KR20120083984A - 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법에 있어서, 특히 자동공구교환장치 조작반에서 수동모드를 선택할 경우 대경공구와 다른 공구가 충돌하려는 위치에 도달하게 되면 인터록을 걸어서 수동으로 공구를 이동시키는 과정에서 발생하는 공구 상호 충돌을 미연에 방지토록 하는 것을 특징으로하는 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법에 관한 것으로, 대경공구가 장착된 포트를 인식하는 단계(S10)와; 공구 교환 지령이 입력되는 경우 교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인지를 판단하는 단계(S20)와; 교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인 것으로 판단되면 인터록을 발생하여 공구교환을 중지시키는 단계(S30)와; 공구 교환 지령이 자동모드인지 수동모드 인지를 판단하는 단계(S40)와; 공구 교환 지령이 수동모드인 경우에는, 대경 공구가 포트에 장착되는 경우 PMC 데이터 테이블 입력값을 미리 지정된 값으로 설정함으로써 대경공구가 장착된 포트를 인식하는 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법{A Big Tool Exchange Method of Auto Tool Exchange Merchine Megazine}

본 발명은 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법에 관한 것으로, 특히 자동공구교환장치 조작반에서 수동모드를 선택할 경우 대경공구와 다른 소경공구가 충돌하려는 위치에 도달하게 되면 인터록을 걸어서 수동으로 공구를 이동시키는 과정에서 발생하는 공구 상호 충돌을 미연에 방지토록 하는 것을 특징으로하는 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계는 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 부르고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속성형기계라고 부른다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

상기한 공작기계는 자동화 및 수치제어(NC)화가 급속히 진전되고 있는 바, 공구교환을 빠르게 할 수 있는 자동 공구교환장치(Automatic Tool Changer, ATC)가 부착된 공작기계가 출시되고 있다. 상기한 자동공구교환장치로서는, 여러 개의 공구를 공구 매거진에 직접 설치하고 공구 매거진을 회전시켜서 공구가 교환위치로 오도록 한 뒤에 공구교환암에 의하여 주축(스핀들)에서 사용하던 공구와 교환되도록 하는 터릿형과, 주축으로부터 떨어진 위치에 여러 개의 공구를 저장하는 공구 보관 매거진을 두고 이 공구 보관 매거진에 내장되어 있는 공구를 교환위치까지 이동시킨 뒤에 공구교환암을 사용하여 주축(스핀들)에서 사용하던 공구와 교환하는 저장형이 출시되고 있다.

먼저, 통상적인 공구 교환 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 공구 교환 과정을 나타낸 플로우챠트이고, 도 2는 종래의 공구 교환 과정을 상세하게 나타낸 플로우챠트이며, 도 3은 공구교환 장치 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 공구 교환 과정에서는 공구 교환 지령이 입력되면, 공구교환을 위해 각축을 원점이동 시킨다음(S1), 회전하고 있는 스핀들을 정지시킨다(S2).

스핀들이 정지되고 나면, 교환될 공구를 대기 포트로 가져온 다음(S3), 교환될 공구와 스핀들에 장착된 공구를 교환(S4)함으로써 공구를 교환한다.

상기 공구를 교환시키기 위한 방법을 더욱 상세하게 설명하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 실시예를 들어 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 것과 같이, 공구교환지령이 입력되면 공구교환을 교환하기 위해 각축을 이동시키는 지령이 입력되고 원점으로 이동되었는가를 판단하여 공구를 교환하기 위한 위치를 찾을 때까지 각축을 이동시킨다(D1)(D2).

공구를 교환하기 위한 위치로 이동이 완료되면, 스핀들 회전를 지령하여 스핀들을 정지 시킨다(D3)(D4).

스핀들이 정지되면 교환될 공구포트 다운지령이 입력되어 공구교환 아암을 일회전시켜 대기포트 (S)로 교환될 공구를 이동 시킨다(D5)(D6).

교환될 공구를 대기포트(S)로 이동시킨후 공구교환 아암이 정상위치를 판단하여 정상이면 공구교환 아암모터와 솔레노이드 장치를 정지시켜 공구교환을 완료한다(D7)(D8)(D9).

이와 같은 방법의 공구교환시 도 3에 도시된 바와 같이, 자동 공구 교환장치를 구비한 공작기계의 매거진(1)에서 좌우 포트에 장착된 공구에 간섭을 발생시키는 대경 공구(2)가 스핀들(4)에 장착된 상태에서 좌우 포트에 공구가 장착된 소경공구(3)로 교환하게되면 스핀들(4)에 장착된 대경 공구(5)가 교환하게 될 소경공구(3)의 좌우측에 장착된 다른 소경공구(6)(7)와 충돌하게 되어 기계 전체에 심각한 타격으로 파손되는 문제점이 있었다.

이상과 같이, 종래의 자동공구교환장치는, 대경공구와 소경공구가 무작위로 장착된 상태에서 대경공구의 교환시 좌우측에 장착된 소경공구와 충돌할 수 있는 문제가 있었다.

따라서, 이를 해결하기 위해 자동영역에서는 T-CODE 지령시 인터록을 이용하여 공구의 충돌이 일어나지 않토록 하였다. 즉, 기존에는 대경공구가 장착된 포트의 양쪽 인접포트를 사용하지 못하도록 자동 영역에서는 대경공구 인접 포트를 T-CODE로 지령하는 경우 인터록을 발생시켜 사고를 방지하였다.

그러나, 자동공구교환장치의 조작반에서 자동모드에서 수동모드로 작동방법을 변화시킬 경우에는 대경공구가 장착된 포트의 인접포트에 수동으로 공구를 장착하더라도 인터록이 이루어지지 못하여 작업자의 실수로 잘못 이동을 해서 공구가 파손되는 일이 발생하였다.

즉, 자동공구교환장치의 조작반에서 자동모드를 선택할 경우 인터록이 자동으로 발생하여 대경공구와 소경공구의 상호 충돌하려할 경우 공구교환 동작을 중단하고 경보음등을 출력하여 공구들의 상호 충돌을 미연에 방지하였지만, 수동모드로 작동할 경우에는 인터록이 전혀 걸리지 않게 되어 작업자가 육안으로 확인하면서 공구 교환을 하는 과정에서 실수로 공구 상호가 충돌을 일으킬 수 있는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 자동공구교환장치 조작반에서 수동모드를 선택할 경우 대경공구와 소경공구가 충돌하려는 위치에 도달하게 되면 인터록을 걸어서 공구의 이동이 더이상 불가능하도록 하고, 동시에 경보음을 출력토록 함으로서 수동으로 공구를 이동시키는 과정에서 발생하는 공구 상호 충돌을 미연에 방지토록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 대경공구가 장착된 포트를 인식하는 단계(S10)와; 공구 교환 지령이 입력되는 경우 교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인지를 판단하는 단계(S20)와; 교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인 것으로 판단되면 인터록을 발생하여 공구교환을 중지시키는 단계(S30);로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 공구 교환 지령이 자동모드인지 수동모드 인지를 판단하는 단계(S40)를 더 포함하는 것이 바람직하며, 이 경우 S 40 단계의 판단결과 공구 교환 지령이 수동모드인 경우에는, 대경 공구가 포트에 장착되는 경우 PMC 데이터 테이블 입력값을 미리 지정된 값으로 설정함으로써 대경공구가 장착된 포트를 인식하는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 자동공구교환장치 조작반에서 수동모드를 선택할 경우 대경공구와 소경공구가 충돌하려는 위치에 도달하게 되면 인터록을 걸어서 공구의 이동이 더이상 불가능하도록 하고, 동시에 경보음을 출력토록 함으로서 수동으로 공구를 이동시키는 과정에서 발생하는 공구 상호 충돌을 미연에 방지토록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공구 교환 과정을 나타낸 플로우챠트.
도 2는 종래의 공구 교환 과정을 상세하게 나타낸 플로우챠트.
도 3은 공구교환 장치 구성도.
도 4는 본 발명의 자동공구 교환방법 플로우 챠트.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

따라서, 대경공구를 공구 교환시에 교환대상 포트의 좌우측에 다른 소경공구가 존재하면 인터록을 발생하여 대경공구를 교환하는 과정에서 발생하는 다른 공구와의 충돌을 미연에 방지시키는 것이다.

한편, 본 발명에서는 자동모드는 물론 수동모드로 대경공구를 교환시에도 교환대상 소경공구의 좌우측에 다른 소경공구가 존재하면 인터록을 발생하여 경보음을 출력토록 함으로서 대경공구를 수동으로 교환하는 과정에서 발생하는 소경공구와의 충돌을 미연에 방지토록 한다.

본 발명에 따른 공구교환 방법을 도 4를 통해 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 자동공구 교환방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

먼저, 대경공구가 장착된 포트를 인식한다(S10).

대경 공구가 장착된 포트를 인식하는 방법은 다양한 방법을 채용할 수 있다. 일 실시예로서 PMC 데이터 테이블의 입력값을 활용할 수 있다. 즉, 대경 공구가 특정 포트에 장착되는 경우 미리 설정된 값(예: 1)을 입력하도록 설정하고 이를 PMC 데이터 테이블에 저장할 수 있다.

이와 같이 대경 공구가 장착된 포트를 PMC 데이터 입력으로 미리 식별 가능하도록 한 상태에서, 공구 교환 지령이 입력되는 경우 교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인지를 판단한다(S20).

이 때, 교환될 공구가 장착될 포트에 인접한 포트에 대경 공구가 장착되었는지의 판단은 미리 저장된 PMC 데이터 테이블의 저장값을 활용하여 수행할 수 있다.

판단 결과, 교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인 것으로 판단되면 인터록을 발생하여 공구교환을 중지시킨다(S30).

한편, 바람직한 실시예에 따르면 공구 교환 지령이 자동모드인지 수동모드인지를 판단할 수 있다.

즉, 공구 교환 지령이 자동모드인지 수동모드 인지를 판단하여(S40), 자동모드, 즉 T-CODE를 이용한 공구 교환 지령인 경우에는 종래 방식대로 대경 공구 장착 포트의 인접포트에 공구 교환 지령을 내리는 경우 인터록을 걸리게 한다.

그리고 공구 교환 지령이 수동모드인 경우에는, 전술한 것과 같이 미리 저장된 PMC 데이터 테이블 입력값을 이용하여 대경 공구가 포트에 장착되는 경우 대경공구가 장착된 포트를 인식하여 인터록을 발생시킨다(S50).

즉, 자동 모드에 의한 공구 교환인 경우에는 종래 방식대로, 수동 모드에의한 공구 교환인 경우에는 PMC 데이터 테이블 값을 이용하여 인터록을 발생시키는 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면 대경공구 장착 포트 인접 포트에 공구 교환을 수행하는 경우, 종래 기술에서는 인터록을 발생시킬 수 없었던 수동 모드에서도 자동 모드 때와 마찬가지로 인터록을 발생시킬 수 있게 된다.

즉, 대경공구와 다른 소경공구와 교환하는 과정에서 대경공구의 좌우지점에 다른 소경공구가 삽입하게 되면 대경공구와 다른 공구가 충돌하는 현상이 발생하기 때문에 자동모드에서는 현재 장착된 대경공구를 다른 공구와 교환하는 명령을 수행할때 공구 삽입 포트의 좌우에 다른 공구가 존재하면 교환을 중지시키고 경보음을 출력하여 공구 교환과정에서 대경공구와 다른 소경공구가 충돌하는 것을 미연에 방지한다.

그리고, 수동모드에서 조작반을 통해 공구를 이동시키면, 현재 장착된 대경공구가 다른 소경공구 인접 부근에 도달하게 되면 포트의 좌측 또는 우측에 다른 소경공구가 존재하는 상태에서는 포트에 대경공구를 삽입시키지 못하도록 인터록을 걸어서 경보음을 출력하여 공구의 교환이 이루어지지 않토록 함으로서 대경공구와 다른 소경공구의 충돌을 미연에 방지하는 것이다.

이하의 표 1은 종래기술과 본 발명의 작동상 차이점을 비교설명하기 위한 표이다.

표 1에 나타난 것과 같이 종래 기술에 따르면 자동영역(T-CODE에 의해 작동)에서는 대경공구 인접포트에 지령을 내리는 경우 인터록(INTERLOCK) 기능이 작동되어 공구 파손을 방지할 수 있는 반면, 수동영역에서는 이러한 인터록 기능이 없어서 대경공구 인접포트에 지령을 내리는 경우 공구 파손을 방지할 방법이 없었다.

반면, 본 발명에 따르면 자동 영역뿐만 아니라 수동 영역에서도 대경공구 인접포트에 지령을 내리는 경우 인터록(INTERLOCK) 기능이 작동되어 공구 파손을 방지할 수 있게 된다.

유형	대경공구 인접포트에 지령시	종래기술	본발명
1	자동영역(T-CODE 지령)	INTERLOCK	INTERLOCK
2	수동영역	공구 파손 발생	INTERLOCK

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아니라 설명하기 위한 것이기 때문에 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위의 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 매거진
1, 2: 대경공구
3, 6, 7: 소경공구
4: 스핀들
a, b: 공구가 장착되지 않은 포트
c, d, e: 소경공구가 장착된 포트

Claims (3)

1. 대경공구가 장착된 포트를 인식하는 단계(S10)와;
   공구 교환 지령이 입력되는 경우 교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인지를 판단하는 단계(S20)와;
   교환될 공구가 장착될 포트가 대경공구 장착 포트의 인접 포트인 것으로 판단되면 인터록을 발생하여 공구교환을 중지시키는 단계(S30);
   로 이루어짐을 특징으로 하는 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   공구 교환 지령이 자동모드인지 수동모드 인지를 판단하는 단계(S40)
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   공구 교환 지령이 수동모드인 경우에는,
   대경 공구가 포트에 장착되는 경우 PMC 데이터 테이블 입력값을 미리 지정된 값으로 설정함으로써 대경공구가 장착된 포트를 인식하는 단계(S50)
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법.

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