KR102428567B1 - Offset detector for detecting installation offset of attachments - Google Patents
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Abstract
어태치먼트 스핀들의 중심위치 설치오차를 자동으로 검출하는 설치오차 검출장치가 개시된다. 설치오차 검출장치는 가공기의 테이블 상면에서 단일한 검출위치에 고정되고 표면으로부터 돌출하는 결합축을 구비하는 몸체, 몸체의 결합축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 고정 프레임, 및 볼 형상을 갖고 상기 가공기에 결합되는 헤드 어태치먼트의 테스트 툴과 접촉하는 접촉구 및 상기 접촉구에 접촉되고 상기 고정 프레임에 이동가능하게 결합되어 상기 접촉구의 변위에 비례하여 이동 가능한 변위 검출로드를 구비하는 오차 검출기를 포함한다. 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 테이블의 단일한 검출위치에서 단위 축 방향을 따라 개별적으로 검출한다. Disclosed is an installation error detecting device for automatically detecting an installation error in a central position of an attachment spindle. The installation error detection device is fixed to a single detection position on the table upper surface of the processing machine and has a body having a coupling shaft protruding from the surface, a fixed frame rotatably disposed about the coupling shaft of the body, and a ball shape and coupled to the machine and an error detector having a contact hole in contact with the test tool of the head attachment being used, and a displacement detecting rod in contact with the contact hole and movably coupled to the fixed frame and movable in proportion to the displacement of the contact hole. The installation error with respect to the spindle center position of the head attachment is individually detected along the unit axis direction at a single detection position on the table.
Description
본 발명은 어태치먼트 설치오차 검출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공작기계용 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 관한 설치오차를 검출하는 공작기계용 헤드 어태치먼트 설치오차 검출장치에 관한 것이다. The present invention relates to an attachment installation error detection apparatus, and more particularly, to a machine tool head attachment installation error detection apparatus for detecting an installation error with respect to a spindle center position of a head attachment for a machine tool.
복잡한 형상을 갖는 대형 공작물에 대한 수요가 증가함에 따라 대형 가공 대상물을 테이블에 고정하고 램 유닛이 가공물의 5면을 다양한 형상으로 가공하는 5면 가공기가 널리 이용되고 있다. As the demand for large workpieces having complex shapes increases, a 5-sided machining machine in which a large workpiece is fixed on a table and a ram unit processes five surfaces of the workpiece into various shapes is widely used.
문형 머시닝 센터와 같은 일반적인 5면 가공기는 다양한 형상을 가공하기 위한 공구세트뿐만 아니라 형상가공에 요구되는 필요 공구들을 용이하게 머시닝 센터의 램 스핀들에 결합하기 위한 다양한 헤드 어태치먼트(head attachment)를 구비하고 있다. 이때, 상기 각 헤드 어태치먼트들의 스핀들 중심위치와 상기 가공 대상물의 표면 위치는 동일한 좌표계를 이용하여 표시함으로써 헤드 어태치먼트들의 스핀들 중심위치와 공작물의 가공위치 사이의 좌표혼란을 방지하고 있다. 예를 들면, 공작물에 대한 가공이 수행되는 테이블의 상부영역인 작업공간을 표시하는 3차원 공간좌표계를 설정하고 가공물의 표면위치와 가공물을 가공하는 공구의 구동 중심위치를 동일한 좌표계를 이용하여 표시하고 있다. A typical 5-sided machining center, such as a door-shaped machining center, is equipped with not only a tool set for machining various shapes, but also various head attachments for easily coupling the necessary tools required for shape machining to the ram spindle of the machining center. . At this time, the spindle center position of each of the head attachments and the surface position of the object to be processed are displayed using the same coordinate system to prevent coordinate confusion between the spindle center position of the head attachments and the machining position of the workpiece. For example, a three-dimensional spatial coordinate system is set to display the working space, which is the upper area of the table where machining of the workpiece is performed, and the surface position of the workpiece and the driving center position of the tool processing the workpiece are displayed using the same coordinate system. have.
가공의 종류에 따라 적절한 공구와 헤드 어태치먼트가 선택되어 가공기의 램 스핀들에 결합되고 헤드 어태치먼트의 설계단계의 수치 데이터인 형상 데이터를 이용하여 수득되는 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 좌표계의 원점 또는 특정한 작업 기준점(이하, 작업좌표)에 위치시킨다. 가공기의 수치제어 프로그램은 작업좌표를 기준으로 공작물의 가공위치를 식별하고 작업공구는 상기 작업좌표에 위치하므로 공작물은 정확한 위치에서 가공이 수행된다. An appropriate tool and head attachment are selected according to the type of processing and are coupled to the ram spindle of the processing machine, and the spindle center position of the head attachment obtained using the shape data, which is the numerical data of the design stage of the head attachment, is set as the origin of the coordinate system or a specific operation Position it at the reference point (hereinafter, the working coordinates). The numerical control program of the machining machine identifies the machining position of the workpiece based on the work coordinates, and the work tool is located at the work coordinate, so that the work is processed at the correct position.
그러나, 헤드 어태치먼트들은 가공단계에서 발생하는 가공오차와 램 스핀들에 결합되는 과정에서 발생하는 결합오차와 같은 다양한 설치오차를 내포하고 있으므로, 설계상의 형상 데이터를 근거로 계산된 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 기준으로 램 유닛을 이동시키는 경우, 상기 공구의 위치는 작업좌표로부터 설치오차만큼 벗어나서 위치하게 된다. 즉, 공구는 작업좌표로부터 설치오차만큼 벗어난 좌표에 위치하지만, 가공위치는 작업좌표를 기준으로 식별되므로 설치오차만큼 벗어난 위치에서 공작물에 대한 가공이 수행되어 절삭불량을 유발하게 된다. However, since the head attachments contain various installation errors such as machining errors occurring in the machining step and coupling errors occurring in the process of being coupled to the ram spindle, the spindle center position of the head attachment calculated based on the design shape data When the ram unit is moved based on , the position of the tool is deviated from the work coordinate by an installation error. That is, the tool is located at the coordinates that are deviated from the working coordinates by the installation error, but the machining position is identified based on the working coordinates, so the machining is performed on the workpiece at the position deviated by the installation error, thereby causing cutting defects.
상기와 같은 설치오차로 인한 절삭불량을 방지하기 위해 공작기계의 가동 전에 당해 가공에 필요한 각 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차를 개별적으로 확인하기 위한 설치오차 검출작업이 미리 수행된다. In order to prevent defective cutting due to the installation error as described above, an installation error detection operation is performed in advance to individually check the installation error for each head attachment required for the machining before the operation of the machine tool.
종래의 어태치먼트 설치오차 검출장치는 단일한 축에 의해 지지된 접촉구와 테스트 툴을 접촉시켜 접촉구의 이동량에 의해 설치오차를 측정하는 다이얼 게이지로 구성된다. The conventional attachment installation error detection device is composed of a dial gauge that contacts a contact hole supported by a single shaft and a test tool, and measures the installation error by the amount of movement of the contact hole.
그러나, 3차원 공간에서 상기 설치오차는 3개의 축 방향을 따라 독립적인 3개의 성분으로 측정되어야 하므로, 종래의 설치오차 검출장치는 테이블 상의 서로 다른 3점에서 3축 방향을 따라 독립적으로 오차 성분을 측정해야 하는 불편이 있다. 이에 따라, 테이블 상의 서로 다른 3개의 지점에서 설치오차 검출장치를 설치하고 분해하는 작업들을 반복하여야 하는 문제점이 있다. 특히, 앵글 어태치먼트나 유니버설 어태치먼트의 경우에는 램 스핀들과의 각도에 따라 각각 개별적으로 3축 방향의 오차 성분을 검출해야 하므로, 설치오차 검출장치의 설치 및 분해 작업에 소요되는 시간은 기하급수적으로 증가하는 문제점이 있다. However, in a three-dimensional space, since the installation error must be measured as three independent components along three axis directions, the conventional installation error detection device independently detects the error components along the three axis directions at three different points on the table. There is the inconvenience of having to measure. Accordingly, there is a problem in that the operation of installing and disassembling the installation error detection device at three different points on the table must be repeated. In particular, in the case of angle attachments or universal attachments, error components in the 3-axis direction must be individually detected according to the angle with the ram spindle, so the time required for installation and disassembly of the installation error detection device increases exponentially. There is a problem.
뿐만 아니라, 종래의 설치오차 검출장치에 의해 측정되는 오차는 테스트 툴의 위치를 중심으로 한 오차이므로, 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 관한 오차로 반영하기 위해서는 측정된 값으로부터 테스트 툴의 형상특성을 반영하여 스핀들 중심위치에 관한 오차로 다시 계산해야 하는 불편이 있다. In addition, since the error measured by the conventional installation error detection device is an error centered on the position of the test tool, in order to reflect the error regarding the spindle center position of the attachment, the shape characteristic of the test tool is reflected from the measured value. There is the inconvenience of having to recalculate due to the error regarding the spindle center position.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 테이블 상의 단일한 지점에서 어태치먼트 설치오차를 직접 검출하여 어태치먼트 설치오차 검출의 신속성과 정밀도를 높일 수 있는 어태치먼트 설치오차 검출장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an attachment installation error detection device that can increase the speed and precision of the attachment installation error detection by directly detecting the attachment installation error at a single point on the table as proposed to solve the above-described problem. will do
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 어태치먼트 설치오차 검출장치는 가공기의 테이블 상면에서 단일한 검출위치에 고정되고 표면으로부터 돌출하는 결합축을 구비하는 몸체, 상기 몸체의 결합축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 고정 프레임, 및 볼 형상을 갖고 상기 가공기에 결합되는 헤드 어태치먼트의 테스트 툴과 접촉하는 접촉구 및 상기 접촉구에 고정되고 상기 고정 프레임에 이동가능하게 결합되어 상기 접촉구의 변위에 비례하여 이동 가능한 변위 검출로드를 구비하여 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 상기 가공기의 작업공간을 나타내는 공간 좌표계의 단위 축 방향을 따라 개별적으로 검출하는 오차 검출기를 포함한다. In order to achieve the object of the present invention described above, the attachment installation error detection device according to exemplary embodiments of the present invention is fixed to a single detection position on the table top surface of the processing machine and has a body having a coupling shaft protruding from the surface, the A fixed frame that is rotatably disposed about the coupling axis of the body, and a contact hole in contact with the test tool of the head attachment coupled to the processing machine and having a ball shape, and the contact hole is fixed to the contact hole and is movably coupled to the fixed frame An error detector for individually detecting an installation error with respect to the spindle center position of the head attachment along a unit axis direction of a spatial coordinate system representing the working space of the processing machine by having a displacement detecting rod movable in proportion to the displacement of the contact hole do.
일실시예로서, 상기 변위 검출로드는 상기 테이블의 상면과 평행하게 배치되어 상기 접촉구 변위의 수평성분에 비례하여 이동하는 수평변위 검출로드, 및 상기 테이블의 상면과 수직하게 배치되어 상기 접촉구 변위의 수직성분에 비례하여 이동하는 수직변위 검출로드를 포함한다. In one embodiment, the displacement detecting rod is disposed parallel to the upper surface of the table, the horizontal displacement detecting rod is moved in proportion to the horizontal component of the displacement of the contact ball, and disposed perpendicular to the upper surface of the table to the displacement of the contact ball and a vertical displacement detection rod that moves in proportion to the vertical component of
일실시예로서, 상기 고정 프레임은 상기 결합축과 결합하는 결합부재, 상기 결합부재에 고정되는 연결부재 및 상기 테이블과 평행하게 상기 연결부재에 결합되는 수평부재를 포함하고, 상기 수평변위 검출로드는 상기 연결부재를 관통하여 상기 수평부재와 나란하게 배치되며 상기 수직변위 검출로드는 상기 수평부재를 관통하여 상기 연결부재와 나란하게 배치된다. In one embodiment, the fixing frame includes a coupling member coupled to the coupling shaft, a coupling member fixed to the coupling member, and a horizontal member coupled to the coupling member parallel to the table, wherein the horizontal displacement detecting rod includes: The vertical displacement detecting rod passes through the connecting member and is disposed in parallel with the horizontal member, and the vertical displacement detecting rod passes through the horizontal member and is disposed in parallel with the connecting member.
일실시예로서, 상기 오차 검출기는 상기 수평변위 검출로드에 연결되고 상기 결합부재의 측면과 인접하게 배치되어 상기 수평변위 검출로드의 이동거리로부터 상기 설치오차의 수평성분인 수평 설치오차를 검출하는 수평 검출기, 및 상기 수직변위 검출로드에 연결되고 상기 수평부재의 하부에 배치되어 상기 수평변위 검출로드의 이동거리로부터 상기 설치오차의 수직성분인 수직 설치오차를 검출하는 수직 검출기를 더 구비한다. In an embodiment, the error detector is connected to the horizontal displacement detection rod and disposed adjacent to the side surface of the coupling member to detect a horizontal installation error that is a horizontal component of the installation error from a moving distance of the horizontal displacement detection rod. and a detector, and a vertical detector connected to the vertical displacement detection rod and disposed under the horizontal member to detect a vertical installation error, which is a vertical component of the installation error, from a moving distance of the horizontal displacement detection rod.
일실시예로서, 상기 수평 설치오차는 상기 테이블의 폭 방향인 상기 공간 좌표계의 제1 축 방향을 따라 검출되는 제1 축 오차 및 상기 테이블의 길이방향인 상기 공간 좌표계의 제2 축 방향을 따라 검출되는 제2 축 오차를 포함하고, 상기 수직 설치오차는 상기 테이블의 높이방향인 상기 공간 좌표계의 제3 축을 따라 검출되는 제3 축 오차를 포함하여, 상기 설치오차는 상기 공간 좌표계에서 상기 제1 내지 제3 축 오차에 의해 특정될 수 있다. As an embodiment, the horizontal installation error is detected along a first axial error detected along a first axial direction of the spatial coordinate system that is the width direction of the table and a second axial direction of the spatial coordinate system that is a longitudinal direction of the table and a second axial error, wherein the vertical installation error includes a third axial error detected along a third axis of the spatial coordinate system that is the height direction of the table, and the installation error includes the first to It can be specified by the third axis error.
일실시예로서, 상기 오차 검출기에 의해 검출된 상기 설치오차를 디지털 데이터로 변환하여 상기 가공기로 전송하는 설치오차 전송유닛을 더 포함한다. In one embodiment, it further comprises an installation error transmission unit for converting the installation error detected by the error detector into digital data and transmitting it to the processing machine.
본 발명의 예시적인 실시예들에 의한 어태치먼트 설치오차 검출장치에 의하면, 측정지점의 이동 없이 테이블의 단일한 위치에서 2회의 측정만으로 3차원 공간 좌표계의 각 축 방향을 따라 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 검출할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 3곳의 측정지점에서의 개별적인 측정에 의해 각 축방향 설치오차를 산출하던 종래의 검출장치와 비교하여 설치오차 검출시간을 현저하게 줄일 수 있다. 특히, 앵글 어태치먼트나 유니버설 어태치먼트와 같이 램 유닛과 테스트 툴의 배치각도 별로 설치오차를 각각 검출해야 하는 경우에는 설치오차 검출시간을 획기적으로 줄일 수 있다. According to the attachment installation error detection device according to exemplary embodiments of the present invention, only two measurements at a single location on the table without moving the measurement point along each axis direction of the three-dimensional spatial coordinate system for the spindle center position of the attachment Installation errors can be detected. Accordingly, it is possible to significantly reduce the installation error detection time compared to the conventional detection device that calculates each axial installation error by individual measurement at three different measurement points. In particular, when an installation error needs to be detected for each arrangement angle of a ram unit and a test tool, such as an angle attachment or a universal attachment, the installation error detection time can be significantly reduced.
뿐만 아니라, 검출된 설치오차를 디지털 데이터로 변환하고 자동으로 가공기의 제어콘솔로 전송함으로써 종래 측정된 설치오차를 개별적으로 입력하던 방식과 비교하여 설치오차 입력의 오류를 방지할 수 있다. 이에 따라, 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 보정 정밀도를 현저하게 높일 수 있다. 특히, 어태치먼트를 자동으로 교환할 수 있는 자동 어태치먼트 교환기가 가공기에 구비되는 경우, 어태치먼트의 교환과 설치오차의 입력 및 설치오차를 이용한 어태치먼트 중심위치의 보정이 수치제어 프로그램에 의해 자동으로 수행됨으로써 가공기의 작업효율을 현저하게 개선할 수 있다. In addition, by converting the detected installation error into digital data and automatically transmitting it to the control console of the processing machine, it is possible to prevent the error of the installation error input compared to the conventional method of individually inputting the measured installation error. Accordingly, it is possible to remarkably increase the correction accuracy for the spindle center position of the head attachment. In particular, when an automatic attachment changer capable of automatically exchanging attachments is provided in the processing machine, the adjustment of the attachment center position using the attachment exchange and installation error input and installation error is automatically performed by the numerical control program, thereby improving the processing speed of the processing machine. Work efficiency can be significantly improved.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 어태치먼트 스핀들의 중심위치 설치오차를 자동으로 측정하는 어태치먼트 설치오차 검출장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 어태치먼트 설치오차 검출장치를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 어태치먼트 설치오차 검출장치의 고정 프레임과 오차 검출기의 결합체를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4a는 제1 축 오차 및 제3 축 오차를 검출하는 오차 검출기의 배치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 4b는 제2 축 오차 및 제3 축 오차를 검출하는 오차 검출기의 배치를 개념적으로 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing an attachment installation error detection device for automatically measuring the central position installation error of the attachment spindle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing the attachment installation error detection device shown in Figure 1 in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing in detail the assembly of the fixed frame and the error detector of the attachment installation error detection device shown in Figure 1 according to an embodiment of the present invention.
4A is a diagram conceptually illustrating an arrangement of an error detector for detecting a first axial error and a third axial error.
4B is a diagram conceptually illustrating an arrangement of an error detector for detecting a second-axis error and a third-axis error.
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. With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in .
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. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
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. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
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. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.
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.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, and is intended to indicate that one or more other features or numbers are present. , it is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 어태치먼트 스핀들의 중심위치 설치오차를 자동으로 측정하는 어태치먼트 설치오차 검출장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 어태치먼트 설치오차 검출장치의 몸체를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 어태치먼트 설치오차 검출장치의 고정 프레임과 편차 검출유닛의 결합체를 상세하게 나타내는 도면이다. 1 is a perspective view showing an attachment installation error detection device for automatically measuring the central position installation error of the attachment spindle according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is an exploded perspective view showing the disassembled body of the attachment installation error detection device shown in Figure 1 according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a view showing in detail the assembly of the fixed frame and the deviation detection unit of the attachment installation error detection device shown in Figure 1 according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 어태치먼트 설치오차 검출장치(500)는 가공기(미도시)의 테이블(미도시) 상면에서 단일한 검출위치에 고정되고 표면으로부터 돌출하는 결합축(142)을 구비하는 몸체(100), 상기 몸체(100)의 결합축(142)을 중심으로 회전가능하게 배치되는 고정 프레임(200), 및 볼 형상을 갖고 상기 가공기에 결합되는 헤드 어태치먼트의 테스트 툴과 접촉하는 접촉구(320) 및 상기 접촉구(320)와 접촉하고 상기 고정 프레임(200)에 이동가능하게 결합되어 상기 접촉구(320)의 변위에 비례하여 이동 가능한 변위 검출로드(310)를 구비하여 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 상기 가공기의 작업공간을 나타내는 공간 좌표계의 단위 축 방향을 따라 개별적으로 검출하는 오차 검출기(300)를 포함한다. 1 to 3, the attachment installation
일실시예로서, 상기 몸체(100)는 상기 고정 프레임(200) 및 상기 오차 검출기(300)가 장착되는 기저부로 기능하고 가공 대상 공작물이 고정되는 테이블의 상면에 고정되어 어태치먼트 설치오차 검출장치(500)를 상기 가공기에 고정한다. As an embodiment, the
상기 가공기(미도시)는 문형 머시닝 센터와 같이 베드 및 베드의 길이방향을 따라 이동 가능한 테이블을 구비하고 상기 테이블 상에 가공대상 공작물을 고정한 채 입체 공작물의 5면을 가공할 수 있는 5면 가공기를 포함한다. 따라서, 상기 테이블 상에 고정된 공작물은 테이블의 길이방향과 폭 방향 및 상기 테이블의 높이 방향으로 설정되는 3차원의 작업 공간 내에서 가공된다. 따라서, 상기 작업공간에서 테이블 상면에 고정된 상기 공작물의 가공위치는 상기 작업공간을 나타내는 3차원 공간 좌표계에 의해 일의적으로(uniquely) 지정된다. The processing machine (not shown) is provided with a bed and a table movable along the longitudinal direction of the bed, such as a door-shaped machining center, and a 5-sided processing machine capable of processing 5 sides of a three-dimensional workpiece while fixing the workpiece to be processed on the table. include Accordingly, the workpiece fixed on the table is machined in a three-dimensional working space set in the longitudinal and width directions of the table and the height direction of the table. Accordingly, the machining position of the workpiece fixed to the table upper surface in the work space is uniquely designated by the three-dimensional spatial coordinate system representing the work space.
상기 공작물에 대한 가공의 종류에 따라 상기 가공기의 램 스핀들에 대응하는 적절한 공구가 결합되고 가공기의 수치제어 프로그램에 의해 제어되어 공작물의 가공위치에 예정된 기계가공이 수행된다. 이때, 상기 수치제어 프로그램은 상기 3차원 공간 좌표계를 이용하여 가공위치를 특정하고 특정된 가공위치에 가공이 이루어지도록 상기 램 스핀들을 제어한다. An appropriate tool corresponding to the ram spindle of the machining machine is coupled according to the type of machining of the work piece and is controlled by a numerical control program of the machine tool, so that predetermined machining is performed at the machining position of the work piece. At this time, the numerical control program specifies a machining position using the three-dimensional spatial coordinate system and controls the ram spindle so that machining is performed at the specified machining position.
본 실시예에 의한 가공기의 테이블에 고정되는 상기 공작물은 입체 형상을 갖고 상대적으로 큰 하중과 사이즈를 갖는 대형 공작물을 포함하며, 테이블에 고정되는 바닥면을 제외한 5면에 대하여 다양한 형상의 가공이 수행된다. The workpiece fixed to the table of the processing machine according to this embodiment includes a large workpiece having a three-dimensional shape and a relatively large load and size, and processing of various shapes is performed on five surfaces except for the bottom surface fixed to the table. do.
예를 들면, 상기 몸체(100)는 평탄한 상면을 구비하여 상기 테이블과 평행하게 고정되는 평판인 고정판(110), 상기 고정판(110)에 결합되어 상기 몸체(100)의 높이를 조절하는 받침대(120), 상기 받침대(120)에 결합되고 실린더 형상의 내부공간을 구비하여 회전체를 수용하는 하우징(130) 및 상기 하우징(130)의 내부에 회전가능하게 결합되고 축방향을 따라 상기 결합축(142)이 돌출되는 회전체(140)를 구비한다. For example, the
상기 고정판(110)은 장방형 평판으로 제공되고 체결부재(111)에 의해 상기 테이블의 상면에 고정된다. 이때, 고정판(110)의 상면은 평탄하게 가공되어 테이블과 결합한 고정판(110)의 상면(110a)은 테이블의 상면과 평행하게 배치된다. 이에 따라, 상기 상면(110a)에 고정되는 받침대(120) 및 하우징(130)이 테이블과 평행하게 고정될 수 있다. 상기 받침대(120)는 고정판(110)의 상면(110a)에 고정되어 실린더 형상을 갖는 상기 하우징(130)이 안정적으로 고정될 수 있는 형틀을 제공한다. 예를 들면, 상기 받침대(120)는 상기 하우징(130)을 수용하기 위하여 중심에 대하여 120ㅀ간격으로 배치된 홀더(121)를 구비할 수 있다. 상기 홀더(121)에 하우징(130)의 하부를 안정적으로 고정한다. 따랏, 상기 받침대(120)는 하우징(130)의 형상과 구조에 따라 다양한 구조로 변형될 수 있다. The fixing
상기 하우징(130)은 일정한 사이즈의 수용공간(S)을 구비하고 소정의 두께를 갖는 수용 팟(receiving pod) 또는 수용 실린더를 포함하며 상기 수용공간(S)의 내부에 상기 회전체(140)를 수용한다. 따라서, 상기 하우징(130)은 상기 고정판(110)의 상면(110a)과 나란하게 정렬되는 하우징 상면(130a)을 구비한다. 상기 회전체(140)는 하우징(130)에 회전가능하게 수용되고 상면에는 결합축(142)이 돌출되도록 결합한다. The
예를 들면, 상기 회전체(140)는 상기 하우징(130)의 수용공간을 매립하는 봉 형상으로 제공되고 봉의 중심축을 따라 상면으로부터 돌출하는 결합축(142)이 배치된다. 회전체(140)의 하부에는 상기 하우징 상면(130a)과 접촉하는 결합면(140a)에 배치되고 상기 결합면(140a)과 단차를 갖고 하방으로 연장되어 하우징(130)의 수용공간으로 연장하는 연장부(141)가 제공된다. 상기 연장부(141)의 단부에는 정렬자(141a)가 구비되어 상기 받침대(120)의 중앙부에 배치된 중앙 홀(H)에 삽입된다. 따라서, 상기 받침대(120), 하우징(130) 및 회전체(140)가 자동으로 동일한 중심축을 갖도록 결합된다. For example, the
하우징 상면(130a)과 회전체(140)의 결합면(140a)에는 회전형 결합부재(미도시)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 하우징 상면(130a)에는 결함 홈(미도시)이 배치되고 회전체(140)의 결합면(140a)에는 상기 결합 홈에 대응하는 롤러 형태의 결합돌기가 배치될 수 있다. 상기 결합돌기는 결합 홈에 삽입되어 상기 하우징(130)의 중심축을 기준으로 일정한 회전각으로 회전한다. A rotatable coupling member (not shown) may be provided on the
특히, 상기 회전체(140)는 90ㅀ단위로 회전할 수 있게 걸림턱(미도시)을 배치함으로써 후술하는 변위 검출로드를 부가적인 수단을 이용하지 않고 작업자의 인력만으로도 상기 작업공간을 나타내는 공간 좌표계의 축 방향과 나란하게 변경할 수 있다. 이에 따라, 측정 장소를 변경하지 않고 각 축 방향을 따라 어태치먼트 설치오차를 용이하게 측정할 수 있다. In particular, by disposing a locking jaw (not shown) so that the
상기 결합축(142)은 돌출하여 회전체(140)의 상방으로 연장하고 상기 회전체(140) 및 상기 하우징(130)의 중심축과 동일한 방향을 따라 배치된다. 따라서, 상기 회전체(140)가 하우징(130)의 내부에서 회전하는 경우 상기 결합축(142)은 회전축으로 기능하게 된다. The
본 실시예에서는 상기 회전체(140)가 하우징(130)에 대하여 회전하는 것을 개시하지만, 회전체(140)와 하우징(130)이 일체로 제공되고 상기 회전체(140)의 내부에서 상기 결합축(142)이 회전체(140)에 대하여 회전하도록 구성할 수 있음은 자명하다. In this embodiment, the
상기 고정 프레임(200)은 상기 결합축(142)에 고정되어 회전체(140)의 회전에 따라 상기 결합축(142)을 중심으로 함께 회전하며, 고정 프레임(200)에 고정된 상기 오차 검출기(300)도 회전체(140)와 함께 회전한다. The fixed
예를 들면, 상기 고정 프레임(200)은 상기 결합축(142)과 결합하는 결합부재(210), 상기 결합부재(210)와 연결되는 연결부재(220) 및 상기 테이블과 평행하게 상기 연결부재(220)에 결합되는 수평부재(230)를 구비한다. For example, the fixing
본 실시예의 경우, 상기 결합부재(210)는 회전체(140)의 상면과 평행한 상면을 구비하는 장방형 평판으로 구성되고 회전체(140)의 상면으로부터 돌출한 결합축(142)에 고정된다. 이때, 상기 결합부재(210)는 결합축(142)과 회전가능하게 결합되거나 고정적으로 결합될 수 있다. 따라서, 상기 결합부재(210)는 상기 결합축(142)을 중심으로 회전하거나 상기 결합축(142)과 함께 회전체(140)의 내부에서 회전할 수 있다. 또한, 상기 결합축(142)과 회전체(140)가 일체로 고정된 경우, 상기 결합부재(210)는 결합축(142)을 중심으로 한 상기 회전체(140)의 하우징(130)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. In the present embodiment, the
상기 연결부재(220)는 상기 장방형 결합부재(210)의 단부에 고정되고 상기 결합축(142)에 평행하게 배치되어 상기 작업공간의 높이방향인 제3 축 방향(III)을 따라 연장하는 장방형 평판으로 구성된다. 따라서, 상기 연결부재(220)는 결합축(142)으로부터 이격되어 결합축(142)과 나란하게 수직으로 연장하는 수직부재로 제공된다. The
상기 수평부재(230)는 상기 연결부재(220)에 결합되고 상기 테이블의 상면과 평행한 상면을 갖는 장방형 평판으로 구성되어 상기 결합부재(210)와 나란하게 배치된다. 따라서, 상기 수평부재(230)와 상기 결합부재(210)는 상기 결합축(142)과 평행한 높이방향을 따라 일정한 거리만큼 이격되어 상기 연결부재(220)에 서로 나란하게 고정된다. The
상기 오차 검출기(300)는 상기 고정 프레임(200)에 이동가능하게 결합되어 상기 접촉구(320)의 변위를 상기 공간 좌표계의 단위 축 방향을 따라 개별적으로 측정하여 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 검출한다. 상기 접촉구(320)는 가공기에 결합되는 헤드 어태치먼트(attachment, 미도시)의 테스트 툴(test tool, 미도시)과 접촉하여 변위를 유발하고 상기 접촉구 변위의 수평성분 및 수직성분을 측정함으로써 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 검출할 수 있다. The
본 실시예에서 상기 오차 검출기(300)는 볼 형상을 갖고 상기 가공기에 결합되는 헤드 어태치먼트의 테스트 툴과 접촉하는 접촉구(320) 및 상기 접촉구(320)에 접촉되고 상기 고정 프레임(200)에 이동가능하게 결합되어 상기 접촉구(320)의 변위에 비례하여 이동 가능한 변위 검출로드(310)를 구비한다. In this embodiment, the
상기 변위 검출로드(310)는 상기 테이블의 상면과 평행하게 배치되어 상기 접촉구 변위의 수평성분에 비례하여 이동하는 수평변위 검출로드(311) 및 상기 테이블의 상면과 수직하게 배치되어 상기 접촉구 변위의 수직성분에 비례하여 이동하는 수직변위 검출로드(312)를 포함한다. 상기 수평변위 검출로드(311)는 상기 연결부재(220)를 관통하여 상기 수평부재(230)와 나란하게 배치되며 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 수평부재(230)를 관통하여 상기 수평부재(230)의 하부에 배치된다. The
따라서, 상기 수평변위 검출로드(311)는 상기 테이블의 폭 방향인 제1 축(I) 또는 상기 테이블의 길이방향인 제2 축(II)을 따라 이동할 수 있고, 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 작업공간의 높이 방향인 제3 축(III)을 따라 이동할 수 있다. Accordingly, the horizontal
상기 수평변위 검출로드(311)는 수평부재(230)의 상면으로부터 제3 축(III)방향을 따라 상방으로 일정거리만큼 이격된 위치에서 상기 제1 축(I) 방향을 따라 연결부재(220)를 관통하도록 배치되고, 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 연결부재(220)의 제1 측부(221)로부터 상기 제1 축(I) 방향을 따라 일정거리만큼 이격된 위치에서 상기 제3 축(III) 방향을 따라 상기 수평부재(230)를 관통하도록 배치된다. 따라서, 상기 수평 및 수직 변위 검출로드(311, 312)를 연장하는 경우 한 점에서 교차하게 되고, 상기 가상의 교차점은 제1 및 제3 축(I,III)에 의해 정의되는 평면상에 위치하게 된다. The horizontal
상기 접촉구(320)는 상기 수평 및 수직 변위 검출로드(311, 312)와 접촉하여 상기 수평부재(230)와 연결부재(220)로 한정되는 공간에 배치되는 강구(rigid ball)로 구성된다. 이때, 상기 접촉구(320)는 중심이 상기 가상의 교차점과 일치하도록 배치된다. 즉, 상기 수평 및 수직 변위 검출로드(311, 312)의 연장선상에 상기 접촉구(320)의 중심이 위치하도록 측부 및 하부와 접촉하여 상기 접촉구(320)를 지지한다. The
이에 따라, 상기 접촉구(320)로 외력이 인가되는 경우, 상기 접촉구(320) 중심의 변위는 상기 제1 축(I) 또는 제2 축(II)을 따른 변위인 수평변위와 제3 축(III)을 따른 변위인 수직변위로 분할되고 상기 수평 및 수직 변위 검출로드(311,312)는 상기 수평변위 및 수직변위에 대응하여 각각 이동할 수 있다. Accordingly, when an external force is applied to the
상기 접촉구(320) 중심의 수평 및 수직변위는 수평 검출기(340) 및 수직 검출기(350)에 의해 각각 검출된다. The horizontal and vertical displacements of the center of the
상기 수평 검출기(340)는 상기 수평변위 검출로드(311)에 연결되고 상기 연결부재(220)의 측부와 인접하게 배치되어 상기 수평변위 검출로드(311)의 이동거리로부터 상기 설치오차의 수평성분인 수평 설치오차를 검출한다. 상기 수직 검출기(350)는 상기 수직변위 검출로드(312)에 연결되고 상기 수평부재(230)의 하부에 배치되어 상기 수직변위 검출로드(312)의 이동거리로부터 상기 설치오차의 수직성분인 수직 설치오차를 검출한다. 이때, 상기 수평 설치오차 및 수직 설치오차는 제1 및 제2 표시부(341,351)에 디지털 수치로 각각 표시될 수 있다. The
본 실시예의 경우, 상기 수평 검출기(340)는 상기 제1 측부(221)와 대칭인 상기 연결부재(220)의 제2 측부(222)에 인접하여 위치하고 상기 연결부재(220)를 관통하는 수평변위 검출로드(311)와 결합한다. 따라서, 상기 수평변위 검출로드(311)의 일단은 상기 접촉구(320)와 접촉하고 타단은 상기 수평 검출기(340)에 결합되도록 구성된다. 상기 수직 검출기(350)는 상기 수평부재(230)의 하부에 위치하고 상기 수평부재(230)를 관통하는 수직변위 검출로드(312)와 결합한다. 따라서, 상기 수직변위 검출로드(312)의 일단은 상기 접촉구(320)와 접촉하고 타단은 상기 수직 검출기(350)에 결합되도록 구성된다.In the present embodiment, the
이때, 상기 수평변위 검출로드(311)는 제1 평형점(equilibrium point, E1)을 기준으로 테이블의 상면과 평행한 수평면을 따라 일정한 진폭을 갖고 왕복운동을 할 수 있도록 상기 수평 검출기(340)에 연결되고, 상기 수직변위 검출로드(312)는 제2 평형점(equilibrium point, E2)을 기준으로 테이블의 상면과 수직한 수직방향을 따라 일정한 진폭을 갖고 왕복운동을 할 수 있도록 상기 수직 검출기(350)에 연결된다. 또한, 상기 접촉구(320)와 테스트 툴이 접촉이 해제되는 경우, 상기 수평변위 검출로드(311)는 상기 제1 평형점(E1)이 수평 검출기(340)의 영점과 일치하도록 위치가 복원되고, 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 제2 평형점(E2)이 수직 검출기(350)의 영점과 일치하도록 위치가 복원된다. At this time, the horizontal
기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치로 상기 설치오차 검출장치(500)의 영점을 조정하고 상기 가공기에 사용되는 다양한 헤드 어태치먼트들의 설치오차를 측정할 수 있다. 기준 어태치먼트의 중심위치는 가공기를 구동하는 수치제어 프로그램에 작업 좌표(work position)로 설정된다. It is possible to adjust the zero point of the installation
작업 좌표는 헤드 어태치먼트에 결합된 공구가 공작물에 대한 가공을 수행하기 위한 좌표계의 원점으로 기능한다. 즉, 작업공구는 상기 좌표계의 원점에 위치하고 공작물의 가공위치는 상기 작업좌표를 원점으로 갖는 좌표계에 의해 식별함으로서 공작물을 정확하게 가공할 수 있다. The working coordinate functions as the origin of the coordinate system for the tool coupled to the head attachment to perform machining on the workpiece. That is, the work tool is located at the origin of the coordinate system and the machining position of the work piece is identified by the coordinate system having the work coordinate as the origin, so that the work piece can be precisely machined.
상기 어태치먼트 설치오차 검출장치(500)를 테이블 상의 검출위치에 고정하고, 상기 기준 어태치먼트에 결합된 테스트 툴과 상기 접촉구(320)를 접촉시켜 제1 축(I) 방향을 따라 배치되는 수평변위 검출로드(311)의 제1 평형점(E1)의 위치에 상기 수평 검출기(340)의 영점을 일치시키고 제3 축(III) 방향을 따라 배치되는 상기 수직변위 검출로드(312)의 제2 평형점(E2)의 위치에 상기 수직 검출기(350)의 영점을 일치시킨다. 이어서, 상기 테스트 툴과 접촉구(320)를 분리시키고 상기 고정 프레임(200)을 상기 결합축(142)을 중심으로 90ㅀ만큼 회전시켜 제1 축과 수직한 제2 축(II) 방향을 따라 상기 수평변위 검출로드(311)를 배치시킨다. 상기 테스트 툴과 접촉구(320)를 다시 접촉시켜 제2 축(II) 방향을 따라 배치되는 수평변위 검출로드(311)의 제1 평형점(E1)의 위치에 상기 수평 검출기(340)의 영점을 일치시킨다. 이때, 상기 수직변위 검출로드(312)의 제2 평형점(E2)의 위치는 영점 조정이 완료된 상태이므로 추가적인 영점조정은 불필요하다. 가공기를 구동하는 제어 콘솔은 영점조정이 완료된 상기 기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 공간 좌표계를 이용하여 특정하고 특정된 좌표를 작업좌표로 설정한다. The attachment installation
작업좌표 설정이 완료되면, 테스트 툴이 설치된 특정 헤드 어태치먼트를 램 스핀들에 결합하고 램 유닛을 구동하여 상기 작업좌표로 이동시켜서 상기 테스트 툴과 접촉구(320)를 접촉시킨다. 상기 접촉에 의해 측정되는 변위 검출로드의 수평 및 수직변위를 측정하여 상기 설치오차를 검출하게 된다. When the setting of the working coordinates is completed, a specific head attachment in which the test tool is installed is coupled to the ram spindle, and the ram unit is driven to move to the working coordinates to bring the test tool and the
도 4a는 제1 축 방향을 따른 수평 설치오차인 제1 축 오차 및 제3 축 방향을 따른 수평 설치오차인 제3 축 오차를 검출하는 오차 검출기의 배치를 개념적으로 나타내는 도면이고, 도 4b는 제2 축 방향을 따른 수평 설치오차인 제2 축 오차 및 상기 제3 축 오차를 검출하는 오차 검출기의 배치를 개념적으로 나타내는 도면이다. 4A is a diagram conceptually illustrating an arrangement of an error detector for detecting a first axial error that is a horizontal installation error along the first axial direction and a third axial error that is a horizontal installation error along the third axial direction. It is a diagram conceptually illustrating the arrangement of an error detector that detects a second axial error and a third axial error that are horizontal installation errors along two axial directions.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 수평변위 검출로드(311)는 제1 축(I) 방향을 따라 배치되고 상기 수직변위 검출로드(312)는 제3축(III) 방향을 따라 배치되도록 상기 어태치먼트 설치오차 검출장치(500)를 테이블 상의 검출위치에 고정한다. 4A and 4B, the horizontal
설치오차를 검출하고자 하는 특정 헤드 어태치먼트에 테스트 툴을 결합하여 상기 작업좌표로 이송시키면, 상기 접촉구(320)와 테스트 툴의 접촉에 의해 설치오차만큼 접촉구(320) 중심의 변위를 발생시킨다. 상기 헤드 어태치먼트에 설치오차가 없는 경우에는 상기 접촉구 중심의 변위는 발생하지 않으므로 어태치먼트 중심위치의 보정은 불필요하게 된다. When the test tool is coupled to a specific head attachment for which an installation error is to be detected and transferred to the work coordinates, a displacement of the center of the
상기 접촉구 중심의 수평방향 변위는 수평변위 검출로드(311)의 선형이송을 초래하고 이에 따라 상기 제1 평형점(E1)은 수평 검출기(340)의 영점으로부터 이격된다. 상기 수평 검출기(340)는 상기 수평변위 검출로드(311)가 상기 제1 평형점(E1)으로부터 벗어난 이격거리를 측정하여 상기 제1 축(I) 방향을 따른 수평방향 설치오차인 제1 축 오차로 검출한다. 상기 제1축 오차는 사용자가 용이하게 식별할 수 있도록 제1 표시부(341)를 통하여 디지털 수치로 표시된다. The horizontal displacement of the center of the contact hole results in linear transfer of the horizontal
상기 접촉구(320)와 테스트 툴의 접촉태양에 따라 제1 방향(I)을 따른 수평변위는 상기 제1 평형점(E1)을 기준으로 인장되거나 압축될 수 있다. 상기 제1 평형점(E1)으로부터 수평변위 검출로드(311)가 인장되는 경우는 양의 오차(+x)로 표시되고 압축되는 경우는 음의 오차(-x)로 표시된다. The horizontal displacement in the first direction (I) may be tensioned or compressed based on the first balance point (E1) depending on the contact aspect between the contact hole (320) and the test tool. When the horizontal
마찬가지 방법에 의해 제1 축 오차와 동시에 제3 축 오차를 검출한다. 상기 접촉구 중심의 수직방향 변위는 수직변위 검출로드(312)의 선형이송을 초래하고 이에 따라 상기 제2 평형점(E2)은 수직 검출기(350)의 영점으로부터 이격된다. 상기 수직 검출기(350)는 상기 수직변위 검출로드(312)가 상기 제2 평형점(E2)으로부터 벗어난 이격거리를 측정하여 상기 제3 축(III) 방향을 따른 수직방향 설치오차인 제3 축 오차로 검출한다. 상기 제3축 오차는 사용자가 용이하게 식별할 수 있도록 제2 표시부(351)를 통하여 디지털 수치로 표시된다. A third axis error is detected simultaneously with the first axis error by the same method. The vertical displacement of the center of the contact hole results in linear transfer of the vertical
상기 접촉구(320)와 테스트 툴의 접촉태양에 따라 제3 방향을 따른 수직변위는 상기 제2 평형점(E2)을 기준으로 인장되거나 압축될 수 있다. 상기 제2 평형점(E2)으로부터 수직변위 검출로드(312)가 인장되는 경우는 양의 오차(+z)로 표시되고 압축되는 경우는 음의 오차(-z)로 표시된다. According to the contact aspect between the
접촉구(320)와 테스트 툴이 접촉하는 경우, 상기 접촉구(320) 중심의 변위는 제1 및 제3 축(I,III) 방향을 따라 동시에 발생하고 수평변위 및 수직변위는 제1 및 제3 축(I,III)을 따라 동시에 발생한다. 따라서, 제1 축 오차 및 제3 축 오차는 동시에 검출되어 제1 및 제2 표시부(341,351)에 각각 표시된다. 즉, 상기 어태치먼트 스핀들 중심위치의 제1 축 오차 및 제3 축 오차는 측정위치의 변경 없이 동일한 장소에서 1회의 측정에 의해 동시에 검출할 수 있다. When the
상기 제1 축 오차 및 제3 축 오차를 검출하여 디지털 데이터로 저장하고, 상기 테스트 툴을 접촉구(320)로부터 분리시킨다. 이때, 상기 수평 및 수직 변위 검출로드(311,312)는 상기 제1 및 제2 평형점(E1, E2)으로 각각 복원된다. The first axis error and the third axis error are detected and stored as digital data, and the test tool is separated from the
이어서, 상기 수평변위 검출로드(311)가 상기 제1 축(I) 방향과 수직한 제2 축(II) 방향을 따라 정렬되도록 상기 고정 프레임(200)을 회전한다. 예를 들면, 상기 결합부재(210) 또는 상기 연결부재(220)를 상기 결합축(142)을 중심으로 90ㅀ회전하면, 상기 수직변위 검출로드(312)의 정렬방향은 변화하지 않고 상기 수평변위 검출로드(311)는 제2 축(II) 방향을 따라 정렬된다. 이에 따라, 상기 테이블 상의 동일한 검출위치에서 상기 접촉구(320)의 중심위치는 I-III 평면으로부터 II-III 평면으로 변경된다. Then, the fixed
이어서, 접촉구(320)와 테스트 툴을 접촉하게 되면, 상기 접촉구(320) 중심위치는 제2 및 제3 축(II,III) 방향을 따라 동시에 변경되고 접촉구 중심의 수평 및 수직변위는 제2 및 제3 축(II,III)을 따라 동시에 발생한다. 따라서, 상기 수평 검출기(340)는 상기 제2 방향(II)을 따른 상기 수평변위 검출로드(311)의 상기 제1 평형점(E1)으로부터의 이격거리를 제2 축 오차로 검출한다. 이때, II-III 평면에서 검출한 제3 축 오차와 I-III 평면에서 검출한 제3 축 오차는 동일하므로 무시할 수 있다. Then, when the
따라서, 제1 축 오차, 제2 축 오차 및 제3 축 오차는 측정위치의 변경없이 테이블의 동일한 검출위치에서 단 2회의 측정만으로 직접 검출할 수 있다. 종래의 설치오차 검출방법에 의하면, 1축 오차, 2축 오차 및 3축 오차를 서로 다른 위치에서 측정해야 하므로, 각 검출 장소에서 개별적으로 측정하였지만, 본 발명에 의한 어태치먼트 설치오차 검출장치에 의하면, 측정 장소의 위치를 변경하지 않고 동일한 검출위치에서 단 2회의 측정만으로 1축, 2축 및 3축 방향으로의 설치오차를 검출할 수 있다. Therefore, the first axis error, the second axis error, and the third axis error can be directly detected by only two measurements at the same detection position on the table without changing the measurement position. According to the conventional installation error detection method, one-axis error, two-axis error, and three-axis error must be measured at different positions, so it was individually measured at each detection location, but according to the attachment installation error detection device according to the present invention, Installation errors in 1-axis, 2-axis, and 3-axis directions can be detected with just two measurements at the same detection location without changing the location of the measurement location.
특히, 제1 및 제2 표시부(341, 351)에 표시되는 수치는 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 관한 설치오차를 직접 표시하므로 종래와 같이 오차 검출장치에 의해 측정된 측정값을 기준으로 설치오차를 별도로 계산할 필요가 없다. 상기 수평 및 수직 검출기(340,350)는 작업좌표에 영점이 맞추어진 상태에서 특정 어태치먼트의 설치오차를 검출하므로 상기 수평 및 수직 검출기(340,350)에서 검출된 값은 어태치먼트 중심위치의 보정수치로 직접 사용할 수 있다. In particular, since the numerical values displayed on the first and
선택적으로, 상기 어태치먼트 설치오차 검출장치(500)는 상기 수평 및 수직 오차 검출기(340,350)에 의해 검출된 상기 설치오차를 디지털 데이터로 변환하여 상기 가공기로 전송하는 설치오차 전송유닛(400)을 더 포함할 수 있다. Optionally, the attachment installation
예를 들면, 상기 설치오차 전송유닛(400)은 수평 검출기(340)에 구비된 제1 전송기(410) 및 수직 검출기(350)에 구비된 제2 전송기(420)를 포함한다. 상기 제1 전송기(410)는 제1 및 제2 오차를 디지털 데이터로 변환하여 상기 가공기의 제어 콘솔(미도시)로 전송하고 상기 제2 전송기(420)는 제3 축 오차를 디지털 데이터로 변환하여 제어 콘솔로 전송한다. 본 실시예의 경우, 상기 설치오차 전송유닛(400)은 와이파이(Wi-Fi)와 같은 무선 전송유닛을 포함할 수 있다. For example, the installation error transmission unit 400 includes a
본 발명의 일실시예에 의한 어태치먼트 설치오차 검출장치에 의하면, 측정지점의 이동 없이 테이블의 단일한 위치에서 2회의 측정만으로 3차원 공간 좌표계의 각 축 방향을 따라 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 검출할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 3곳의 측정지점에서의 개별적인 측정에 의해 각 축방향 설치오차를 산출하던 종래의 검출장치와 비교하여 설치오차 검출시간을 현저하게 줄일 수 있다. 특히, 앵글 어태치먼트나 유니버설 어태치먼트와 같이 램 유닛과 테스트 툴의 배치각도 별로 설치오차를 각각 검출해야 하는 경우에는 설치오차 검출시간을 획기적으로 줄일 수 있다. According to the attachment installation error detection device according to an embodiment of the present invention, the installation error for the spindle center position of the attachment along each axis direction of the three-dimensional spatial coordinate system only by two measurements at a single position on the table without movement of the measurement point can be detected. Accordingly, it is possible to significantly reduce the installation error detection time compared to the conventional detection device that calculates each axial installation error by individual measurement at three different measurement points. In particular, when an installation error needs to be detected for each arrangement angle of a ram unit and a test tool, such as an angle attachment or a universal attachment, the installation error detection time can be significantly reduced.
뿐만 아니라, 검출된 설치오차를 디지털 데이터로 변환하고 자동으로 가공기의 제어콘솔로 전송함으로써 종래 측정된 설치오차를 개별적으로 입력하던 방식과 비교하여 설치오차 입력의 오류를 방지할 수 있다. 이에 따라, 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 보정 정밀도를 현저하게 높일 수 있다. 특히, 어태치먼트를 자동으로 교환할 수 있는 자동 어태치먼트 교환기가 가공기에 구비되는 경우, 어태치먼트의 교환과 설치오차의 입력 및 설치오차를 이용한 어태치먼트 중심위치의 보정이 수치제어 프로그램에 의해 자동으로 수행됨으로써 가공기의 작업효율을 현저하게 개선할 수 있다. In addition, by converting the detected installation error into digital data and automatically transmitting it to the control console of the processing machine, it is possible to prevent the error of the installation error input compared to the conventional method of individually inputting the measured installation error. Accordingly, it is possible to remarkably increase the correction accuracy for the spindle center position of the head attachment. In particular, when an automatic attachment changer capable of automatically exchanging attachments is provided in the processing machine, the adjustment of the attachment center position using the attachment exchange and installation error input and installation error is automatically performed by the numerical control program, thereby improving the processing speed of the processing machine. Work efficiency can be significantly improved.
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.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.
Claims (6)
상기 몸체의 결합축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 고정 프레임; 및
볼 형상을 갖고 상기 가공기에 결합되는 헤드 어태치먼트의 테스트 툴과 접촉하는 접촉구 및 상기 접촉구에 접촉되고 상기 고정 프레임에 배치되어 상기 접촉구의 변위에 비례하여 이동 가능한 변위 검출로드를 구비하여 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차를 상기 가공기의 작업공간을 나타내는 공간 좌표계의 단위 축 방향을 따라 개별적으로 검출하는 오차 검출기를 포함하고,
상기 오차 검출기는 영점이 기준 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴과 상기 접촉구의 접촉에 의한 상기 변위 검출로드의 위치인 평형점과 일치하도록 배치되는 어태치먼트 설치오차 검출장치. a body fixed to a single detection position on the table top surface of the processing machine and having a coupling shaft protruding from the surface;
a fixed frame rotatably disposed about the coupling axis of the body; and
The head attachment having a ball shape and a contact hole in contact with the test tool of the head attachment coupled to the processing machine, and a displacement detection rod in contact with the contact hole and disposed on the fixed frame and movable in proportion to the displacement of the contact hole An error detector for individually detecting an installation error with respect to the spindle center position of
The error detector is an attachment installation error detecting device disposed so that a zero point coincides with a balance point, which is a position of the displacement detecting rod by contact between the test tool coupled to the reference attachment and the contact hole.
상기 테이블의 상면과 평행하게 배치되어 상기 접촉구 변위의 수평성분인 수평변위에 비례하여 이동하고 상기 기준 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴과의 접촉에 의한 상기 수평변위를 제1 평형점으로 갖는 수평변위 검출로드; 및
상기 테이블의 상면과 수직하게 배치되어 상기 접촉구 변위의 수직성분인 수직변위에 비례하여 이동하고 상기 기준 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴과의 접촉에 의한 상기 수직변위를 제2 평형점으로 갖는 수직변위 검출로드를 포함하는 어태치먼트 설치오차 검출장치. According to claim 1, wherein the displacement detection rod,
A horizontal displacement disposed parallel to the upper surface of the table, moving in proportion to a horizontal displacement that is a horizontal component of the displacement of the contact hole, and having the horizontal displacement by contact with the test tool coupled to the reference attachment as a first balance point detection rod; and
A vertical displacement disposed perpendicular to the upper surface of the table, moving in proportion to a vertical displacement that is a vertical component of the displacement of the contact tool, and having the vertical displacement by contact with the test tool coupled to the reference attachment as a second balance point. Attachment installation error detection device including a detection rod.
상기 제1 평형점과 영점이 일치하도록 상기 수평변위 검출로드에 연결되고 상기 수평변위 검출로드가 상기 제1 평형점으로부터 벗어난 이격거리를 상기 설치오차의 수평성분인 수평 설치오차로 검출하는 수평 검출기; 및
상기 제2 평형점과 영점이 일치하도록 상기 수직변위 검출로드에 연결되고 상기 수평변위 검출로드가 상기 제2 평형점으로부터 벗어난 이격거리를 상기 설치오차의 수직성분인 수직 설치오차로 검출하는 수직 검출기를 구비하는 어태치먼트 설치오차 검출장치. The method of claim 2, wherein the error detector comprises:
a horizontal detector connected to the horizontal displacement detection rod so that the first balance point and the zero point coincide with each other and detecting a separation distance at which the horizontal displacement detection rod deviates from the first balance point as a horizontal installation error that is a horizontal component of the installation error; and
a vertical detector connected to the vertical displacement detection rod so that the second balance point and the zero point coincide with the vertical displacement detection rod, and detecting a separation distance that the horizontal displacement detection rod deviates from the second balance point as a vertical installation error that is a vertical component of the installation error; Attachment installation error detection device provided.
The attachment installation error detection apparatus according to claim 1, further comprising an installation error transmission unit that converts the installation error detected by the error detector into digital data and transmits it to the processing machine.
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