KR20190105980A - 터닝 센터 - Google Patents

Abstract

공구홀더별로 충돌방지 영역을 설정할 수 있는 터닝센터가 개시된다. 터닝센터는 베드에 배치되어 회전하는 공작물을 고정하는 척을 구비하는 주축 구조물, 베드로부터 연장하는 프레임에 베드의 상면에 대하여 수직 및 수평방향을 따라 이동 가능하게 결합되고, 회전형 몸체의 주변부에 구비된 다수의 공구홀더 및 공구홀더에 장착되는 다수의 작업공구를 구비하는 터렛을 포함하는 터렛 구조물, 및 터렛 구조물 및 주축 구조물과 연결되어 공작물에 대한 가공단계에 따라 터렛을 회전하여 작업공구를 교환하고, 공구홀더와의 충돌을 방지하기 위한 충돌방지 영역을 공구홀더에 대응하여 자동으로 변경하는 충돌방지 모듈을 구비하는 수치 제어장치를 포함한다. 공구교환시 개별 공구홀더에 대응하여 충돌방지영역을 변경함으로써 터닝센터의 가동효율을 높일 수 있다.

Description

터닝 센터{Turning center}

본 발명은 터닝 센터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수의 작업공구가 탑재된 회전 공구대인 터렛(turret)의 회전에 의해 자동으로 작업공구를 교환하는 터렛 터닝센터에 관한 것이다.

회전 공구대인 터렛에 작업공구를 탑재하여 크기가 일정한 제품을 대량으로 가공할 수 있는 터렛 선반을 수치제어 장치에 의해 구동하는 터렛 터닝센터가 기계가공 분야에서 널리 이용되고 있다. 특히, 최근에는 큰 사이즈를 갖는 공작물을 주축대의 상면에 장착하고 다양한 어태치먼트(attachment)를 활용하여 정밀가공을 수행할 수 있는 터닝 센터의 활용빈도가 증가하고 있다.

종래의 터렛 터닝센터에 의하면, 드릴이나 리이머와 같은 절삭공구들은 터렛의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수의 공구홀더에 장착되고 가공 알고리즘에 따라 결정되는 가공순서에 따라 상기 터렛이 회전함으로써 작업공구를 교환하게 된다.

이때, 터렛에 구비된 공구홀더의 형상과 사이즈는 장착되는 공구의 종류에 따라 다양하게 제공되므로 터렛의 회전으로 작업공구를 교환하는 경우 공구홀더와 터렛에 인접한 척(chuck)이나 조(jaw)가 서로 충돌할 수 있다. 특히, 대형 공작물을 가공하는 터닝 센터나 복합가공 터닝센터의 경우에는 높은 가공 정밀도로 자동화 공정을 수행하기 위해 다양한 어태치먼트가 주축대와 터렛 사이에서 활용될 수 있는데 터렛이 회전하는 경우 어태치먼트와 공구홀더의 충돌 가능성은 더욱 증가하게 된다.

이에 따라, 대부분의 터렛 터닝센터에는 공구홀더와 주축대의 척이나 조 또는 어태치먼트와의 충돌을 방지하도록 공구홀더를 중심으로 보호영역을 설정하는 충돌 제어기가 제공된다.

상기 충돌 제어기는 공구홀더를 둘러싸는 일정한 사이즈의 공간을 공구 홀더와의 간섭영역(interference area)으로 설정하고 상기 간섭영역으로 척이나 조 또는 어태치먼트가 진입하는 경우 알람을 발신하고 터렛 축의 운동을 정지시킨다.

그러나, 종래 터렛 터닝 센터에서 설정되는 간섭영역은 터렛에 구비되는 다수의 공구홀더 중 사이즈가 가장 큰 공구홀더를 기준으로 단일하게 설정하여, 공구홀더와의 물리적인 간섭이 없음에도 불구하고 간섭 알람을 발신하고 작동이 정지되는 경우가 빈번하게 발생하고 있다.

예를 들면, 가장 작은 사이즈를 갖는 공구홀더에 구비된 작업공구로 교환하기 위해 터렛을 회전시키는 경우, 공구홀더와 척/조 또는 어태치먼트와 물리적인 간섭은 일어나지 않음에도 불구하고, 설정된 간섭영역의 사이즈가 크기 때문에 척이나 조 또는 어태치먼트가 간섭영역으로 진입하는 것으로 충돌 제어기에 의해 평가될 수 있다. 이에 따라, 실제 공구홀더와의 간섭은 일어나지 않음에도 불구하고 간섭 알람이 발생하고 터렛의 작업이 중지되어 작업자에 의한 수동 조치를 요구하게 된다.

특히, 이와 같은 간섭오류는 터렛 터닝 센터의 자동운전 모드에서는 치명적인 터닝센터의 동작정지를 초래하여 자동운전 모드의 기능을 유명무실하게 만들어 버린다. 이를 방지하기 위해 공구홀더의 충돌방지 기능을 고의적으로 비활성화시킨 상태에서 자동운전 모드를 수행함으로써 자동운전 모드에서는 공구홀더에 대한 간섭방지 기능이 활용되지 못하는 문제점이 있다.

이에 따라, 공구홀더의 간섭오류를 방지하여 운전효율을 높일 수 있는 새로운 터렛 터닝센터가 요구된다.

본 발명의 목적은 터렛에 구비된 개별적인 공구홀더의 형상과 사이즈에 대응하도록 다수의 간섭영역을 설정함으로써 간섭오류에 의한 구동정지를 방지할 수 있는 터닝센터를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 터렛 터닝센터는 베드에 배치되어 회전하는 공작물을 고정(clamping)하는 척(chuck)을 구비하는 주축 구조물, 상기 베드로부터 연장하는 프레임에 상기 베드의 상면에 대하여 수직 및 수평방향을 따라 이동 가능하게 결합되고, 회전형 몸체의 주변부에 구비된 다수의 공구홀더 및 상기 공구홀더에 장착되는 다수의 작업공구를 구비하는 터렛(turret)을 포함하는 터렛 구조물, 및 상기 터렛 구조물 및 상기 주축 구조물과 연결되어 상기 공작물에 대한 가공단계에 따라 상기 터렛을 회전하여 상기 작업공구를 교환하고, 상기 공구홀더와의 충돌을 방지하기 위한 충돌방지 영역을 상기 공구홀더에 대응하여 자동으로 변경하는 충돌방지 모듈을 구비하는 수치 제어장치를 포함한다.

일실시예로서, 상기 충돌방지 모듈은, 상기 다수의 공구홀더에 대하여 개별적인 형상특성에 따라 상기 공구홀더를 둘러싸는 가상공간인 홀더 버퍼영역을 각각 설정하는 홀더버퍼 설정부, 상기 공구홀더 별로 상기 홀더 버퍼영역을 저장하는 버퍼영역 저장부, 상기 버퍼영역 저장부와 연결되어 상기 터렛의 회전에 의해 상기 공구홀더가 변경되는 경우, 상기 충돌방지 영역을 상기 공작물로 접근하는 상기 공구홀더에 대응하는 홀더 버퍼영역으로 자동으로 설정하는 충돌 제어부, 및 상기 충돌방지 영역이 주변 구조물과 간섭하는 경우 자동으로 상기 터렛의 동작을 중지시키는 터렛 스토퍼(turret stopper)를 구비할 수 있다.

일실시예로서, 상기 홀더버퍼 설정부는 상기 공구홀더 중의 어느 하나를 선택홀더로 선택하는 공구홀더 선택기 및 상기 선택홀더의 형상을 기준으로 상기 가상공간을 생성하는 홀더버퍼 생성기를 포함할 수 있다.

일실시예로서, 상기 공구홀더 선택기로 상기 공구홀더의 홀더번호를 전송하는 홀더번호 입력부 및 상기 홀더버퍼 생성기로 상기 선택홀더의 형상정보를 전송하는 형상정보 입력부를 구비하고, 상기 수치 제어장치와 사용자를 연결하는 사용자 인터페이스인 제어 콘솔을 더 포함활 수 있다.

일실시예로서, 상기 충돌방지 모듈은 상기 척의 개별적인 형상특성에 따라 상기 척을 둘러싸는 가상공간인 척 버퍼영역을 설정하는 척 버퍼 설정부 및 어태치먼트의 개별적인 형상특성에 따라 상기 어태치먼트를 둘러싸는 가상공간인 어태치먼트 버퍼영역을 설정하는 어태치먼트 버퍼 설정부를 더 구비할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 터닝센터에 의하면, 척이나 어태치먼트와 같은 주변 구조물이나 터렛에 구비된 각 공구홀더에 관한 버퍼영역을 개별적으로 생성하여 저장하고, 공구교환 전에 자동으로 공구홀더의 충돌방지 영역을 교환되는 작업공구가 수납된 공구홀더의 버퍼영역으로 변경한다.

따라서, 공구교환이 일어날 때 마다 각 공구홀더에 최적화된 홀더 버퍼영역으로 충돌방지 영역이 자동으로 갱신됨으로써 공구교환 과정에서 충돌방지 영역을 개별 공구홀더에 대응하여 최적하게 유지할 수 있다. 따라서, 충돌방지 영역은 공구교환 과정에서 자동으로 각 공구홀더의 형상특성에 대응하여 최적하게 설정되므로 주변 구조물과 충돌방지 영역의 간섭에 의한 터렛(240)의 동작중지를 최소화 시킬 수 있다. 이에 따라, 터닝센터의 가동효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 터닝센터를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터닝센터의 주축 구조물과 터렛 구조물을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따라 선택홀더를 선택할 때 제어 콘솔의 디스플레이 유닛을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 선택홀더에 관한 홀더 버퍼영역을 설정할 때 제어 콘솔의 디스플레이 유닛을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 터닝센터를 이용하여 공작물을 가공하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 1에 도시된 버퍼영역 데이터 설정단계의 예시적 실시예를 나타내는 흐름도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 터닝센터를 나타내는 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 터닝센터의 주축 구조물과 터렛 구조물을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 1에서는 예시적으로 터렛을 구비하는 터닝센터를 예시적으로 개시하고 있다. 그러나, 다수의 작업공구를 구비하는 터렛을 이용하여 회전하는 공작물을 가공한다면 다양한 공작기계에 본 발명이 적용될 수 있다. 예를 들면, 수평형 터닝센터나 복합 터닝센터에도 본 발명이 적용될 수 있음은 자명하다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 터닝센터(500)는 베드(B)에 배치되어 회전하는 공작물(MO)을 고정(clamping)하는 척(chuck, 124)을 구비하는 주축 구조물(100), 상기 베드(B)로부터 연장하는 프레임(F)에 수직 및 수평방향을 따라 이동가능하게 배치되고, 회전형 몸체(242)의 주변부에 구비된 다수의 공구홀더(244) 및 상기 공구홀더(244)에 장착되는 다수의 작업공구(T)를 구비하는 터렛(turret, 240)을 포함하는 터렛 구조물(200) 및 상기 터렛 구조물(200) 및 상기 주축 구조물(100)과 연결되어 상기 공작물(MO)에 대한 가공단계에 따라 상기 터렛(240)을 회전하여 상기 작업공구(T)를 교환하고, 상기 공구홀더(244)와의 충돌을 방지하기 위한 충돌방지 영역을 상기 공구홀더(244)에 대응하여 자동으로 변경하는 충돌방지 모듈을 구비하는 수치 제어장치(300)를 포함한다.

예를 들면, 충분한 강도와 강성을 갖는 베드(B)에 상기 공작물을 회전시키는 스핀들(110)이 수직방향을 따라 배치되고 상기 스핀들(110)의 상부에 회전하는 공작물을 고정하는 척(120)이 결합된다. 상기 척(120)은 스핀들(110)에 고정되어 스핀들(110)과 함께 회전하는 실린더 형상의 척 몸체(122)와 상기 척 몸체(122)의 상면에서 방사상으로 배치되어 상기 공작물을 지지하는 결합형 조(jaw, 124)로 구성된다. 예를 들면, 상기 조(124)는 동일한 척 몸체(122)의 상면에서 동일한 중심각을 갖고 방사상으로 배치되는 3-4개의 세장부재(slender member)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 터닝 센터(500)의 기저를 제공하는 베드(B)의 상면에 가공대상 공작물을 회전시키는 주축 구조물(100)이 베드(B)의 상면에 대하여 수직한 방향으로 배치된다.

상기 베드(B)의 단부로부터 수직방향으로 연장하는 지지부재인 수직 프레임(F)이 제공되고 상기 수직 프레임(F)에 상기 공작물(MO)을 가공하는 작업공구(T)가 구비된 터렛(240)이 수직 및 수평방향을 따라 이동가능하게 배치된다. 이에 따라, 상기 수직 프레임(F)에 결합된 터렛 구조물(200)이 제공된다.

일실시예로서, 상기 프레임(F)에 이송 기저판으로 제공되는 수직 칼럼(210)이 결합되고 상기 수직 칼럼(210)의 일측에 수평방향을 따라 연장하고 상기 수직 칼럼(210)을 따라 이동하는 수직 이송부(220)가 결합된다. 수직 이송부(220)의 일측에 수직 이송부(220)를 따라 수평방향으로 운동하는 터렛 구동부(230)가 결합된다. 본 실시예의 경우, 상기 터렛 구동부(230)의 하면으로부터 터렛(240)을 구동하는 터렛 구동축(DS)이 수직 칼럼(210)과 평행하게 배치된다.

따라서, 상기 터렛(240)은 수직 이송부(220)의 수직방향 이동과 터렛 구동부(230)의 수평방향 이동에 의해 평면좌표로 주어지는 작업위치로 이동하고 상기 작업위치에서 터렛(240)의 회전에 의해 적절한 작업공구를 선택함으로써 공작물(MO)에 대한 가공을 수행하게 된다.

상기 터렛(240)은 상기 터렛 구동축(DS)에 연결되어 회전하는 터렛 몸체(242)와 상기 터렛 몸체(242)의 주변부에 일정한 간격으로 배치되는 다수의 공구홀더(244)로 구성된다. 상기 공구홀더(244)는 수용하는 작업공구(T)의 형상과 특성에 따라 다양한 형상으로 제공된다. 다수의 작업공구(T)는 각 공구 홀더(244)에 수용되어 상기 터렛(240)에 제공된다.

터렛 몸체(242)는 공작물(MO)의 상부에 배치되어 수직 이송부(220) 및 터렛 구동부(230)에 의해 수직 및 수평방향으로 이동하여 작업위치로 세팅되고, 세팅된 작업위치에서 작업공구(T)는 공작물(MO)에 대한 가공단계에 따라 터렛 몸체(242)의 회전에 의해 적절하게 교환된다. 즉, 터렛 몸체(242)의 회전에 의해 공작물(MO)에 대한 공구교환이 수행된다.

주축대(100)에 상기 공작물(MO)의 고정 및 상기 터렛 구조물(200)의 제어에 의한 작업위치 세팅 및 작업공구(T)의 선택은 수치 제어장치(300)에 의해 유기적으로 제어되어 공작물에 대한 정밀가공이 수행된다.

수치 제어장치(300)는 상기 터렛 구조물(200) 및 주축 구조물(100)과 연결되어 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 공작물(MO)에 대한 일련의 기계가공을 수행하여 상기 터렛 구조물(200)과 주축 구조물(100)을 구비하는 공작기계를 단일한 터닝 센터(500)로 구성한다.

예를 들면, 상기 수치 제어장치(300)는 소정의 가공 알고리즘에 따라 제어되는 중앙 제어모듈(310)과 상기 주축 구조물(100) 및 터렛 구조물(200)을 제어하기 위한 다양한 제어수단 및 구동수단을 구비한다. 이에 따라, 상기 공작물(MO)에 대한 가공단계와 정밀도에 따라 상기 터렛 구조물(200)을 제어하여 적절한 작업위치와 작업공구(T)를 선택하게 된다.

특히, 상기 수치 제어장치(300)는 적절한 작업공구(T)를 선택하기 위한 터렛(240)의 회전으로 공구홀더(244)와 주변 구조물이 충돌하는 것을 방지하기 위한 충돌방지 영역을 각 공구홀더(244)의 개별적인 형상을 고려하여 자동으로 변경하는 충돌방지 모듈(320)을 구비한다.

예를 들면, 공작물(MO)에 대한 제1 가공이 완료되고 제2 가공을 수행하기 위해 작업공구(T)를 교환하는 경우, 제2 작업을 위한 작업공구(T)가 수용된 공구홀더(244)가 공작물(MO)로 접근하도록 상기 터렛(240)을 회전시킨다.

이때, 터렛(240)이 회전하는 동안 터렛 몸체(242)의 주변부에 배치된 터렛 홀더(244)와 주변 구조물이 충돌하여 장비 손상 및 가동 중지를 초래할 수 있다. 이를 방지하도록 상기 충돌방지 모듈(320)은 각 터렛 홀더(244)의 주변부에 터렛 홀더(244)를 둘러싸는 가상공간(virtual space)인 충돌방지 영역을 설정하고 주변 구조물과 상기 충돌방지 영역이 부분적으로 간섭하는 경우 터닝 센터의 작동을 정지한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 충돌방지 영역을 각 공구홀더(244)의 형상특성을 반영하여 개별적으로 최적하게 형성함으로써 너무 큰 사이즈를 갖는 충돌방지 영역에 의한 불필요한 가동중지를 방지할 수 있다.

예를 들면, 상기 충돌방지 모듈(320)은 홀더 버퍼 설정부(321), 척 버퍼 설정부(322), 어태치먼트 버퍼 설정부(323), 버퍼영역 저장부(324), 충돌 제어부(325) 및 터렛 스토퍼(326)를 구비할 수 있다.

상기 홀더 버퍼 설정부(321)는 다수의 공구홀더(244)에 대하여 개별적인 형상특성에 따라 상기 공구홀더(244)를 둘러싸는 가상공간인 홀더 버퍼영역을 각각 설정한다. 예를 들면, 상기 홀더버퍼 설정부(321)는 상기 공구홀더(244) 중의 어느 하나를 선택홀더로 선택하는 공구홀더 선택기(321a) 및 상기 선택홀더의 형상을 기준으로 상기 가상공간을 생성하는 홀더버퍼 생성기(321b)를 구비한다.

상기 공구홀더 선택기(321a)는 터렛 몸체(242)의 주변부에 배치된 다수의 공구홀더(244) 중에서 홀더버퍼를 생성할 대상 공구홀더인 선택홀더를 선택한다. 종래에는 개별적인 공구홀더의 형상특성과 무관하게 가장 큰 공구홀더의 홀더 버퍼평영역을 충돌방지 영역으로 설정하였지만, 본 실시예에서는 각 공구홀더(244)의 형상특성을 고려하여 최적하게 설정된 홀더 버퍼영역을 최적하게 설정할 수 있다. 이에 따라, 공구홀더(244) 별로 홀더 버퍼영역을 개별적으로 생성하거나 수정할 수 있다. 상기 공구홀더 선택기(321a)는 홀더 버퍼영역을 생성할 대상 홀더를 선택홀더로 선택한다.

상기 홀더버퍼 생성기(321b)는 공구홀더 선택기(321a)에 의해 선택된 선택홀더에 대하여 선택홀더의 형상특성을 반영하여 선택홀더에 최적한 홀더 버퍼영역을 생성한다. 본 실시예의 경우, 상기 선택홀더의 형상정보는 공구홀더의 길이, 폭 및 높이 중의 적어도 하나를 포함한다. 이에 따라, 상기 선택홀더의 길이, 폭 및 높이를 기준으로 선택홀더를 둘러싸는 적절한 크기의 가상공간을 설정하고 상기 가상공간을 선택홀더의 홀더 버퍼영역으로 생성할 수 있다.

본 실시예의 경우, 공구홀더 선택기(321a) 및 홀더버퍼 생성기(321b)는 사용자 인터페이스를 통하여 터닝센터(500)의 작업자가 직접 입력할 수도 있다.

예를 들면, 상기 수치 제어장치(300)와 연결되고 적절한 사용자 인터페이스 수단을 구비하는 제어 콘솔(400)이 터닝 센터(500)에 더 제공될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 주축 구조물(100), 터렛 구조물(200) 및 수치 제어장치(300)는 일정한 형상을 갖는 하우징(미도시)의 내부에 배치되어 외부로부터 밀폐되고, 상기 제어 콘솔(400)은 하우징의 외측에 구비되어 작업자로부터 운전신호나 설정신호와 같은 제어신호를 수치 제어장치로 전송하거나 상기 하우징의 내부에서 수행되는 공작물에 대한 가공정보를 하우징의 외부에 표시할 수 있다.

이에 따라, 상기 제어 콘솔(400)은 상기 가공정보를 표시하거나 수치 제어장치로 전송할 제어신호를 표시하는 디스플레이 유닛(410), 상기 가공정보나 가공단계에 따라 적절한 제어신호를 입력하는 신호 입력유닛(420) 및 운전제어 유닛(430)을 구비한다.

상기 공구홀더 선택기(321a) 및 홀더버퍼 생성기(321b)는 상기 제어 콘솔(400)의 디스플레이 유닛(410) 및 신호 입력유닛(420)과 연결되어 디스플레이 유닛(410)을 통하여 터렛(240)의 이미지를 시각적으로 확인하면서 선택홀더를 선택할 수 있으며 상기 선택홀더에 관한 형상 이미지를 디스플레이 유닛(410)을 통하여 확인하면서 홀더 버퍼영역인 가상공간의 사이즈를 직접 입력할 수 있다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따라 선택홀더를 선택할 때 제어 콘솔의 디스플레이 유닛을 나타내는 도면이다.

도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 상기 제어 콘솔(400)에 구비된 터렛 세팅모드(401)를 선택하는 경우, 상기 디스플레이 유닛(410)은 터렛 이미지(TI)와 터렛(240)의 각 공구홀더(244)에 대한 상세내역(Specification, S)이 표시된다.

상세내역(S)에는 공구홀더(244)의 번호와 타입이 표시되고 각 공구홀더(244)의 형상특성이 리스트로 표시된다. 본 실시예의 경우, 상기 공구홀더(244)의 높이(H)와 폭(W), 제1 및 제2 길이(HL1,HL2)가 형상특성으로서 표시된다.

이때, 상기 공구홀더(244)의 높이(H)와 폭(W)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 터렛 이미지(TI)에 표시된 터렛(240)의 평면도에서 측정된 공구 홀더의 높이와 폭을 나타내고, 상기 공구홀더(244)의 제1 및 제2 길이(HL1, HL2)는 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이 공구홀더(244)의 수직방향 단면도인 공구홀더 이미지(THI)에서 중심위치로부터 각각 외측단 및 내측단까지의 거리를 나타낸다.

형상특성 리스트를 선택하면 대응하는 공구홀더가 선택 홀더(SH)로 선택되어 터렛 이미지(TI)에 표시되고 높이(H)와 폭(W)은 터렛(240)에 대한 평면 이미지로, 제1 및 제2 길이(HL1,HL2)는 공구홀더에 대한 수직단면 이미지(THI)로 디스플레이 유닛(410) 상에 표시된다.

선택홀더(SH)의 선택은 상기 형상특성 리스트 중의 특정 행(row)을 선택하도록 신호입력 유닛(420)의 리턴키를 이용할 수도 있고 별도의 홀더번호 입력부(422)를 신호입력 유닛(420)에 제공할 수도 있다. 공구홀더를 선택하여 선택홀더(SH)가 특정되면 상기 디스플레이 유닛(410)은 자동으로 선택홀드(SH)에 대한 형상특성 편집모드로 변경된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 선택홀더에 관한 홀더 버퍼영역을 설정할 때 제어 콘솔의 디스플레이 유닛을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 디스플레이 유닛(410)의 좌측에는 선택홀더(SH)와 홀더번호가 나타난 터렛 이미지(TI)가 표시되고 우측에는 선택홀더의 홀더번호와 형상특성 및 터렛(240)의 각 공구홀더(244)에 관한 홀더타입에 관한 정보 리스트가 표시된다.

이때, 선택홀더(SH)에 관한 홀더타입과 형상특성을 편집할 수 있는 편집 창(editing window, EW)이 표시되고 상기 편집창이 활성화된 경우 형상정보 입력부(424)를 통하여 개별적인 형상정보를 수정할 수 있다.

상기 홀더번호 입력부(422) 및 형상정보 입력부(424)는 동일한 입력수단으로 형성되어 상기 디스플레이 유닛(410)의 활성모드에 따라 홀더번호 입력부(422) 및 형상정보 입력부(424)로 이용될 수 있다. 예를 들면, 상기 홀더번호 입력부(422) 및 형상정보 입력부(424)는 숫자 키 패드, 마우스 및 터치 스크린과 같은 다양한 데이터 입력수단을 포함할 수 있다.

홀더번호 입력부(422) 및 형상정보 입력부(424)를 통해 입력된 선택홀더(SH)의 공구번호 및 형상특성 데이터는 상기 홀더 버퍼 설정부(321)로 전송되어 형상특성 데이터를 기준으로 형성되는 형상을 둘러싸는 가상공간을 상기 형상특성 데이터를 기준으로 생성하여 선택홀더(SH)에 대한 홀더 버퍼영역으로 생성한다.

이에 따라, 상기 선택홀더(SH)에 대한 홀더 버퍼영역이 설정된다. 마찬가지로 나머지 공구홀더(244)에 대해서도 개별적으로 선택한 후 동일한 과정을 통하여 각 공구홀더에 대응하는 홀더 버퍼영역을 설정한다.

본 실시예에서는 모든 공구홀더(244)에 대해 작업자가 개별적으로 선택한 후 홀더 버퍼영역을 설정하는 것을 개시하고 있지만, 선택홀더의 홀더번호와 형상정보는 서로 결합된 단일한 파일형태로 제공되어 각 공구홀더에 대한 홀더 버퍼영역을 자동으로 설정할 수도 있음은 자명하다.

또한, 본 실시예에서는 공구홀더(244)의 형상특성으로서 높이(H)와 폭(W) 및 길이(HL1,HL2)를 개시하고 있지만, 이는 예시적인 것이며 공구홀더(244)의 기능과 특성에 따라 다양한 형상특성이 제공될 수 있음은 자명하다.

선택적으로, 상기 충돌방지 모듈(320)은 상기 척(120)의 개별적인 형상특성에 따라 상기 척(120)을 둘러싸는 가상공간인 척 버퍼영역을 설정하는 척 버퍼 설정부(322) 및 어태치먼트의 개별적인 형상특성에 따라 어태치먼트를 둘러싸는 가상공간인 어태치먼트 버퍼영역을 설정하는 어태치먼트 버퍼 설정부(323)를 더 구비할 수 있다.

공구교환을 위해 상기 터렛(240)이 회전하는 동안 상기 공구홀더(244)는 상기 척(120)이나 어태치먼트와 충돌할 수 있다. 이에 따라, 상기 충돌방지 영역을 공구홀더(244)에 관한 홀더 버퍼영역뿐 아니라 척 버퍼영역 또는 어태치먼트 버퍼영역까지 확장함으로써 공구교환 과정에서 공구홀더(244)와 주변 구조물 사이의 충돌여지를 더욱 줄일 수 있다.

도시되지는 않았지만, 상기 디스플레이 유닛(410)을 통하여 척 세팅모드(402)를 선택하는 경우, 도 3a 내지 도 3d와 유사하게 상기 디스플레이 유닛(410)은 상기 스핀들(110)에 결합할 수 있는 대상 척들에 대한 척 이미지와 각 척(120)에 대한 상세내역을 표시할 수 있다. 이어서, 스핀들(110)에 결합되는 결합용 척을 선택하여 선택 척이 특정되면 상기 디스플레이 유닛(410)은 도 4와 유사하게 자동으로 선택 척에 대한 형상특성 편집모드로 변경된다. 상기 형상특성 편집모드에서 결합용 척의 형상특성을 편집하여 수정할 수 있다. 상기 척 버퍼 설정부(322)는 선택 척에 대한 형상특성 정보를 이용하여 상기 선택 척을 둘러싸는 가상공간으로 척 버퍼영역을 생성한다.

상기 스핀들(110)과 결합할 수 있는 다양한 척에 대해 개별적으로 적정한 척 버퍼영역을 형성하고 이를 데이터베이스화하여 척의 변경시 개별적인 척 버퍼영역을 설정하지 않더라도 자동으로 척 버퍼영역을 변경할 수 있다.

마찬가지로, 상기 디스플레이 유닛(410)을 통하여 어태치먼트 세팅모드(403)를 선택하는 경우, 도 3a 내지 도 3d와 유사하게 상기 디스플레이 유닛(410)은 상기 터닝센터(500)와 결합할 수 있는 대상 어태치먼트들에 대한 어태치먼트 이미지와 각 어태치먼트에 대한 상세내역을 표시할 수 있다. 이어서, 터닝센터(500)에 결합되는 결합용 어태치먼트를 선택하여 선택 어태치먼트가 특정되면 상기 디스플레이 유닛(410)은 도 4와 유사하게 자동으로 선택 어태치먼트에 대한 형상특성 편집모드로 변경된다. 상기 형상특성 편집모드에서 결합용 어태치먼트의 형상특성을 편집하여 수정할 수 있다. 상기 어태치먼트 버퍼 설정부(323)는 선택 어태치먼트에 대한 형상특성 정보를 이용하여 상기 선택 어태치먼트를 둘러싸는 가상공간으로 어태치먼트 버퍼영역을 생성한다.

상기 터닝센터(500)와 결합할 수 있는 다양한 어태치먼트에 대해 개별적으로 적정한 어태치먼트 버퍼영역을 형성하고 이를 데이터베이스화하여 어태치먼트의 변경시 개별적인 어태치먼트 버퍼영역을 설정하지 않더라도 자동으로 어태치먼트 버퍼영역을 변경할 수 있다.

특히, 상기 어태치먼트는 상기 척(120)이나 스핀들(110) 또는 상기 공구(T)에 장착되어 상기 공작물에 대한 가공형태와 정밀도는 높일 수 있는 가공 어태치먼트와 상기 터닝센터(500)의 부수장치로 제공되어 터닝센터(500)의 운전효율을 높일 수 있는 장치 어태치먼트를 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 가공 어태치먼트는 스핀들(110)에 결합하는 더미 커버(dummy cover), 익스텐션 헤드(extension head), 인덱스 유니버설 헤드(index universal head) 및 앵글 헤드(angle head) 등을 포함할 수 있고, 상기 장치 어태치먼트는 상기 주축 구조물(100)로 가공대상 공작물(MO)을 탑재하기 위한 파트 캐처(part catcher) 및 주축 구조물(100)로부터 가공완료 공작물(MO)을 제거하기 위한 파트 언로더(part unloader)를 포함할 수 있다.

상기 척(120)이나 어태치먼트에 관한 버퍼영역은 제조자에 의해 이미 설정되어 있는 것이 일반적이지만, 본 실시예의 경우 상기 척 버퍼 설정부(322) 및 어태치먼트 버퍼 설정부(323)를 통하여 필요한 경우 개별적으로 척이나 어태치먼트에 대한 버퍼영역을 재설정할 수 있다.

상기 버퍼영역 저장부(324)는 상기 홀더 버퍼 설정부(321)에 의해 형성된 홀더 버퍼영역을 각 공구홀더(244)별로 저장한다. 예를 들면, 상기 버퍼영역 저장부(324)는 하드 디스크 장치나 플래시 메모리 소자와 같은 데이터 저장장치를 포함하고, 상기 홀더 버퍼영역 및 이에 대응하는 공구홀더(244)는 디지털 데이터로 변환된 데이터베이스 파일로 상기 데이터 저장장치에 저장될 수 있다.

상기 충돌 제어부(325)는 상기 버퍼영역 저장부(324)와 연결되어 상기 터렛(240)의 회전에 의해 상기 공구홀더(244)가 변경되는 경우, 상기 공작물(MO)로 접근하는 공구홀더(244)에 대응하는 홀더 버퍼영역을 상기 충돌방지 영역으로 자동으로 변경한다.

공작물(MO)에 대한 가공단계에 따라 자동으로 공구교환이 필요한 경우, 상기 중앙 제어유닛(310)은 일정한 각도만큼 상기 터렛(240)을 회전시켜 필요한 작업공구가 수용된 공구홀더(244)를 공작물(MO)에 접근시킨다.

이때, 상기 충돌 제어부(325)는 공작물(MO)로 이격되는 공구홀더에 대응하는 홀더 버퍼영역으로 형성된 충돌방지 영역을 해제하고 공작물(MO)로 접근하는 공구홀더에 대응하는 홀더 버퍼영역으로 충돌방지 영역을 설정한다.

따라서, 가공단계에 따라 공구교환이 일어날 때 마다 각 공구홀더에 최적화된 홀더 버퍼영역으로 충돌방지 영역이 자동으로 갱신됨으로써 공구교환 과정에서 충돌방지 영역을 개별 공구홀더(244)에 대응하여 최적하게 유지할 수 있다.

상기 터렛 스토퍼(326)는 상기 충돌방지 영역이 주변 구조물과 간섭하는 경우 자동으로 상기 터렛(240)의 동작을 중지시킨다. 이에 따라, 공구홀더(244)와 주변 구조물의 충돌을 방지한다.

이때, 상기 충돌방지 영역은 공구교환 과정에서 자동으로 각 공구홀더(244)의 형상특성에 대응하여 최적하게 설정되므로 주변 구조물과 충돌방지 영역의 간섭에 의한 터렛(240)의 동작중지를 최소화 시킬 수 있다.

종래의 터닝센터에 의하면, 상기 충돌방지 영역이 가장 큰 사이를 갖는 공구홀더의 홀더 버퍼영역으로 고정되어, 공구홀더의 종류와 타입에 따라 주변 구조물과의 충돌가능성이 없음에도 불구하고 충돌방지 영역이 과다하게 설정되어 주변 구조물과 충돌방지 영역이 간섭하는 것으로 평가된다. 이에 따라, 공구홀더와 주변 구조물과의 충돌가능성이 없음에도 불구하고 터렛의 작동이 중지되어 터렛센터의 동작효율을 현저하게 저해하고 있다.

그러나, 본 발명에 의하면 공구교환시 자동으로 공구홀더에 최적한 홀더 버퍼영역으로 충돌방지 영역이 변경되므로 주변 구조물과 충돌방지 영역 사이의 간섭가능성을 현저하게 줄일 수 있다. 이에 따라, 주변 구조물과 공구홀더의 충돌을 예방하기 위한 상기 터렛(240)의 과도한 자동정지를 방지함으로써 터닝센터의 동작효율을 높일 수 있다.

선택적으로, 상기 버퍼영역 저장부(324)는 상기 척 버퍼 설정부(322) 및 어태치먼트 버퍼 설정부(323)에 의해 형성된 척 버퍼영역 및 어태치먼트 버퍼영역을 각 척이나 어태치먼트별로 더 저장할 수 있다. 상기 홀더 버퍼영역에 관한 정보와 마찬가지로 척 버퍼영역 및 어태치먼트 버퍼영역을 이에 대응하는 척 또는 어태치먼트에 대응하는 디지털 데이터로 변환하고 데이터베이스 파일로 데이터 저장장치에 저장할 수 있다.

상기 충돌 제어부(325)는 공작물(MO)에 대한 가공 전이나 터닝센터의 구동 전에 상기 척 버퍼영역 및/또는 어태치먼트 버퍼영역을 척 및/또는 어태치먼트 충돌방지 영역으로 설정할 수 있다.

이에 따라, 상기 척(120)이나 어태치먼트와 같은 주변 구조물과 공구홀더(244)의 충돌은 척 및/또는 어태치먼트에 관한 제1 충돌방지 영역과 공구홀더에 관한 제2 충돌방지 영역의 간섭에 의해 평가할 수 있다. 이에 따라, 공구홀더(244)와 주변 구조물 사이의 물리적 충돌 가능성을 더욱 낮게 설정할 수 있다.

특히, 상기 터닝 센터의 구동특성이나 가공특성에 따라 척 및 어태치먼트에 관한 충돌방지 영역을 개별적으로 수정함으로써 공구홀더(244)와 주변 구조물 사이의 물리적 충돌을 더욱 엄격하게 관리할 수 있다.

상술한 바와 같은 터닝센터는 아래와 같이 작동되어 공구교환 과정에서 공구홀더와 주변 구조물과의 충돌을 정교하게 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 터닝센터를 이용하여 공작물을 가공하는 단계를 나타내는 흐름도이고, 도 6은 도 1에 도시된 버퍼영역 데이터 설정단계의 예시적 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 터닝센터(500)의 가동 전에 주변구조물 및 공구홀더에 관한 버퍼영역 데이터베이스를 확인하고 버퍼영역 데이터를 설정한다(단계 S100).

주변구조물 및 공구홀더에 관한 버퍼영역 데이터를 새로이 생성하거나 기존의 버퍼영역 데이터를 갱신할 필요성이 있으면 버퍼영역 설정모드를 수행하여 공구홀더 및 주변 구조물에 대한 버퍼영역 데이터를 생성하고 기존의 버퍼영역 데이터베이스만으로 터닝센터(500) 가동이 충분한 경우에는 운전모드를 수행한다.

버퍼영역 설정모드가 선택되면, 상기 척(120) 및 어태치먼트와 같은 주변 구조물에 관한 버퍼영역을 설정하거나 생성한다(단계 S110). 주변 구조물에 관한 버퍼영역은 제조사에서 미리 설정된 각 버퍼영역을 상기 터닝센터(500)의 주변 구조물 버퍼영역으로 설정할 수도 있고, 상기 척 버퍼 설정부(322) 및 어태치먼트 버퍼 설정부(323)를 이용하여 작업자가 가공특성과 장비 특성을 고려하여 상기 터닝센터(500)의 구동에 최적화된 주변 구조물 버퍼영역을 새로이 생성할 수도 있다.

이어서, 공구홀더 선택기(321a) 및 홀더번호 입력부(422)에 의해 터렛(240)에 구비된 다수의 공구홀더(244) 중에서 선택홀더(SH)를 선택(단계 S120)하고, 상기 선택홀더(SH)의 형상특성을 형상정보 입력부(424)를 통해 입력한다(단계 S130). 상기 선택홀더(SH)에 관한 홀더번호와 형상정보는 홀더버퍼 생성기(312b)로 전송되어 상기 선택홀더(SH)를 둘러싸는 가상의 공간인 홀더 버퍼영역을 생성한다(단계 S140).

이어서, 상기 주변 구조물 버퍼영역 및 홀더 버퍼영역을 주변 구조물 및 선택홀더(SH)의 홀더번호와 연동하여 버퍼영역 저장부(324)에 저장하여 버퍼영역 데이터베이스를 갱신한다(단계 S150). 예를 들면, 상기 공구홀더(244)의 홀더번호 별로 분류된 홀더 버퍼영역과 각 주변 구조물별로 분류된 주변 구조물 버퍼영역을 디지털 데이터로 저장한다. 상기 버퍼영역 데이터베이스는 후속하는 공구교환 단계에서 호출하여 자동으로 공구홀더(244)와 주변 구조물의 충돌방지 영역으로 설정된다.

모든 주변 구조물과 공구홀더(244)에 대하여 개별적인 버퍼영역이 생성되면, 버퍼영역 설정모드를 종료하고 터닝센터(500)의 운전모드로 전환한다.

운전모드로 전환되면, 먼저 터렛(240)의 공구홀더(244)에 관한 제1 충돌방지 영역 및 척(120)이나 어태치먼트와 같은 주변 구조물에 관한 제2 충돌방지 영역 설정한다(단계 S200).

먼저, 버퍼영역 저장부(324)로부터 터닝센터(500)에 결합된 척(120) 및 어태치먼트에 관한 버퍼영역을 호출하여 주변 구조물에 관한 충돌방지 영역인 제2 충돌방지 영역을 설정하고, 공작물(MO)에 대한 최초 가공용 작업공구가 수납된 초기 공구홀더에 관한 홀더 버퍼영역을 호출하여 공구홀더에 관한 충돌방지 영역인 제1 충돌방지 영역을 설정한다. 이때, 상기 제2 충돌방지 영역은 터닝센터(500)의 정밀도와 가공특성에 따라 설정되지 않을 수도 있다.

이어서, 자동충돌 방지기능을 활성화시켜 상기 충돌 제어부(325)에 의한 상기 터렛(240)의 동작제어를 허용한다(단계 S300).

공구홀더 및 주변 구조물에 관한 충돌방지 영역이 설정되었다 할지라도 터닝센터(500)의 운전조건에 따라 공구홀더(244)와 주변 구조물과의 충돌가능성이 원천적으로 배제된 경우와 같이 선택적으로 충돌방지 기능을 배제함으로써 터닝센터(500)의 조작효율을 높여할 경우가 있을 수 있다. 이에 따라, 상기 자동충돌 방지기능을 선택적으로 활성/비활성 모드로 작업자가 선택할 수 있다. 따라서, 상기 충돌방지 영역은 자동충돌 방지 기능이 활성화된 경우에만 선택적으로 적용된다. 이때, 상기 터렛(240)에 관한 운전제어는 상기 충돌 제어부(325)에 의해 부분적으로 제어된다.

상기 터렛(240)의 회전에 의해 제1 공구홀더(244)가 공작물(MO)로 접근하는 동안, 주변 공작물 또는 상기 제2 충돌방지 영역이 제1 충돌방지영역과 간섭하는지 여부를 체크한다(단계 S400).

제1 충돌방지 영역에 대한 간섭이 발생하면 주변 구조물과 공구홀더 사이의 물리적 충돌을 방지하도록 충돌 제어부(325)는 터렛 스토퍼(326)를 구동시켜 상기 터렛(240)의 구동을 정지한다(단계 S500). 공구홀더와 주변 구조물 사이의 물리적 충돌을 초래할 수 있는 간섭인자를 제거(단계 S600)한 후 상기 제1 충돌방지 영역과의 간섭여부를 다시 체크(단계 S400)하고 간섭이 발생하지 않는다면 터렛(240)의 구동을 재개한다.

제1 충돌방지 영역에 대한 간섭이 발생하지 않으면 주변 구조물과 공구홀더 사이의 물리적 충돌이 발생하지 않으므로 상기 공작물(MO)에 대한 정상적인 가공이 수행된다(단계 S700).

제1 공구홀더에 구비된 작업공구를 이용한 가공이 완료되면 터닝센터(500)에 의한 공작물(MO) 가공이 완료되었는지 여부를 판단(단계 S800)하여 터닝센터(500)의 구동을 정지하고 가공이 완료된 공작물(MO)을 반출한다(단계 S900).

공작물(MO)에 대한 가공이 아직 완료되지 않은 경우, 상기 중앙제어유닛(310)은 터렛 구조물(200)로 공구교환 신호를 전송하여 현재공구를 교체공구로 교환한다(단계 S1000).

예를 들면, 현재공구가 수납된 공구홀더의 번호를 교체공구가 수납된 공구홀더의 번호로 교체하고 상기 교체공구가 공작물(MO)을 향하여 접근하도록 터렛(240)위 회전방향을 결정한다.

교체공구가 수납된 공구홀더의 번호는 상기 충돌 제어부(325)로 전송된다. 상기 충돌 제어부(325)는 고체공구가 수납된 제2 공구홀더에 대응하는 홀더 버퍼영역을 상기 버퍼영역 저장부(324)로부터 호출하고 제1 공구홀더의 홀더 버퍼영역으로 설정된 상기 충돌방지 영역을 제2 공구홀더의 홀더 버퍼영역으로 변경한다(단계 S1100).

이어서, 상기 터렛(240)의 회전에 의해 제2 공구홀더가 공작물(MO)로 접근하게 되면 변경된 충돌방지 영역과 주변 구조물의 간섭이 발생하는지 여부를 체크한다(단계 S400).

상기 공작물(MO)이 가공이 종료될 때까지 공구교환이 발생할 때 마다 충돌방지 영역을 교환되는 공구홀더의 개별적인 형상특성이 반영된 홀더 버퍼영역으로 변경함으로써 충돌가능성에 대한 판단을 정밀하게 수행할 수 있다.

이에 따라, 과도한 충돌방지 영역 설정으로 인한 빈번한 터렛 가동중지를 방지함으로써 터닝센터의 가동효율을 현저하게 높일 수 있다.

상술한 바와 같은 터닝센터에 의하면, 척이나 어태치먼트와 같은 주변 구조물이나 터렛에 구비된 각 공구홀더에 관한 버퍼영역을 개별적으로 생성하여 저장하고, 공구교환 전에 자동으로 공구홀더의 충돌방지 영역을 교환되는 작업공구가 수납된 공구홀더의 버퍼영역으로 변경한다.

따라서, 공구교환이 일어날 때 마다 각 공구홀더에 최적화된 홀더 버퍼영역으로 충돌방지 영역이 자동으로 갱신됨으로써 공구교환 과정에서 충돌방지 영역을 개별 공구홀더에 대응하여 최적하게 유지할 수 있다. 따라서, 충돌방지 영역은 공구교환 과정에서 자동으로 각 공구홀더의 형상특성에 대응하여 최적하게 설정되므로 주변 구조물과 충돌방지 영역의 간섭에 의한 터렛(240)의 동작중지를 최소화 시킬 수 있다. 이에 따라, 터닝센터의 가동효율을 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 척 버퍼영역 및 어태치먼트 버퍼영역을 각 척이나 어태치먼트별로 저장하고 공작물(MO)에 대한 가공 전이나 터닝센터의 구동 전에 척 버퍼영역 및/또는 어태치먼트 버퍼영역을 척 및/또는 어태치먼트 충돌방지 영역으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 척이나 어태치먼트와 같은 주변 구조물과 공구홀더의 충돌은 척 및/또는 어태치먼트에 관한 제1 충돌방지 영역과 공구홀더에 관한 제2 충돌방지 영역의 간섭에 의해 평가할 수 있다. 이에 따라, 공구홀더와 주변 구조물 사이의 물리적 충돌 가능성을 더욱 낮게 설정할 수 있다.

특히, 상기 터닝 센터이 구동특성이나 가공특성에 따라 척 및 어태치먼트에 관한 충돌방지 영역을 개별적으로 수정함으로써 공구홀더와 주변 구조물 사이의 물리적 충돌을 더욱 엄격하게 관리할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 베드에 배치되어 회전하는 공작물을 고정(clamping)하는 척(chuck)을 구비하는 주축 구조물;
   상기 베드로부터 연장하는 프레임에 상기 베드의 상면에 대하여 수직 및 수평방향을 따라 이동 가능하게 결합되고, 회전형 몸체의 주변부에 구비된 다수의 공구홀더 및 상기 공구홀더에 장착되는 다수의 작업공구를 구비하는 터렛(turret)을 포함하는 터렛 구조물; 및
   상기 터렛 구조물 및 상기 주축 구조물과 연결되어 상기 공작물에 대한 가공단계에 따라 상기 터렛을 회전하여 상기 작업공구를 교환하고, 상기 공구홀더와의 충돌을 방지하기 위한 충돌방지 영역을 상기 공구홀더에 대응하여 자동으로 변경하는 충돌방지 모듈을 구비하는 수치 제어장치를 포함하는 터닝센터.
2. 제1항에 있어서, 상기 충돌방지 모듈은,
   상기 다수의 공구홀더에 대하여 개별적인 형상특성에 따라 상기 공구홀더를 둘러싸는 가상공간인 홀더 버퍼영역을 각각 설정하는 홀더버퍼 설정부;
   상기 공구홀더 별로 상기 홀더 버퍼영역을 저장하는 버퍼영역 저장부;
   상기 버퍼영역 저장부와 연결되어 상기 터렛의 회전에 의해 상기 공구홀더가 변경되는 경우, 상기 충돌방지 영역을 상기 공작물로 접근하는 상기 공구홀더에 대응하는 홀더 버퍼영역으로 자동으로 설정하는 충돌 제어부; 및
   상기 충돌방지 영역이 주변 구조물과 간섭하는 경우 자동으로 상기 터렛의 동작을 중지시키는 터렛 스토퍼(turret stopper)를 구비하는 터닝센터.
3. 제2항에 있어서, 상기 홀더버퍼 설정부는 상기 공구홀더 중의 어느 하나를 선택홀더로 선택하는 공구홀더 선택기 및 상기 선택홀더의 형상을 기준으로 상기 가상공간을 생성하는 홀더버퍼 생성기를 포함하는 터닝센터.
4. 제3항에 있어서, 상기 공구홀더 선택기로 상기 공구홀더의 홀더번호를 전송하는 홀더번호 입력부 및 상기 홀더버퍼 생성기로 상기 선택홀더의 형상정보를 전송하는 형상정보 입력부를 구비하고, 상기 수치 제어장치와 사용자를 연결하는 사용자 인터페이스인 제어 콘솔을 더 포함하는 터닝센터.
5. 제2항에 있어서, 상기 충돌방지 모듈은 상기 척의 개별적인 형상특성에 따라 상기 척을 둘러싸는 가상공간인 척 버퍼영역을 설정하는 척 버퍼 설정부 및 어태치먼트의 개별적인 형상특성에 따라 상기 어태치먼트를 둘러싸는 가상공간인 어태치먼트 버퍼영역을 설정하는 어태치먼트 버퍼 설정부를 더 구비하는 터닝 센터.

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