상부면에 서로 길이가 다른 치구(30)가 임의의 위치에 4개가 설치된다. 이에 따라 6개의 오차성분을 추출할 수 있다. 공작기계가 3축 장비로 형성되는 경우에 각 축별(X축, Y축, Z축)로 1개의 위치오차와 1개의 방향오차를 가지게 된다. 이에 따라, 3축 장비의 기구학적 오차는 총 6개의 오차성분으로 정의되고, 3개의 위치오차 성분과 3개의 방향오차 성분으로 구성되고, 이러한 6개의 오차성분을 서로 길이가 다른 치구(30)의 반복 측정에 의해 도출할 수 있다.
위치오차란 각 좌표축(X축, Y축, Z축)의 원점이 이상적인 좌표축에서 각 좌표축 방향으로 얼마나 떨어져 있느냐를 의미하고, 각도오차란 공작기계의 각 축이 서로 평행하거나 직교하지 못하는 정도를 의미한다.
도 2 및 도 4에 도시된 것처럼, 공작기계가 5축(X축, Y축, Z축, C축, A축)으로 형성된 경우에 절곡부(31)를 구비한 치구(30)가 테이블의 상부면에 1개 이상 설치된다. 바람직하게는 공작기계가 5축으로 형성되는 경우에 치구(30)는 테이블(20)이 상부면에 절곡부(31)를 구비한 1개의 치구(30)가 설치된다. 5축 장비의 경우 테이블(20)이 C축을 따라 회전 가능함에 따라 이러한 회전 테이블(20)을 활용하여 공간 상의 여러 지점에서 측정이 가능하여 1개의 치구(30)만으로 10개 또는 11개의 기구학적 오차성분을 도출할 수 있다. 이때에 10개의 오차성분은 4개의 위치오차와 6개의 방향오차로 구성된다.
위치 측정부(40)는 공작기계의 주축 보정시에 주축(10)에 장착되고, 테이블(20)의 상부면에 1개 이상 설치된 각각의 치구(30)의 중심위치를 측정한다. 이때에 위치 측정부(40)는 후술하는 수치제어부(60)의 타이머(64)에 저장된 측정주기에 따라 복수회 측정하고, 측정된 위치데이터를 수치제어부(60)로 전송한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 위치 측정부(40)는 치구의 중심위치를 신속하게 측정하고 이를 수치제어부(60)에 전송하기 위해 터치프로브(touch probe)로 형성될 수 있다.
온도 측정부(50)는 베드(2), 컬럼(3), 새들(4), 주축(10), 및/또는 테이블(20)의 내부 또는 외부 상에 복수개가 설치되어 실시간으로 공작기계의 구조물의 온도를 측정한다. 이때에 온도 측정부(50)는 후술하는 수치제어부(60)의 타이머(64)에 저장된 측정주기에 따라 복수회 측정하고, 측정된 온도데이터를 수치제어부(60)로 전송한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 온도 측정부(40)는 공작기계의 각각의 구조물의 특정시점과 특정지점에서의 온도를 신속하게 측정하고 이를 수치제어부(60)에 전송하기 위해 온도센서로 형성될 수 있다.
수치제어부(60)는 위치 측정부(40)와 온도 측정부(50)를 통해 측정된 위치데이터와 온도데이터를 저장하고, 주축(10)의 이송좌표를 입력한다. 또한, 수치제어부(100)는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉 수치제어부(50)는 직선축 구동부와 회전축 구동부의 구동프로그램, 공구의 가동프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 이러한 수치제어부(60)는 조작부(80), 표시부(90), 보정량 제어부(70), 및 PLC와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.
보정량 제어부(70)는 주축(10)의 현재 위치 및 공작기계의 구조물과 주축(10)의 현재 열변위량을 반영하여 비선형적 변형을 보정한다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치는 타이머의 측정 주기에 따라 위치데이터 저장부와 온도데이터 저장부에 저장된 데이터와 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시점에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하고, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정을 수행함에 따라 현재 시점과 현재 위치에서 공작기계의 선형적인 변형뿐만 아니라 비선형적인 변형까지 고려하여 공작기계의 주축을 보정하여 공작기계의 가공정밀도를 향상할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 2 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치(1)는 조작부(80)와 표시부(90)를 더 포함할 수 있다.
조작부(80)는 조작반 등에 스위치 또는 터치 버튼 등의 형태로 설치되어 공작기계의 작동 중에 주축 보정 기능을 수행한다.
즉, 조작부(80)에 의해 조작자가 치구와 위치 측정부를 셋업하고, 위치 측정부와 온도 측정부로 현재 시점과 현재 위치에서의 기구학적 오차를 반복 측정하고, 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하여, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정을 수행하는 기능을 임의로 선택할 수 있다. 조작부(80)에서 공작기계의 주축 보정 기능을 선택하지 않는 경우 공작기계의 주축 보정 기능이 작동하지 않게 된다.
이처럼, 조작부의 간단한 조작을 통해 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하여, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정함에 따라 가공정밀도가 요구되는 가공에 따라 임의로 선택할 수 있어 가공시간을 절감하여 생산성을 향상하고 가공정밀도를 증가시켜 신뢰성과 안전성을 극대화할 수 있다.
표시부(90)는 수치제어부(60)와 보정값 제어부(70)에 의한 보정값과 비교값 및 위치데이터와 온도데이터 등을 표시한다. 이에 따라 조작자가 육안으로 가공 중에 실시간으로 특정시점과 특정위치에서 공작기계의 정밀도를 실시간으로 모니터링하고, 보정값을 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 표시부(90)는 후술하는 비교부(47)의 판단결과 보정값 산출부(73)에서 산출된 보정값이 기본 데이터 저장부(71)에 저장된 최대 보정값을 초과하는 경우에는 알람을 표시하여 공작기계의 이상을 조작자에게 알림에 따라 공작기계의 유지보수를 용이하게 하고, 공작물의 손상을 최소화할 수 있다. 이때에 알람은 모니터에 표시되는 형태, 경고음 또는 경광등 등의 형태로 표시될 수 있다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 표시부(90)는 LCD, LED, PDP 모니터 등으로 구성될 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치(1)의 수치제어부(60)는 입력부(61), 위치데이터 저장부(62), 온도데이터 저장부(63), 및 타이머(64)를 포함한다.
입력부(61)는 위치 측정부(40)가 주축(10)에 결합된 상태에서 주축(10)의 이송좌표를 입력하는 기능을 수행한다. 즉, 입력부(10)는 지령좌표인 이송좌표가 입력되고 입력된 이송좌표는 PLC와 수치제어부(60)로 전달되어 이송부를 구동하여 주축(10)을 X축, Y축, Z축을 따라 구동시킨다.
위치데이터 저장부(62)는 위치 측정부(40)에 의해 테이블(20)의 상부면에 1개 이상 설치된 치구(30)의 오차를 포함한 중심위치 데이터를 저장한다.
온도데이터 저장부(63)는 베드(2), 컬럼(3), 새들(4), 주축(10), 및/또는 테이블(20)에 복수개가 설치된 온도 측정부(50)의 특정시점에서의 온도데이터를 저장한다.
타이머(64)는 위치 측정부(62)와 온도 측정부(63)의 측정 주기가 설정된다. 즉, 도 5에 도시된 것처럼, 특정 시간에 따라 위치 측정부(62)와 온도 측정부(63)로 치구(30)의 중심위치와 공작기계의 구조물의 온도를 반복해서 측정하고 이를 저장하고 업데이트한다. 타이머(64)의 측정 주기는 반복된 측정에 따라 최적의 측정주기가 되도록 자동으로 설정될 수 있고, 작업자가 PLC나 수치제어부(60)의 조작반의 조작을 통해 수동으로 지정할 수도 있다.
본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치는 가공정밀도 향상에 의해 공작기계의 신뢰성과 안정성을 극대화할 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치(1)의 보정량 제어부(70)는 기본 데이터 저장부(71), 계산부(72), 보정값 산출부(73), 비교부(74), 및 보정부(75)를 포함한다.
기본 데이터 저장부(71)는 테이블(20)의 상부면에 설치되는 각각의 치구(30)의 길이와 특정 시간에서의 최대 보정량을 저장한다.
계산부(72)는 타이머(64)의 측정 주기에 따라 현재 위치에서의 위치데이터 저장부(62)와 온도데이터 저장부(63)에 저장된 치구(30)의 중심위치에 대한 위치데이터 및 현재 시점의 공작기계의 베드(2), 컬럼(3), 새들(4), 주축(10), 및/또는 테이블(20)과 같은 구조물 각각의 온도데이터와 입력부(61)를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시점에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 구한다. 반드시 이에 한정된든 것은 아니지만 계산부(72)는 현재 위치와 특정 시간에서의 열변위량의 변화에 의한 각도오차와 위치오차의 관계에 대한 수학식을 회귀분석 또는 최소자승법에 의해 도출한다.
보정값 산출부(73)는 계산부(72)에 의해 도출된 오차 관계, 즉 회귀분석 또는 최소자승법에 의해 도출된 계산식(수학식)에 따라 보정값을 산출한다.
비교부(74)는 보정값 산출부(73)의 보정값과 기본 데이터 저장부(71)에 저장된 최대 보정량을 비교한다.
보정부(75)는 비교부(74)의 비교결과, 보정값이 최대 보정량보다 작거나 같은 경우(보정값≤최대 보정량)에는 보정값 만큼 주축(10)의 오차를 보정하고, 보정값이 최대 보정량보다 큰 경우(보정값 ＞ 최대 보정량)에는 표시부(90)에 의해 알람을 발생한다.
본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정장치는 현재 위치와 현재 시점에 따라 열변위량과 기구학적 오차 사이의 관계에 의해 주축의 보정값을 산출하고, 이러한 보정값을 최대 보정값과 비교하여 보정을 수행함에 따라 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 가공정밀도 향상에 의해 가공 품질이 향상되어 소비자의 만족도를 향상하며, 공작물의 낭비를 최소화하여 가공비용을 절감할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정장치(1)의 보정값 제어부(70)의 계산부(73)의 현재 위치와 현재 시점에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 구하는 원리를 설명한다.
도 3과 같이 공작기계가 3축 장비인 경우에는 서로 길이가 다른 치구(30)가 테이블(20)에 3개 이상 설치된다.
입력부(61)를 통해 각각의 치구(30)의 중심위치를 입력하고, 주축(10)에 위치 측정부(40)를 장착하고 치구(30)의 위치를 측정한다. 위치 측정부(40)에 의해 측정된 치구(30)의 중심위치 데이터가 실시간으로 위치데이터 저장부(62)에 저장된다.
Msr : 오차포함 치구의 중심위치 측정값
Cmd : 입력부를 통해 입력된 이송좌표값
x' : X축 측정값, y' : Y축 측정값, z' : Z축 측정값
Mx : 지령된 X축 좌표, My : 지령된 Y축 좌표, Mz : 지령된 Z축 좌표
하기와 같이 XY축 오차행렬과 YZ축 오차행렬을 산출한다.
εyx : XY축 오차행렬
εzy : YZ축 오차행렬
δx : X축 방향의 위치오차
δy : Y축 방향의 위치오차
δz : Z축 방향의 위치오차
αyx : YZ 각도오차
βzy : XZ 각도오차
γyx : XY 각도오차
식(1)
식(2)
Δ(측정값과 지령값의 차이) : Msr-Cmd
상기 식(1)과 식(2)에 의해 회귀분석을 통해 특정 시점의 6개의 오차성분을 산출한다. 즉, ΔX, ΔY, ΔZ, X, Y, Z는 모두 아는 값으로 회귀분석을 통해 특정시점의 6개의 오차성분을 구할 수 있다.
수학식(1)
식(1)과 식(2)에 의해 각 측정시점에 따라 현재 n개 위치에서의 온도데이터와 3개의 각도오차와 3개의 위치오차 성분 사이의 관계를 회귀분석을 통해 수학식(1)을 도출할 수 있다.
이처럼, 공작기계가 3축장비인 경우 계산부(72)는 수학식(1)을 산출하고, 이러한 수학식(1)에 의해 보정값 산출부(73)가 보정값을 산출한다.
도 4와 같이 공작기계가 5축 장비인 경우에는 절곡부(31)를 구비한 1개의 치구(30)가 회전 가능한 테이블(20)의 상부면에 설치된다.
입력부(61)를 통해 치구(30)의 중심위치를 입력하고, 주축(10)에 위치 측정부(40)를 장착하고 치구(30)의 위치를 측정한다. 위치 측정부(40)에 의해 측정된 치구(30)의 중심위치 데이터가 실시간으로 위치데이터 저장부(62)에 저장된다.
Msr : 오차포함 치구의 중심위치 측정값
Cmd : 입력부를 통해 입력된 이송좌표값
x' : X축 측정값, y' : Y축 측정값, z' : Z축 측정값
Mx : 지령된 X축 좌표, My : 지령된 Y축 좌표, Mz : 지령된 Z축 좌표,
MA : 지령된 A축 좌표, Mc : 지령된 C축 좌표
하기와 같이 XY축 오차행렬과 YZ축 오차행렬, AC축 오차행렬, AX축 오차행렬을 산출한다.
εyx : XY축 오차행렬
εzy : YZ축 오차행렬
εCA : AC축 오차행렬
εAX : AX축 오차행렬
δx : X축 방향의 위치오차
δy : Y축 방향의 위치오차
δz : Z축 방향의 위치오차
δXCA : AC X축 방향 위치오차
δYCA : AC Y축 방향 위치오차
δYAX : AX Y 방향 위치오차
δZAX : AX Z 방향 위치오차
αyx : YZ 각도오차
βzy : XZ 각도오차
βCA : AC 각도오차
βAX : AX 각도오차
γyx : XY 각도오차
식(3)
식(4)
Δ(측정값과 지령값의 차이) : Msr-Cmd
다수의 측정 위치로부터 얻은 오차 값을 이용하여 상기 식(3)과 식(4)에 의해 회귀분석을 통해 특정 시점의 10개의 오차성분을 산출할 수 있다.
수학식(2)
식(3)과 식(4)에 의해 각 측정시점에 따라 현재 n개 위치에서의 온도데이터와 3개의 각도오차와 3개의 위치오차 성분 사이의 관계를 회귀분석을 통해 수학식(2)를 도출할 수 있다. 이는 공작기계가 3축 장비이거나 5축 장비이어도 모두 직선축인 X축, Y축, Z축을 이송하여 공구선단의 위치가 갖는 오차를 보정하는 것으로 공간상의 X축, Y축, Z축의 좌표에 대한 보정식으로 해결가능하고, 이처럼 최소한의 수정사항을 계산하는 것이 보정값 계산에 소요되는 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 향상할 수 있다.
이처럼, 공작기계가 3축장비인 경우 계산부(72)는 수학식(2)를 산출하고, 이러한 수학식(1)에 의해 보정값 산출부(73)가 보정값을 산출한다.
따라서, 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하고, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정을 수행함에 따라 현재 시점과 현재 위치에서 공작기계의 선형적인 변형뿐만 아니라 비선형적인 변형까지 고려하여 공작기계의 주축을 보정하여 공작기계의 가공정밀도를 향상할 수 있다.
즉, 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼 온도에 따른 각도변화가 향상되고, 온도에 따른 오차 측정 값이 차이가 나도 보정값으로 일정하게 수렴함에 따라 공작기계의 정밀성을 극대화할 수 있다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 보정방법을 설명하낟. 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 보정방법은 셋업 단계(S1), 기본 데이터 저장 단계(S2), 타이머 측정주기 설정 단계(S3), 이송좌표 입력 단계(S4), 위치 측정 및 저장 단계(S5), 온도 측정 및 저장 단곈(S6), 오차 관계 계산 단계(S7), 보정값 산출 단계(S8), 비교 단계(S9), 보정 단계(S10)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 보정 단계(S10) 이후에 표시 단계(S11)를 더 포함할 수 있다.
공작기계의 작동 중에 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정방법을 수행하기 위해서 1개 이상의 치구(30)를 테이블(20)의 상부면에 설치하고, 위치 측정부(40)를 주축(10)에 장착한다. 이때에 도 1 및 도 3과 같이 공작기계가 3축 장비인 경우에는 길이가 서로 다른 3개 이상의 치구(30)를 테이블(20)의 상부면에 임의로 이격하여 설치하고, 도 2 및 도 4와 같이 공작기계가 5축 장비인 경우에는 절곡부(31)를 갖는 1개의 치구(30)를 회전 가능한 테이블(20)에 설치한다.
셋업 단계(S1) 이후에, 기본 데이터 저장부(71)에 각각의 치구의 길이에 대한 데이터와 최대 보정량에 대한 기본 데이터를 저장한다.
기본 데이터 저장 단계(S2) 이후에, 타이머(64)의 측정 주기를 설정한다. 타이머(64)의 측정 주기는 사용자가 조작반 등을 통해 수작업으로 직접 설정할 수 있다. 또한, 반복되는 측정에 따라 기존 보정값과 타이머의 측정 주기가 입력되고, 이에 따른 보정값의 크기와 공작기계의 운행 상태에 따라 최적의 측정 주기를 PLC가 산정하여 자동으로 측정 주기를 설정할 수도 있다.
타이머 측정 주기 설정 단계(S3) 이후에, 입력부(61)를 통해 주축(10)의 이송좌표, 즉 지령좌표를 입력한다. 이때에 테이블(20)이 상부면에 치구(30)가 복수개로 설치된 경우에는 복수회 입력되고, 회전 테이블의 경우에는 측정된 회수만큼 지령좌표가 입력된다. 또한, PLC 등을 통해 입력좌표 즉 지령좌표가 자동으로 입력될 수 있다.
이송좌표 입력 단계(S4) 이후에, 각각의 치구(30)의 중심위치 또는 1개의 치구(30)가 회전 테이블(20)의 회전에 따라 변화하는 현재 위치의 치구의 중심위치를 타이머(64)의 측정 주기에 따라 위치 측정부(40)를 통해 복수회 측정하고 위치데이터 저장부(62)에 위치데이터를 저장한다.
위치 측정 및 저장 단계(S5) 이후에, 타이머(64)의 측정 주기에 따라 현재 구조물의 온도를 각 구조물에 다수개가 설치된 온도 측정부(50)를 통해 복수회 측정하고 온도데이터 저장부(63)에 온도데이터를 저장한다.
온도 측정 및 저장 단계(S6) 이후에, 타이머(64)의 측정 주기에 따라 위치데이터 저장부(62)와 온도데이터 저장부(63)에 저장된 복수의 오차값을 포함하는 치구의 중심위치에 대한 위치데이터와 현재 시점에서의 공작물의 구조물의 온도데이터 및 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 계산한다.
오차 관계를 계산하는 단계(S7)는 현재 위치에서의 열변위량의 변화에 의한 각도오차와 위치오차의 관계에 대한 수학식을 회귀분석 또는 최소자승법에 의해 도출한다. 이러한 도출 방법은 상술한 방식과 동일한바 이하 생략한다.
오차관계를 계산하는 단계(S7) 이후에, 오차관계를 계산하는 단계에서 도출된 오차 관계, 즉 3축 장비의 경우 수학식(1), 5축 장비의 경우 수학식(2)를 통해 보정값을 산출한다.
보정값 산출 단계(S8) 이후에, 보정값과 기본 데이터 저장부(71)에 저장된 최대 보정량을 비교한다.
비교 단계(S9) 이후에, 비교결과 보정값이 최대 보정량보다 작거나 같은 경우 보정값 만큼 주축의 오차를 보정하고, 비교결과 보정값이 최대 보정량보다 큰 경우에는 표시부(90)르 통해 알람을 발생한다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정방법은 타이머의 측정 주기에 따라 위치데이터 저장부와 온도데이터 저장부에 저장된 데이터와 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시점에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계에 따른 계산식을 도출하고, 도출된 계산식에 따라 보정값을 산출하여 보정을 수행함에 따라 현재 시점과 현재 위치에서 공작기계의 선형적인 변형뿐만 아니라 비선형적인 변형까지 고려하여 공작기계의 주축을 보정하여 공작기계의 가공정밀도를 향상할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 주축 보정방법은 현재 위치와 현재 시점에 따라 열변위량과 기구학적 오차 사이의 관계에 의해 주축의 보정값을 산출하고, 이러한 보정값을 최대 보정값과 비교하여 보정을 수행함에 따라 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 가공정밀도 향상에 의해 가공 품질이 향상되어 소비자의 만족도를 향상하며, 공작물의 낭비를 최소화하여 가공비용을 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1 : 공작기계의 주축 보정장치, 2 : 베드,
3 : 컬럼, 4 : 새들,
10 : 스핀들, 20 : 테이블,
30 : 치구, 31 : 절곡부,
40 : 위치 측정부, 50 : 온도 측정부,
60 : 수치제어부, 61 : 입력부,
62 : 위치데이터 저장부, 63 : 온도데이터 저장부,
64 : 타이머, 70 : 보정량 제어부,
71 : 기본 데이터 저장부, 72 : 계산부,
73 : 보정값 산출부, 74 : 비교부,
75 : 보정부, 80 : 조작부,
90 : 표시부.

Claims (8)

  1. 공구가 설치되는 주축;
    공작물이 안착되는 테이블;
    상기 테이블 상부면에 1개 이상 설치되는 치구;
    상기 주축에 장착되고, 상기 치구의 중심위치를 측정하는 위치 측정부;
    베드, 컬럼, 새들, 주축, 및 테이블 상에 설치되어 실시간으로 온도를 측정하는 온도 측정부;
    상기 위치 측정부와 상기 온도 측정부를 통해 측정된 데이터를 저장하고, 상기 주축의 이송좌표를 입력하는 수치제어부; 및
    상기 주축의 오차를 보정하는 보정량 제어부;를 포함하고,
    상기 수치제어부는,
    상기 위치 측정부가 상기 주축에 결합된 상태에서 상기 주축의 이송좌표를 입력하는 입력부;
    상기 위치 측정부에 의해 측정된 위치데이터를 저장하는 위치데이터 저장부;
    상기 온도 측정부에 의해 측정된 온도데이터를 저장하는 온도데이터 저장부; 및
    상기 위치 측정부와 상기 온도 측정부의 측정 주기가 설정되는 타이머;를 포함하고,
    상기 보정량 제어부는 주축의 현재 위치 및 공작기계의 구조물과 주축의 현재 열변위량을 반영하여 상기 공작기계의 구조물에 대한 위치 오차에 따른 선형적 변형 뿐만아니라 상기 공작기계의 구조물의 열용량 차이에 의한 시정수 차이로 인하여 공작기계 구조물의 상하, 좌우, 내부와 외부의 온도구배가 발생함에 따라 굽힘 또는 비틀림에 의한 비선형적 변형까지 반영하여 보정하고,
    상기 보정량 제어부는,
    각각의 상기 치구의 길이와 최대 보정량을 저장하는 기본 데이터 저장부;
    상기 타이머의 측정 주기에 따라 현재 위치에서 상기 위치데이터 저장부에 저장된 치구의 중심위치에 대한 위치 데이터와 현재 시점에서 상기 온도데이터 저장부에 저장된 상기 공작기계 구조물의 온도데이터와 상기 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 구하는 계산부;
    상기 계산부에 의해 도출된 오차 관계에 따라 보정값을 산출하는 보정값 산출부;
    상기 보정값 산출부의 보정값과 상기 기본 데이터 저장부에 저장된 최대 보정량을 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 비교결과, 상기 보정값이 상기 최대 보정량보다 작거나 같은 경우 상기 보정값 만큼 상기 주축의 오차를 보정하고, 상기 보정값이 상기 최대 보정량보다 큰 경우에는 알람을 발생하는 보정부;를 포함하고,
    상기 계산부는 현재 위치와 특정 시간에서의 열변위량의 변화에 의한 각도오차와 위치오차의 관계에 대한 수학식을 회귀분석에 의해 하기 수학식 (2)를 통해 도출하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 보정장치.
    수학식 (2)

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공작기계가 3축으로 형성된 경우에 서로 길이가 다른 상기 치구가 상기 테이블의 상부면에 3개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 보정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공작기계가 5축으로 형성된 경우에 절곡부를 구비한 치구가 상기 테이블의 상부면에 1개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 보정장치.
  7. 1개 이상의 치구를 테이블의 상부면에 설치하고, 위치 측정부를 주축에 장착하는 셋업 단계;
    기본 데이터 저장부에 기본 데이터를 저장하는 단계;
    타이머의 측정 주기를 설정하는 단계;
    입력부를 통해 이송좌표를 입력하는 단계;
    각각의 상기 치구의 중심위치를 측정 주기에 따라 복수회 측정하고 위치데이터 저장부에 위치데이터를 저장하는 단계;
    공작물 가공시에 측정 주기에 따라 현재 구조물의 온도를 복수회 측정하고 온도데이터 저장부에 온도데이터를 저장하는 단계;
    상기 타이머의 측정 주기에 따라 상기 위치데이터 저장부와 상기 온도데이터 저장부에 저장된 복수의 데이터와 상기 입력부를 통해 입력된 이송좌표 사이의 오차의 반복 측정을 통해 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 계산하는 단계;
    상기 계산하는 단계에서 도출된 오차 관계를 통해 보정값을 산출하는 단계;
    상기 보정값과 상기 기본 데이터 저장부에 저장된 최대 보정량을 비교하는 단계; 및
    비교결과 상기 보정값이 상기 최대 보정량보다 작거나 같은 경우 상기 보정값 만큼 상기 주축의 오차를 보정하는 단계;를 포함하고,
    상기 현재 위치와 현재 시간에서의 열변위량의 변화에 따른 기구학적 오차 관계를 계산하는 단계는 상기 주축의 현재 위치 및 공작기계의 구조물과 주축의 현재 열변위량을 반영하여 상기 공작기계의 구조물에 대한 위치 오차에 따른 선형적 변형 뿐만아니라 상기 공작기계의 구조물의 열용량 차이에 의한 시정수 차이로 인하여 공작기계 구조물의 상하, 좌우, 내부와 외부의 온도구배가 발생함에 따라 굽힘 또는 비틀림에 의한 비선형적 변형까지 반영하여 기구학적 오차 관계를 계산하고,
    상기 계산하는 단계는 현재 위치에서의 열변위량의 변화에 의한 각도오차와 위치오차의 관계에 대한 수학식을 회귀분석에 의해 하기 수학식 (2)를 통해 도출하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 보정방법.
    수학식 (2)

  8. 삭제
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