KR20150074258A - Method and Apparatus for Monitoring Cutting Load of Machine Tool - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring cutting load of a machine tool. Moreover, the apparatus for monitoring cutting load of a machine tool comprises: an operation unit (110) to receive a shaft to be monitored; a motor control drive unit (130) to output the load of the received shaft; a storage unit (140) to store the load output from the motor control drive unit (130); and a control unit (160) to store the maximum and minimum values of the load output from the motor control drive unit (130) in the storage unit (140) in a recording mode, to calculate a load tolerance range according to a size of a workpiece by using the maximum and minimum values of the load stored in the storage unit (140) based on a set tolerance in a monitoring mode, and to generate an alarm if the load output from the motor control drive unit (130) is out of the calculated load tolerance range.

Description

공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법 및 장치{Method and Apparatus for Monitoring Cutting Load of Machine Tool}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring a cutting load of a machine tool,

본 발명은 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring a cutting load of a machine tool.

공작물을 절삭하거나 가공하기 위한 공작기계는 통상적으로 가공공작물(workpiece)을 이송(feed)하기 위한 하나 이상의 서보 모터 및 서보 모터에 의해 이송되는 공작물을 절삭하기 위한 공구가 장착되는 스핀들(spindle, 주축)을 구비한다.BACKGROUND OF THE INVENTION Machine tools for cutting or machining a workpiece typically include at least one servo motor for feeding a workpiece and a spindle for mounting a tool for cutting a workpiece conveyed by the servomotor. Respectively.

그리고 서보 모터에 의해 공작물이 미리 정해진 경로를 따라 이송되는 동안 스핀들에 장착된 공구가 공작물을 절삭하게 된다. 이때, 공구가 과도하게 마모되거나 파손되는 경우 절삭작업이 원활하게 진행되지 못하고 공작기계에 과부하가 걸리게 된다.The tool mounted on the spindle cuts the workpiece while the workpiece is being traversed along the predetermined path by the servo motor. At this time, when the tool is excessively worn or damaged, the cutting operation can not proceed smoothly and the machine tool is overloaded.

종래에는 이러한 과부하를 검출하기 위해 외부센서를 이용하거나 CNC(Computer Numerical Control) 컨트롤러를 이용하여 스핀들 모터와 서보 모터의 부하 전류치를 검출하는 방식을 사용하였다.Conventionally, in order to detect such an overload, a method of detecting a load current value of a spindle motor and a servo motor using an external sensor or a CNC (Computer Numerical Control) controller is used.

즉, 공구 이상시 이상 과부하 또는 무부하가 발생된다는 가정하에, 스핀들 모터 또는 서보 모터에 공급되는 전류의 값이 기준이 되는 최대값을 초과하는지 여부를 판단하여 과부하를 검출하고 스핀들 모터 또는 서보 모터에 공급되는 전류의 값이 기준 이하의 값이 출력되는지를 판단하여 저부하를 검출하는 방식을 사용하였다.That is, it is determined whether the value of the current supplied to the spindle motor or the servo motor exceeds the reference maximum value, and the overload is detected and supplied to the spindle motor or the servomotor And a low load is detected by judging whether or not the value of the current to be output is less than the reference value.

그러나 종래에는 실제 가공이 이루어지는 시점이 아니라 가공이 이루어지고 있는 도중에 부하의 측정을 시작하였다. 이에 사용자가 공작물 및 가공 속도에 따라 측정 시간을 조정해 주어야 하기 때문에 셋팅 시간이 길어지고 휴먼에러가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.However, in the past, the measurement of the load was started while the machining was being performed, not at the time when the actual machining was performed. Therefore, since the user has to adjust the measurement time according to the workpiece and the machining speed, the setting time becomes long and human error may occur.

또한, 종래에는 공작물의 크기에 따른 선형적인 부하 감소치를 예측할 수 없었기 때문에, 전체 가공에서 얻은 부하의 최대, 최소치를 일정하게 적용하였다. 따라서, 공작물의 크기에 따른 부하치를 모니터링할 수 없었다.In addition, since the linear load reduction value according to the size of the workpiece can not be predicted conventionally, the maximum and minimum values of the loads obtained in the entire machining are constantly applied. Therefore, the load value according to the size of the workpiece could not be monitored.

또한, 종래의 모니터링 장치는 모니터링 축의 선택기능이 없기 때문에, 다축 장비의 경우 과도한 메모리 사용으로 인해 안정적인 모니터링이 어려웠다.Also, since the conventional monitoring apparatus does not have a function of selecting a monitoring axis, it is difficult to stably monitor the multi-axis equipment due to excessive memory use.

본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공구가 공작물에 완전히 절입된 시점부터 부하 모니터링을 실시하여 가공에 따른 부하치를 정확하게 측정할 수 있는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for monitoring a cutting load of a machine tool capable of precisely measuring a load value according to machining by performing load monitoring from a point of time when a tool is fully inserted into a workpiece The purpose is to provide.

본 명세서의 다른 목적은 선삭 가공시 소재의 크기에 따른 부하 감소치를 계산하여 절삭단계별로 부하의 최대, 최소치를 다르게 적용함으로써 보다 정확하게 부하치를 모니터링할 수 있는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법 및 장치를 제공한다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for monitoring a cutting load of a machine tool that can more accurately monitor the load value by calculating the load reduction value according to the size of the material during turning and applying the maximum and minimum values of the load differently according to cutting steps do.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 제1 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치는, 모니터링하기 원하는 축을 입력받는 조작부(110); 입력받은 축의 부하를 출력하는 모터 제어 구동부(130); 상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하를 저장하는 저장부(140); 및 레코딩 모드에서, 상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하의 최대값 및 최소값을 상기 저장부(140)에 저장하고, 모니터링 모드에서, 설정된 허용오차를 기준으로 상기 저장부(140)에 저장된 부하의 최대값 및 최소값을 이용하여 공작물의 크기에 따른 부하 허용범위를 계산하며, 상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나는 경우 알람을 발생하는 제어부(160)를 포함한다.In order to achieve the above object, according to a first embodiment of the present invention, an apparatus for monitoring a cutting load of a machine tool according to the present invention includes: an operating unit 110 receiving an axis to be monitored; A motor control driver 130 for outputting a load of an input shaft; A storage unit 140 for storing a load output from the motor control driver 130; And the maximum value and the minimum value of the load outputted from the motor control driver 130 in the recording mode are stored in the storage unit 140 and stored in the storage unit 140 based on the set tolerance in the monitoring mode The control unit 160 calculates an allowable load range according to the size of the workpiece using the maximum and minimum values of the load and generates an alarm when the load output from the motor control driver 130 is out of the calculated load allowable range .

바람직하게는, 상기 제어부(160)는 상기 공작물의 원점(Z=0)에서 공구 인서트의 직경이 상기 공작물에 완전히 절입되는 지점을 계산하고, Z축이 계산된 지점에 이르렀을 때 상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하의 레코딩을 시작하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller 160 calculates a point at which the diameter of the tool insert is fully inserted into the workpiece at the origin (Z = 0) of the workpiece, and when the Z axis reaches the calculated point, And starts recording of the load output from the memory 130.

바람직하게는, 상기 제어부(160)는 선삭 가공시 선삭 단계별로 부하 허용범위를 변경하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control unit 160 changes the load allowable range according to the turning step at the time of turning.

본 명세서의 제2 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법은, 모니터링하기 원하는 축을 입력받는 단계; 레코딩 모드에서, 입력받은 축의 부하의 최대값 및 최소값을 저장하는 단계; 모니터링 모드에서, 설정된 허용오차를 기준으로 저장된 부하의 최대값 및 최소값을 이용하여 공작물의 크기에 따른 부하 허용범위를 계산하는 단계; 및 모니터링 모드에서, 입력받은 축의 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나는 경우 알람을 발생하는 단계를 포함한다.According to a second embodiment of the present invention, there is provided a method of monitoring a cutting load of a machine tool according to the present invention, comprising: receiving an axis to be monitored; Storing a maximum value and a minimum value of a load of an input shaft in a recording mode; Calculating a load allowable range according to the size of the workpiece using the maximum value and the minimum value of the stored load on the basis of the set tolerance in the monitoring mode; And generating an alarm when the load of the input shaft exceeds the calculated load allowable range in the monitoring mode.

바람직하게는, 상기 레코딩 모드에서, 상기 공작물의 원점(Z=0)에서 공구 인서트의 직경이 상기 공작물에 완전히 절입되는 지점을 계산하고, Z축의 위치가 계산된 지점에 이르렀을 때 축의 부하의 레코딩을 시작하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the recording mode, a point at which the diameter of the tool insert is fully inserted into the workpiece at the origin (Z = 0) of the workpiece is calculated, and when the position of the Z axis reaches the calculated point, .

이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 공구가 공작물에 완전히 절입된 시점부터 부하 모니터링을 실시하는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법 및 장치를 제공함으로써, 좀 더 정확하게 공구 부하를 예측할 수 있고, 이로 인해 공구 마모의 예측 및 공구 수명의 관리가 용이하다.As described above, according to the present invention, it is possible to more accurately predict the tool load by providing a cutting load monitoring method and apparatus of a machine tool that performs load monitoring from the time when the tool is fully infeeded into the workpiece, It is easy to predict wear and manage tool life.

또한, 기존 시스템에 비해 사용자가 보다 편리하고 직관적으로 공구 부하 관리 시스템을 설정하고 사용할 수 있다.In addition, the user can set and use the tool load management system more conveniently and intuitively than the existing system.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치의 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법을 나타낸 흐름도,
도 3은 축의 부하를 레코딩하는 시점을 설명하기 위한 도면,
도 4는 선삭 가공시 각 선삭 단계별로 부하 허용범위가 변경되는 것을 보여주는 그래프,
도 5는 가공 조건을 입력하기 위한 화면을 나타낸 도면,
도 6은 TLM 모드 화면 나타낸 도면,
도 7은 TLM 설정 화면을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing a configuration of a cutting load monitoring apparatus of a machine tool according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of monitoring a cutting load of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining a point of time when a shaft load is recorded;
FIG. 4 is a graph showing a change in the allowable load range for each turning step at the time of turning,
5 is a view showing a screen for inputting machining conditions,
6 is a diagram showing a TLM mode screen,
7 is a diagram showing a TLM setting screen.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. Further, when a technical term used herein is an erroneous technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art are replaced. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Further, the suffix "module" and "part" for components used in the present specification are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치의 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for monitoring a cutting load of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치는 조작부(110), 모터(120), 모터 제어 구동부(130), 저장부(140), PLC(Programmable Logic Controller)(150) 및 CNC(Computerized Numerical Control) 제어부(160) 등을 포함한다.1, an apparatus for monitoring a cutting load of a machine tool according to the present invention includes an operation unit 110, a motor 120, a motor control driver 130, a storage unit 140, a PLC (Programmable Logic Controller) 150, And a CNC (Computerized Numerical Control)

조작부(110)는 HMI(Human Machine Interface)부로서, 화면표시 프로그램 및 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하며, 소프트웨어 스위치의 온오프를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다.The operation unit 110 includes an HMI (Human Machine Interface) unit, which includes a screen display program and a data input program according to screen display selection, displays a software switch on the display screen in accordance with the output of the screen display program, Off operation and performs a function of issuing an input / output instruction of the machine operation.

본 발명에 따른 조작부(110)는 공구 정보 및 공구별로 모니터링하기 원하는 축을 입력받는다. 여기서, 공구 정보는 공구 위치 번호 및 공구 형태 등을 포함할 수 있다.The operation unit 110 according to the present invention receives tool information and an axis to be monitored for each tool. Here, the tool information may include a tool position number, a tool shape, and the like.

모터(120)는 스핀들 모터 및 서보 모터 등이 될 수 있다.The motor 120 may be a spindle motor, a servo motor, or the like.

모터 제어 구동부(130)는 모터(120)를 구동시키고, 모터(120)에 흐르는 전류 즉, 부하를 출력한다. 본 발명에 따른 모터 제어 구동부(130)는 축의 부하, 자세하게는 각 축을 구동시키는 모터의 부하를 출력한다.The motor control driver 130 drives the motor 120 and outputs a current flowing to the motor 120, that is, a load. The motor control driver 130 according to the present invention outputs the load of the shaft, specifically, the load of the motor that drives each axis.

저장부(140)는 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하를 저장한다.The storage unit 140 stores the load output from the motor control driver 130.

PLC(150)는 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하를 조작부(110)를 거쳐 변수로 읽어들이기 위한 동기 모니터링 프로그램을 실행한다.The PLC 150 executes a synchronization monitoring program for reading the load output from the motor control driver 130 via the control unit 110 as a variable.

CNC 제어부(160)는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치의 전반적인 동작을 제어하는 제어부로서, 가공 프로그램에 의해 레코딩 명령이 지령되는 경우, PLC(150)를 통하여 동기 모니터링 프로그램을 실행한다.The CNC control unit 160 is a control unit for controlling the overall operation of the cutting load monitoring apparatus of the machine tool. When a recording command is issued by the machining program, the CNC control unit 160 executes the synchronization monitoring program via the PLC 150.

또한, CNC 제어부(160)는 레코딩 모드에서, 동기 모니터링 프로그램에 의해 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하를 조작부(110)를 거쳐 변수로 읽어 들이고, 실시간으로 부하의 최대값 및 최소값을 저장부(140)에 저장한다. 이때, CNC 제어부(160)는 조작부(110)를 통해 입력된 공구 정보를 참조하여 공작물의 원점(Z=0)에서 공구 인서트의 직경이 공작물에 완전히 절입되는 지점을 계산하고, Z축의 위치가 계산된 지점에 이르렀을 때 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하의 레코딩을 시작한다.In the recording mode, the CNC controller 160 reads the load output from the motor control driver 130 by the synchronization monitoring program as a variable via the control unit 110, and stores the maximum value and the minimum value of the load in the real- (140). At this time, the CNC control unit 160 calculates a point at which the diameter of the tool insert is completely inserted into the workpiece at the origin (Z = 0) of the workpiece with reference to the tool information input through the operation unit 110, Recording of the load output from the motor control driver 130 is started.

CNC 제어부(160)는 레코딩 가공이 끝난 후, 모니터링 모드에서, 설정된 허용오차를 기준으로 저장부(140)에 저장된 부하의 최대값 및 최소값을 이용하여 공작물의 크기에 따른 부하의 최대값 및 최소값으로 한정되는 부하 허용범위를 계산한다.The CNC control unit 160 sets the maximum value and the minimum value of the load according to the size of the workpiece by using the maximum value and the minimum value of the load stored in the storage unit 140 based on the set tolerance in the monitoring mode Calculate the limited load tolerance.

또한, CNC 제어부(160)는 모니터링 모드에서, 실시간으로 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하를 조작부(110)를 거쳐 변수로 읽어 들이고, 동기 모니터링 프로그램을 통해 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하와 계산된 부하 허용범위를 비교하여 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나는 경우 알람을 발생한다. 여기서, CNC 제어부(160)는 선삭 가공시 선삭 단계별로 부하 허용범위를 변경하는 것이 바람직하다.The CNC controller 160 reads the load output from the motor control driver 130 in real time in the monitoring mode as a variable via the control unit 110 and outputs the load from the motor control driver 130 through the synchronization monitoring program The load is compared with the calculated load allowable range, and an alarm is generated when the load output from the motor control driver 130 is out of the calculated load allowable range. Here, it is preferable that the CNC control unit 160 changes the allowable load range for each turning step at the time of turning.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of monitoring a cutting load of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 작업자로부터 가공 조건을 입력받는다(S210). 자세하게는, 작업자로부터 공구 정보 및 공구별로 모니터링하기 원하는 축을 입력받고, 레코딩 모드의 선택 입력을 받을 수 있다. 여기서, 공구 정보는 공구 위치 번호 및 공구 형태 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a machining condition is input from an operator (S210). In detail, the operator inputs the tool information and the axes to be monitored for each tool, and receives the selection input of the recording mode. Here, the tool information may include a tool position number, a tool shape, and the like.

레코딩 모드에서, 입력받은 축의 부하를 모니터링하여 입력받은 축의 부하의 최대값 및 최소값을 저장하여 레코딩 모드를 완료한다(S220). 이때, 공작물의 원점(Z=0)에서 공구 인서트의 직경이 공작물에 완전히 절입되는 지점을 계산하고, Z축의 위치가 계산된 지점에 이르렀을 때 축의 부하의 레코딩을 시작하는 것이 바람직하다.In the recording mode, the load of the input shaft is monitored, and the maximum value and the minimum value of the load of the input shaft are stored to complete the recording mode (S220). At this time, it is desirable to calculate the point at which the diameter of the tool insert is fully inserted into the workpiece at the origin (Z = 0) of the workpiece and begin recording the load of the shaft when the position of the Z axis has reached the calculated point.

이어서, 모니터링 모드에서, 설정된 허용오차를 기준으로 저장된 부하의 최대값 및 최소값을 이용하여 공작물의 크기에 따른 부하 허용범위를 계산한다(S230).Next, in the monitoring mode, the allowable load range according to the size of the workpiece is calculated using the maximum value and the minimum value of the stored load on the basis of the set tolerance (S230).

모니터링 모드에서, 입력받은 축의 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나는지 여부를 판단하고(S240), 입력받은 축의 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나는 경우 알람을 발생한다(S250).In the monitoring mode, it is determined whether or not the load of the input shaft is out of the calculated load allowable range (S240). When the load of the input shaft exceeds the calculated load allowable range, an alarm is generated (S250).

입력받은 축의 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나지 않는 경우, 가공 중 교환될 공구의 수명이 오버되었는지 여부를 판단하고(S260), 교환될 공구의 수명이 오버되지 않는 경우, 계속해서 모니터링 가공을 실행한다.If the load of the input shaft does not exceed the calculated allowable load range, it is determined whether or not the life of the tool to be replaced is over during the machining (S260). If the life of the tool to be replaced is not exceeded, do.

교환될 공구의 수명이 오버된 경우, 여분의 공구가 존재하는지 여부를 판단하고(S270), 여분의 공구가 존재하지 않는 경우, 단계 S250에서와 같이 알람을 발생한다.If the lifetime of the tool to be replaced is exceeded, it is determined whether or not an extra tool exists (S270). If there is no spare tool, an alarm is generated as in step S250.

그리고 여분의 공구가 존재하는 경우, 계속해서 모니터링 가공을 실행한다.If there is an extra tool, continue monitoring processing.

전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The above-described method can be implemented by various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 및 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, and microprocessors.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure or a function for performing the functions or operations described above. The software code can be stored in a memory unit and driven by the processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.

도 3은 축의 부하를 레코딩하는 시점을 설명하기 위한 도면이다.Fig. 3 is a view for explaining the time point of recording the load on the shaft.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 공작물(310)의 원점(Z=0)에서 공구 인서트(320)의 직경(2R)이 공작물(310)에 완전히 절입되는 지점을 계산하고, Z축의 위치가 계산된 지점에 이르렀을 때 축의 부하의 레코딩을 시작한다.3, in one embodiment of the present invention, the point at which the diameter 2R of the tool insert 320 is fully inserted into the workpiece 310 at the origin (Z = 0) of the workpiece 310 is calculated , Recording of the load on the axis is started when the position of the Z axis reaches the calculated point.

도 4는 선삭 가공시 각 선삭 단계별로 부하 허용범위가 변경되는 것을 보여주는 그래프이다.Fig. 4 is a graph showing that the allowable load range is changed according to each turning step at the time of turning.

도 4에서, x축은 공작물의 크기(반경)를 나타내고, y축은 부하의 크기를 나타낸다.In Fig. 4, the x-axis represents the size (radius) of the workpiece, and the y-axis represents the size of the load.

도 4를 참조하면, 도면부호 410은 소재의 크기에 따른 부하의 크기를 나타낸다. 도면부호 420은 본 발명에 따른 부하의 상한선 나타낸다. 도면부호 430은 본 발명에 따른 부하의 하한선을 나타낸다. 도면부호 440은 종래의 부하의 최소값을 나타낸다. 도면부호 450은 종래의 부하의 최대값을 나타낸다.Referring to FIG. 4, reference numeral 410 denotes a size of a load according to a size of a work. Reference numeral 420 denotes an upper limit of the load according to the present invention. Reference numeral 430 denotes the lower limit of the load according to the present invention. Reference numeral 440 denotes a minimum value of a conventional load. Reference numeral 450 denotes a maximum value of a conventional load.

황삭 가공시 소재의 직경이 점점 작아지는데, 그 때 전류 부하를 모니터링했을 때, 소재가 클수록 부하가 큰 것을 알 수 있다.The diameter of the workpiece becomes smaller at the time of roughing. When the current load is monitored, it can be seen that the larger the workpiece, the larger the load.

종래에는 단순히 부하의 최대값 및 최소값만을 모니터링하였지만, 본 발명의 일실시예에서는 소재의 직경에 따라 선형적으로 감소하는 부하를 고려하여 소재의 크기에 따라 모니터링하는 부하의 최대값 및 최소값을 다르게 하여 보다 정확하게 부하를 모니터링할 수 있다.Conventionally, only the maximum value and the minimum value of the load have been monitored. However, in one embodiment of the present invention, the maximum value and the minimum value of the load to be monitored are different according to the size of the material considering the linearly decreasing load according to the diameter of the material The load can be more accurately monitored.

도 5는 가공 조건을 입력하기 위한 화면을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a screen for inputting processing conditions.

도 5를 참조하면, 가공 조건은 공구 위치 번호(510), 공구 형태(520), 공구 부하 모니터링(Tool Load Monitoring, 이하, 'TLM') 사용 유무(530), 레코딩 데이터 설정(540) 및 모니터링 축(550) 등을 포함할 수 있다.5, the machining conditions include tool position number 510, tool shape 520, tool load monitoring (TLM) use 530, recording data setting 540, Axis 550 and the like.

도 6은 TLM 모드 화면 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing a TLM mode screen.

도 6을 참조하면, TLM 모드 화면은 TLM 설정 화면으로 진입하기 위한 TLM 설정 버튼(610), TLM 모드를 설정하기 위한 TLM 모드 설정 버튼(620), 축별 부하 상태를 보여주는 축별 부하 상태(630) 및 TLM 설정 화면에서 다시 TLM 모드 화면을 돌아오기 위한 TLM 모드 화면 버튼(640) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the TLM mode screen includes a TLM setting button 610 for entering a TLM setting screen, a TLM mode setting button 620 for setting a TLM mode, an axis load status 630 showing a load status for each axis, A TLM mode screen button 640 for returning the TLM mode screen again from the TLM setting screen, and the like.

도 7은 TLM 설정 화면을 나타낸 도면이다.7 is a diagram showing a TLM setting screen.

도 7을 참조하면, TLM 설정 화면은 축별 부하 상태를 보여주는 축별 부하 상태(710), 공구 허용오차를 설정할 수 있는 공구 허용오차(720) 및 현재 공구의 상태를 보여주는 현재 공구 상태(730)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the TLM setting screen includes an axis load state 710 showing axis load conditions, a tool tolerance 720 capable of setting a tool tolerance, and a current tool state 730 showing the state of the current tool. can do.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.The embodiments disclosed herein have been described with reference to the accompanying drawings. Thus, the embodiments shown in the drawings are not to be construed as limiting, and those skilled in the art will understand that the present invention can be combined with each other, and when combined, some of the components may be omitted.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Here, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings, but should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea disclosed in the present specification.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only examples described in the present specification, and not all of the technical ideas disclosed in the present specification are described. Therefore, various modifications It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

110: 조작부 120: 모터
130: 모터 제어 구동부 140: 저장부
150: PLC 160: CNC 제어부110: operating part 120: motor
130: motor control driver 140:
150: PLC 160: CNC control unit

Claims (5)

모니터링하기 원하는 축을 입력받는 조작부(110);
입력받은 축의 부하를 출력하는 모터 제어 구동부(130);
상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하를 저장하는 저장부(140); 및
레코딩 모드에서, 상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하의 최대값 및 최소값을 상기 저장부(140)에 저장하고, 모니터링 모드에서, 설정된 허용오차를 기준으로 상기 저장부(140)에 저장된 부하의 최대값 및 최소값을 이용하여 공작물의 크기에 따른 부하 허용범위를 계산하며, 상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나는 경우 알람을 발생하는 제어부(160);
를 포함하는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치.An operation unit 110 for receiving an axis to be monitored;
A motor control driver 130 for outputting a load of an input shaft;
A storage unit 140 for storing a load output from the motor control driver 130; And
In the recording mode, the maximum value and the minimum value of the load outputted from the motor control driving unit 130 are stored in the storage unit 140, and in the monitoring mode, the loads stored in the storage unit 140, A control unit 160 for generating an alarm when the load output from the motor control driver 130 is out of the calculated load allowable range;
And a cutting load monitoring device for detecting a cutting load of the machine tool. 제1항에 있어서,
상기 제어부(160)는 상기 공작물의 원점(Z=0)에서 공구 인서트의 직경이 상기 공작물에 완전히 절입되는 지점을 계산하고, Z축이 계산된 지점에 이르렀을 때 상기 모터 제어 구동부(130)에서 출력되는 부하의 레코딩을 시작하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치.The method according to claim 1,
The control unit 160 calculates a point at which the diameter of the tool insert is fully inserted into the workpiece at the origin (Z = 0) of the workpiece, and when the Z axis reaches the calculated point, And starts recording the output of the load. 제1항에 있어서,
상기 제어부(160)는 선삭 가공시 선삭 단계별로 부하 허용범위를 변경하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit (160) changes the load allowable range according to the turning step at the time of turning. 모니터링하기 원하는 축을 입력받는 단계;
레코딩 모드에서, 입력받은 축의 부하의 최대값 및 최소값을 저장하는 단계;
모니터링 모드에서, 설정된 허용오차를 기준으로 저장된 부하의 최대값 및 최소값을 이용하여 공작물의 크기에 따른 부하 허용범위를 계산하는 단계; 및
모니터링 모드에서, 입력받은 축의 부하가 계산된 부하 허용범위를 벗어나는 경우 알람을 발생하는 단계;
를 포함하는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법.Receiving an axis to be monitored;
Storing a maximum value and a minimum value of a load of an input shaft in a recording mode;
Calculating a load allowable range according to the size of the workpiece using the maximum value and the minimum value of the stored load on the basis of the set tolerance in the monitoring mode; And
Generating an alarm when the load of the input shaft is out of the calculated load allowable range in the monitoring mode;
Wherein the machining tool is mounted on a machine tool. 제4항에 있어서, 상기 레코딩 모드에서,
상기 공작물의 원점(Z=0)에서 공구 인서트의 직경이 상기 공작물에 완전히 절입되는 지점을 계산하고, Z축이 계산된 지점에 이르렀을 때 축의 부하의 레코딩을 시작하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법.5. The method of claim 4, wherein, in the recording mode,
Calculating a point at which the diameter of the tool insert is fully inserted into the workpiece at the origin (Z = 0) of the workpiece and starting to record the load of the shaft when the Z axis reaches the calculated point. Method of monitoring cutting load.
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