KR910009240B1

KR910009240B1 - 수치제어장치

Info

Publication number: KR910009240B1
Application number: KR1019890012314A
Authority: KR
Inventors: 아끼히꼬 후지모또; 도시오 야마다
Original assignee: 미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤; 시기 모리야
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-11-07
Also published as: DE68912042T2; EP0360190B1; EP0360190A2; HK1007209A1; EP0360190A3; KR900005248A; DE68912042D1

Abstract

내용 없음.

Description

수치제어장치

제1도는 본 발명의 제1의 실시예를 도시한 구성도.

제2도는 본 발명의 제1의 실시예를 동작을 도시한 흐름도.

제3도는 본 발명의 제2의 실시예를 도시한 구성도.

제4도는 제2의 실시예에서의 기어 비데이타메모리의 설명도.

제5도는 본 발명의 제2의 실시예의 동작을 도시한 흐름도.

제6도는 종래의 NC 장치를 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : NC 장치 12a : 기어비데이타메모리

16a, 16b : 공구(탭) 26 : 주축

27 : 주축모터 30a, 60ba, 30bb : 기어

31a, 31b : 주축헤드 32 : 주축 보호기

본 발명은 수치제어장치에 관하여, 특히 피제어기계가 탭 등의 공구를 교환해서 그 회전수가 바뀐 경우에도 공구의 회전과 반송을 용이하게 동기시킬 수 있는 수치제어장치(이하, NC 장치라 한다)에 관한 것이다.

제6도는 종래의 NC 장치를 도시한 구성도이다. 제6도에서 (1)은 메모리로써 RAM으로 구성되어 있고 프로그램이나 데이타를 기억하는 것이다. (2)는 CPU (2a)를 주체로 한 제어부로써 메모리(1)에 로드된 시스템 소프트웨어에 따라서 NC 장치의 기능을 제어하는 부분이다. (3)은 연산부로써 제어부(2)의 제어하에 수치를 연산하는 부분이다. (4)는 테이프 리더로써 NC 가공의 프로그램이 천공되어 있는 종이테이프를 리드하는 장치이다. 또 이하의 명세서에서 NC 가공의 프로그램을 가공 프로그램이라 한다. (5)는 프로그램 인터페이스, (6)은 서보 증폭기 등을 포함하는 반송축 구동부, (7)은 반송축을 구동하는 반송축 모터, (8)은 귀환신호를 출력하는 반송축 부호기이다. (9)은 입출력 신호 인터페이스로써 NC 장치를 기동 또는 정지시키기 위해 필요한 입력신호와 NC 장치의 상태신호 NC 장치에서 외부의 기기를 제어하기 위한 보조기능신호 등의 출력신호의 인터페이스이다. 또, 가공프로그램을 라이트하는 매체는 종이테이프에 한정되지 않고 플로피 디스크 등이라도 된다 :

(20)은 감속기, (21)은 볼나사 등의 구동기구, (22)는 기계의 이동테이블, 즉 워크부착테이블이다. (26)은 주축, (27)은 주축모터, (28)은 주축모터의 구동신호를 증폭하는 주축 앰프이다. (30)은 기어로써 주축모터(27)의 회전수를 공구(16)이 필요로 하는 회전수로 변환하는 것이다. (31)은 주축헤드로써 공구(16)을 유지함과 동시에 기어(30)을 거쳐서 전달되는 주축모터(27)의 회전력을 공구(16)에 전달하는 것이다. (32)는 주축 부호기로써 주축헤드(31)과 1:1로 결합되어 있다. 즉, 공구(16)의 회전이 1:1로 전달되는 검출기이다. (33)은 주축보호기 인터페이스로써 주축 부호기(32)의 출력을 제어부(2)로 입력하는 것이다.

이상의 구성에서 워크(15)를 탭핑가공할때는 이동테이블(22)의 반송파 공구(16), 즉 탭의 회전과 동기해서 가공이 이루어진다. 또 제6도에서는 워크(15)를 이동시키고 있지만, 워크(15)는 고정이고 공구(16)을 회전시키면서 반송축모터(7)로 주축(26)을 이동시켜도 되는 것은 물론이다.

상기와 같은 종래의 NC 장치에서는 탭핑가공을 하는 경우, 탭의 회전수를 알 필요가 있으므로, 탭의 회전이 1:1로 전달되는 주축부호기(32)가 필요하다.

따라서 제6도에 도시한 주축부호기(32)가 주축의 구조상, 실제 기계에서 도시한 위치에 부착되지 않은 기계에서는 주축과 반송축의 동기운전, 즉 예를들면 1개의 나사인 경우 탭이 1회전했을 때 반송축을 1피치 진행시키는 운전이 곤란하다는 문제점이 있었다.

또, 탭을 자동교환하는 주축에서는 탭을 유지한 주축헤드(31)을 기어(30)의 부분에서 교환하는 것에 의해 탭을 교환했지만, 즉 주축헤드(31)을 기어(30)중 한쪽이 부착된 그대로 교환하지만, 그때 주축부호기(32)도 부착된 그대로 교환해야 한다. 따라서 구조가 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여 주축부호기를 주축헤드와 1:1로 결합시켜서 부착하는 것이 곤란한 기계라도 주축과 반송축의 동기운전이 가능하고 공구(이하 공구하는 것은 탭을 지시하는 것이다)를 교환할 수 있는 기계라도 용이하게 동기운전이 가능한 수치제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1의 실시예에 관한 NC 장치는 PC에서 버스를 거쳐서 공구에 대응한 주축의 기어비데이타가 전송되고, 전송된 주축의 기어비데이타와 주축모터의 귀환신호에서 공구의 실제회전수를 산출하여 주축과 반송축의 동기 운전을 제어하는 것이다.

본 발명이 제2의 실시예에 관한 NC 장치는 여러 종류의 공구의 각각에 대응한 주축의 기어비데이타를 몇 개 기억시켜 놓고 프로그램에 따라 공구번호가 지정되었을 때, 공구번호에 대응한 주축의 기어비데이타를 선택하고, 이 기어비데이타와 주축모터의 귀환신호에서 공구의 실제회전수를 산출하여 주축과 반송축의 동기운전을 제어하는 것이다.

본 발명의 제1의 실시예에서는 주축헤드에 유지된 공구에 대응해서 PC로부터 그 공구의 주축의 기어비 데이타가 전송되고, 그 데이타와 주축모터의 귀환신호에 의해 공구의 실제 회전수를 산출하므로, 기계의 구조상 제약을 받지 않고 공구의 회전수가 검출된다.

본 발명의 제2의 실시예에서는 가공 프로그램에 의해 공구번호가 지정되면 미리 기억시켜둔 주축의 기어비데이타 메모리중에서 공구번호에 대응한 데이타가 선택되고, 그 데이타와 주축모터의 귀환신호에 의해 공구의 실제 회전수를 산출하므로, 기계의 구조상의 제약을 받지 않고 공구의 회전수를 검출할 수 있다. 또, 공구를 교환하는 경우라도 용이하게 각 공구의 회전수를 검출할 수 있다.

이하 본 발명의 구성에 대해서 실시예와 함께 설명한다.

또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고 그 반복적인 설명은 생략한다.

제1도는 본 발명의 제1의 실시예를 도시한 구성도, 제2도는 제1도의 동작을 도시한 흐름도이다.

제1도에서 제6도와 동일한 부호는 동일한 부분을 나타내며, (151), (152), (153)은 워크로써 각각 종류가 다른 것이다. 여기에서 종류가 다르다는 것은 워크(151), (152), (153)이 완전히 동일한 것이 아니라 형상이나 재질, 가공의 내용 등이 다른 것을 말한다. 따라서 가공할때는 각 공구(16)을 교환해서 가공하도록 되어 있다. 즉 워크(152)를 가공할때는 공구(16a)로 워크(153)을 가공할때는 공구(16b)로 가공하도록 되어 있다. 워크(151)은 가공이 끝난 워크를 나타내고 있다.

또, 제1도에서는 (152)를 가공하는 상태를 도시하고 있다. 즉, 워크(152)는 가공대상으로 된 워크이다. (151)은 가공을 마치고 기계에서 반출된 상태, (153)은 (152)의 가공이 끝나면 가공될 것으로써 기계에 반입되기 전의 상태를 나타내고 있다. 또, 1점쇄선으로 도시한 화살표(18)은 워크의 흐름방향을 나타낸다. 또, (171)(172), (173)은 워크의 종류를 식별하는 센서이다.

(30)은 피제어대상의 순차 제어를 하는 PC(Programmable Controller), (31)은 CPU, (32)는 메모리로써 제어순서를 일련의 명령어 형태로 기억함과 동시에 필요한 데이타를 기억하는 것이다. (33a), (33b)는 입출력 인터페이스이다.

또, NC 장치(10)과 PC(30)은 입출력 신호 인터페이스(9) 및 (33a)를 거쳐서 병렬버스(35)로 접속되어 있어 상호간의 제어신호, 상태신호가 병렬버스(35)를 거쳐서 고속으로 교신된다.

(12a)는 기어비데이타메모리로써 PC(30)에서 입력된 기어비데이타를 기억하는 메모리이다. 여기에서 기어비데이타라는 것은 주축모터(27)과 공구(16)을 유지한 주축헤드(31)를 연결하는 기어(30)의 기어비를 나타내는 데이타이다. 이 기어비데이타는 기어(30a)와 (30b)의 기어비를 나타내는 데이타가 A, 기어(30a)와 (30bb)의 기어비를 나타내는 데이타가 B로 표시되어 있다.

또, 본 실시예에서는 제6도에 도시한 종래의 예와 달리 주축부호기(32)가 주축모터(27)과 직저 연결되게 마련되어 있다. 또, 화살표(34)는 주축헤드가 교환가능하게 되어 있음을 나타내고 있다.

다음에 기어비데이타메모리(12a)에 데이타를 기억시키는 동작을 설명한다.

우선, 제2도에 도시한 흐름도에 따라 PC(30)이 행하는 제어동작에 대해서 설명한다. 스텝(S1)에서 외부조건을 리드하여 공구(16)의 교환을 실행한다. 즉, 공구(16)을 유지한 주축헤드의 교환을 실행한다. 이 스텝(S1)에서 PC(30)은 순차제어의 순서에 따라서 워크(151)을 이동테이블(22)에서 반출한 다음, 워크(152)를 반입하여 이동테이블(22)에 고정한다. 다음에 센서(172)에서의 신호를 리드하여 워크를 종류를 판별한다.

PC(30)에는 워크의 종류를 알게되면 어느 가공프로그램을 사용하면 좋을지 미리 프로그램되어 있음으로, 가공 프로그램선택신호를 NC 장치(10)으로 버스(35)를 거쳐서 전송한다. NC 장치(10)에서는 이 선택신호에 따라 워크(152)에 대응한 가공 프로그램을 선택한다. 이 가공 프로그램에는 어느 공구를 사용하면 좋을지 기술되어 있으므로, NC 장치(10)은 (30)에 버스(35)를 거쳐서 공구지시신호를 보낸다. 이 지시에 따라서 PC(30)은 공구를 교환한다. 즉 워크(151)을 가공한 공구가 유지된 주축헤드(도시하지 않음)를 떼고, 주축헤드(31a)를 기어(30ba)와 기어(30a)를 결합시켜서 주축(26)에 장착한다.

다음에 스텝(S2)에서 공구의 종류에 따라서 주축의 기어비데이타의 변경을 요구하는가, 않는가를 판단한다. 스텝(S2)에서 YES이면 스텝(S3)에서 주축의 기어비데이타로써 미리 기억해둔 데이타중에서 대응하는 것 A를 선택하여 NC 장치(10)으로 출력할 준비를 한다. 다음에 스텝(S4)에서 NC 장치(10)에 데이타 전송 요구신호를 출력한다. 스텝(S5)에서 NC 장치(10)의 준비가 완료되었는가 아닌가를 판단하여 NO이면 스텝(S4)로 되돌아가고, YES이면 스텝(S6)에서 주축의 기어비데이타 A를 NC 장치(10)으로 전송한다. 다음에 스텝(S7)에서 NC 장치(10)의 데이타 접수상태를 리드한다. 스텝(S8)에서 NC장치(10)이 데이타를 접수했는가, 안했는가를 판단하여 NO이면 스텝(S7)로 되돌아가고, YES이면 종료한다. 또 스텝(S2)에서 NO인 경우는 주축의 기어비의 변경을 요구하지 않으므로 종료한다.

다음에 NC 장치(10)의 동작 I에 대해서 설명한다.

스텝(S11)에서 PC(30)에서 데이타전소요구의 유무를 판단한다. 유(YES)이면 스텝(S12)에서 데이타 접수 가능 상태인가 아닌가를 판단하여 YES이면 스텝(S13)에서 NC 장치(10)의 준비완료신호를 출력한다. 다음에 스텝(S14)에서 주축의 기어비데이타 A를 PC(30)에서 리드하여 입출력 인터페이스에 포함되는 버퍼 메모리에 저장한다. 스텝(S15)에서 PC(30)으로 데이타 접수종료신호를 출력한 다음, 스텝(S16)에서 주축의 기어비데이타를 A를 버퍼메모리에서 기어비데이타메모리(12a)로 전송한다. 이것으로 동작 I이 종료된다.

또, 제2도에서 점선으로 표시한 화살표는 버스(35)에 의한 데이타의 전송을 나타내고 있다.

이상과 같이 해서 기어비데이타메모리(12a)에 데이타가 기억되면, NC 장치(10)은 주축과 반송축의 동기 운전에 관하여 동작 II를 실행한다.

이하 동작 II에 대해서 설명한다.

PC(30)에서 NC 장치(10)으로 기동이 걸리면 NC 장치(10)은 피제어기계의 수치제어를 개시하여 스텝(S21)에서 S×A의 연산에 의해 공구의 실제 회전수를 산출하고, 이 공구의 회전수에 동기해서 반송축을 이동시킨다.

이것에 대해서 상세하게 설명하면 다음과 같이 된다. 즉, 주축모터회전명령에 의해 주촉무터(27)이 명령된 회전수 S로 회전했을 때, 주축헤드(31a)에 유지된 공구(16a)는 S×A로 회전하고 있다. 따라서 주축모터(27)에 직접연결되어 있는 주축부호기(32)에 의해 검출되는 주축모터의 회전수 S를 주축보호기 인터페이스(33)을 통하여 제어부(2)로 귀환하고, 기어비데이타메모리(12a)의 데이타 A와 S에 의해 S×A의 연산을 실행하여 공구(16a)의 회전수 S×A를 실시간으로 알 수 있다. 그래서 이 회전수 S×A와 동기한 반송축 모터(7)의 속도를 실시간으로 명령하는 것에 의해 주축과 반송축의 동기운전을 제어할 수 있다.

워크(152)의 가공이 끝나고 워크(153)이 가공의 대상으로 되었을때는 상기와 마찬가지로 해서 주축헤드(31a)와 주축헤드(31b)가 교환되고, 기어비데이타 B가 PC(30)에서 NC 장치(10)으로 전송되어서 메모리(12)로 저장되고, S×B의 연산에 의해 공구(16b)의 실제 회전수가 산출된다. 그리고, 산출된 공구의 회전수에 동기해서 반송축의 이동이 제어된다.

다음에 본 발명의 제2의 실시예에 대해서 설명한다.

제3도는 본 발명의 제2의 실시예를 도시한 구성도로써 제1도와 동일한 부호는 동일부분을 나타내고 있다. 또 본 실시예는 1개의 워크를 탭을 교환해서 가공하는 경우를 나타내고 있다.

제4도는 본 발명의 제2의 실시예에서의 기어비데이타메모리(12a)를 도시한 설명도로써 NC 장치(10)의 메모리 (1)내의 일정영역이 할당되어 있다. 제4도에서 A, B, C, …는 메모리(12a)내의 데이타를 나타내며, 미리 파라미터로써 설정된 기어비데이타이다. A는 공구번호 T1의 탭이 유지된 주축헤드의 기어비를 나타내는 기어비 데이타, B는 공구번호 T2의 탭이 유지된 주축헤드의 기어비를 나타내는 기어비데이타, C는 공구번호 T3의 탭이 유지된 주축헤드의 기어비를 나타내는 기이버 데이타이다.

다음에 동작을 설명한다.

제5도는 NC 장치에 의한 주축과 반송축의 동기운전제어의 동작을 도시한 흐름도이다. 스텝(S31)에서 가공 프로그램에 의해 공구번호가 지정되었는가, 안되었는가를 판단한다. YES이면 스텝(S32)에서 지정된 공구번호 T1을 참조한다. 다음에 스텝(S33)에서 공구번호 T1에 대응한 기어비데이타 A를 메모리(12a)에 기억된 데이타중에서 선택한다. 스텝(S34)에서 S×A의 연산에 따라 공구의 회전수에 동기해서 반송축을 이동시킨다.

또, 이 스텝(S34)의 동작은 제2도에 도시한 제1의 실시예의 스텝(S21)의 동작과 동일하다.

이상은 NC 장치(10)의 동작이지만, PC(30)의 순차제어에 대해서는 스텝(S1)에서 공구번호가 지정되었을 때, 즉 YES인 경우 지정된 공구번호 T1은 버스(35)를 거쳐서 PC(30)으로 전송되고, PC(30)은 공구 교환의 순차제어를 행하여 공구번호 T1의 탭이 유지된 주축헤드를 주축(26)에 장착한다.

다음에 가공 프로그램에 따라 공구번호 T2가 지정되면 상기와 마찬가지로 동작해서 주축헤드(31a)가 주축헤드(31b)와 교환되고, 기어비데이타 B가 기어비데이타메모리(12a)에서 선택되고, S×B의 연산에 따라 공구의 회전수를 알고 주축과 반송축의 동기운전이 실행된다.

이 제2의 실시예에서 PC(30)과 NC 장치(10)사이의 기어비데이타가 전송되지 않으므로, PC(30)에 의한 공구의 자동교환 등을 행하지 않는 경우, 즉 NC 장치(10)과 기계만으로 구성되어 공구를 수동으로 교환하는 경우라도 적용할 수 있다.

또 기어비데이타메모리(12a)를 이동범위 데이타메모리로써 사용하여 기어비데이타메모리(12a)에 데이타가 기억된 후, PC(30)에서 NC 장치(10)으로 기동이 걸리면, NC 장치(10)은 피제어기계의 수치제어를 개시하고, 기어비데이타메모리(12a) 내의 데이타와 기계의 현재위치를 항시 비교하게 한다. 기계의 현재위치가 이동범위내에 있는가 아닌가를 판단하여 이동범위내에 있지 않으면, 즉, 이동금지 영역에 들어갈 때 기계의 이동을 정지시키고 알람신호를 출력하도록 할 수도 있다. 이상과 같이 하여 피작업물의 종류나 공구의 종류에 따라서 기계의 이동범위를 변경하며, 그 범위에 따라서 기계의 이동을 제한할 수가 있다.

본 발명의 제1의 발명은 이상 설명한 바와같이, 주축헤드에 유지된 공구에 대응한 주축의 기어비데이타와 주축의 주축헤드와 1:1로 결합된 검출기가 부착되지 않은 경우나 공구를 교환해서 가공하는 경우라도 주축과 반송축의 동기 운전을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 제2의 발명은 이상 설명한 바와같이, PC와 NC 장치사이의 기어비데이타의 전송은 없고, NC 장치만으로 동작하므로, 제1의 발명의 효과에 가해서 PC에 의한 순차제어를 실행하지 않는 경우라도 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

메모리 및 중앙처리장치를 주체로 해서 구성되어 있고, 입력된 수치정보를 해석해서 연산을 실행하는 정보처리부를 갖고, 상기 정보처리부의 출력에 따라서 피제어기계의 수치를 제어함과 동시에 주축의 회전을 제어할 수 있는 수치제어장치에 있어서, 피제어기계의 순차제어를 실행하는 프로그래머블 콘트롤러로부터 버스를 거쳐서 입력된 주축모터와 공구를 유지한 주축헤드를 연결하는 기어의 기어비를 나타내는 데이타를 기억하는 기어비데이타메모리, 상기 기어비데이타와 상기 주축모터의 귀환신호의 연산으로부터 공구의 실제 회전수를 산출하여 공구와 반송축의 동기운전을 제어하는 동기운전제어수단을 구비한 수치제어장치.
메모리 및 중앙처리장치를 주체로 해서 구성되고 있고, 입력된 수치정보를 해석해서 연소스를 실행하는 정보처리부를 갖고, 상기 정보처리부의 출력에 따라서 피제어기계의 수치를 제어함과 동시에 주축의 회전을 제어할 수 있는 수치제어장치에 있어서, 주축모터와 공구를 유지한 주축헤드를 연결하는 기어의 기어비를 나타내는 기어비데이타를 미리 여러개 기억시킨 기어비데이타메모리, 가공 프로그램상에 공구번호가 지정되면 상기 기어비데이타메모리의 데이타중에서 대응하는 것을 선택하고, 선택된 기어비데이타와 상기 주축모터의 귀환신호의 연산에서 공구의 실제의 회전수를 산출하여 주축과 반송축의 동기운전을 제어하는 동기운전제어수단을 구비한 수치제어장치.
특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 메모리는 가공 프로그램 정보메모리를 포함하고, 상기 메모리에는 가공중에 가공이 중단되었을 때, 중단시에 실행중의 가공 프로그램의 정보를 기억하고, 상기 프로그래머블 콘트롤러에는 가공중에 이상이 발생했을 때 피제어기계의 동작을 중단시키는 중단처리 및 상기 가공프로그램 정보메모리에 기억된 정보에 따라서 중단된 동작을 재개시키는 재개처리를 실행하는 중단 및 재개 처리 실행수단이 마련된 수치제어장치.
특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 메모리는 상기 프로그래머블 콘트롤러에서 버스를 거쳐서 입력된 피제어기계의 이동범위 데이타를 기억하는 이동범위 데이타메모리를 포함하고, 상기 피제어기계는 상기 이동범위 데이타메모리에 기억된 이동범위내에서 이동하는 것만 허가하고, 이동금지영역에 들어갔을 때 이동을 정지하여 알람신호를 외부로 출력하는 이동범위 제어수단을 구비한 수치제어장치.