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KR20190092301A - 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20190092301A
KR20190092301A KR1020190011027A KR20190011027A KR20190092301A KR 20190092301 A KR20190092301 A KR 20190092301A KR 1020190011027 A KR1020190011027 A KR 1020190011027A KR 20190011027 A KR20190011027 A KR 20190011027A KR 20190092301 A KR20190092301 A KR 20190092301A
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KR
South Korea
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tool
interface
spindle
determined
force
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020190011027A
Other languages
English (en)
Inventor
케터메르 롤프
Original Assignee
덱켈 마호 프론텐 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 덱켈 마호 프론텐 게엠베하 filed Critical 덱켈 마호 프론텐 게엠베하
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Abstract

본 발명은 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 이 공작 기계는 공구가 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들의 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들에 클램핑된 공구에 의한 작업물의 가공을 제어하기 위한 제어 장치를 구비하고, 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서를 구비하고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 상기 제어 장치 상에 제공되며, 특히 작업물의 가공 중의 스핀들 손상, 작업물 손상 및/또는 공구 손상에 대한 보호를 위한 안전 제어 수단을 수행하기 위한 요구사항과 관련해, 결정된 힘 분배에 기초하여 공구가 공구 인터페이스를 통해서 제어 장치 상의 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 단계를 포함한다.

Description

수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A TOOL CLAMPING SYSTEM OF A WORK SPINDLE OF A NUMERICALLY CONTROLLED MACHINE TOOL}
본 발명은 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 공구가 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들의 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들에 클램핑된 공구에 의한 작업물의 가공을 제어하기 위한 제어 장치를 구비하고, 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서를 구비하고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 제어 장치 상에 제공된다.
공구가 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들에 클램핑되는 공구를 이용하여 작업물을 가공하기 위한 수치 제어 공작 기계 상의 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 것이 종래기술에서 알려졌다.
이와 관련하여, EP 2 829 859 A2에 따라, 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서(예를 들어, 스트레인 게이지 또는 다른 힘 센서)를 가지므로, 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 공구가 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 공작 기계의 제어 장치 상에 제공될 수 있다.
특히, EP 2 829 859 A2는 어느 것에 의해 기하학적 바디의 변형의 보다 정확한 결정 또는 작용하는 힘 또는 모멘트의 보다 정확한 측정이 가능하게 되는지를 명시하고자 하는 경우, 기하학적 바디의 변형을 결정하기 위한 또는 힘 또는 변형 수단 센서에 의해 기하학적 바디에 작용하는 힘 또는 모멘트를 측정하기 위한 방법을 나타낸다. 이를 위해서, 힘 또는 변형 센서의 제 1 그룹은 기하학적 바디에 대해 고정식의 좌표계에 기초하여 제 1 공간 방향을 따라 기하학적 바디에 인가되는 기하학적 바디의 힘 또는 변형을 검출하고 힘 또는 변형 센서의 제 2 그룹은 기하학적 바디에 대해 고정식의 좌표계에 기초하여 제 1 공간 방향에 대해 독립적인 제 2 공간 방향을 따라 기하학적 바디에 인가되는 기하학적 바디의 힘 또는 변형을 검출하며, 힘 센서 또는 변형 센서의 신호 출력은 신호 검출 및 평가 그리고 서로 다른 공간 방향들로 작용하는 힘 또는 변형 성분의 결정 또는 평가를 위해 서로에 대해 설정되는 방식으로 적어도 두 그룹으로 기하학적 바디 상에 복수의 힘 또는 변형 수단 센서를 배치하도록 제안된다.
또한, 예를 들어 EP 2 829 859 A2에 따른 센서 구성에 기초하여 공작 기계 상의 동작 파라미터를 모니터링하는 것이 EP 2 924 526 A1에 따라 알려졌다. 특히, EP 2 924 526 A1은 적어도 제 1 축을 따라서 작업물과 공구 홀더를 서로에 대해 이동시키기 위한 공구 홀더 및 부재를 갖는 작업물 가공 기계의 동작 파라미터를 설정 및/또는 모니터링하는 방법을 나타낸다. 본 발명에 따른 방법은, 공구가 장착된 공구 홀더의 가공 동작 및 작업물과 공구의 결합에서, 공구 홀더로 전송되는 공구와 작업물 사이의 상호작용 중에 공구에서 발생하는 이어지는 측정 변수들 중 적어도 하나에 대한 값이 공구 홀더 상에 기록되며 가공 과정: a. 제 1 축에 평행한 방향으로 작용하는 축방향 힘, b. 제 1 축 또는 그에 평행한 축에 대해 인가되는 토크, c. 방향 및 크기에 따른 벤딩 모멘트 또는 벤딩 모멘트 성분에 대해 기록된다는 점에서 구별되고, 여기에서 적어도 하나의 측정된 변수에 대해 결정된 값은 사용된 공구의 연장된 서비스 수명에 대해 조절된 동작 파라미터와 동시에 최대 가공 시간보다 짧은 가공 시간의 설정을 수행하도록 및/또는 자신의 재생성 및/또는 공구 마모 및/또는 작업물 가공 기계의 기계 오류에 대해 가공 동작을 모니터링하도록 사용된다.
본 발명의 목적은 작업물 가공 전과 가공 중에 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템의 모니터링을 개선하고, 특히 보다 사용자 친화적으로, 및/또는 가공 작업 중에 기계, 공구 및/또는 작업물 상에서 부드러운 방식으로 가공을 수행할 수 있게 하는 것이다.
위의 문제를 해결하기 위해서, 청구범위 제 1 항에 따른 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 방법 및 청구범위 제 23 항에 따른 공구 인터페이스를 통해서 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들에 클램핑되는 공구를 이용하여 작업물의 가공을 제어하고 공구가 공구 인터페이스를 통해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑되면 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 제어 장치, 그리고 이러한 제어 장치를 구비한 공작 기계 및 또한 청구범위 제 24 항에 따른 상응하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 종속 청구항은 바람직한 실시예와 관련된다.
일 양태에 따르면, 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 방법이 제공되고, 공작 기계는 공구가 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들의 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들에 클램핑된 공구에 의한 작업물의 가공을 제어하기 위한 제어 장치를 구비한다.
여기서, 작업 스핀들에는 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서가 제공되고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 상기 제어 장치 상에 제공된다.
또한 이 방법은: 힘 센서에 의해 제공된 센서 값에 기초하여 공구가 공구 인터페이스에 의해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더로 클램핑될 때 상기 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역에서의 힘 분배를 결정하는 단계, 및/또는 특히 작업물 가공 중의 스핀들 손상, 작업물 손상 및/또는 공구 손상에 대한 보호를 위한 안전 제어 수단을 수행하기 위한 요구사항과 관련해, 결정된 힘 분배에 기초하여 공구가 공구 인터페이스를 통해서 제어 장치에 있는 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 단계를 포함해야 함이 제안된다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 힘 분배에 기초하여 공구가 제자리에 클램핑되면, 특히 공구를 클램핑한 후에, 공구가 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템에 클램핑될 때 풀-인 힘 작용을 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 풀-인 힘을 하나 이상의 풀-인 힘 제한 값과 비교하는 단계, 및/또는 결정된 풀-인 힘이 적어도 하나의 풀-인 힘 제한 값보다 낮은 것으로 결정되면 안전 제어 수단을 수행하는 단계를 포함한다.
안전 제어 수단을 구현하는 것은 바람직하게는: 공작 기계의 운영자에게 시각 및/또는 음향 경고 신호를 출력하는 단계, 공작 기계의 하나의, 복수의 또는 모든 공급 축의 공급의 속도를 늦추거나 중단시키는 단계, 작업 스핀들의 스핀들 속도를 감소시키거나 공작 기계의 작업 스핀들을 중단시키는 단계, 작업물로부터 공구를 멀리 제거하도록 공작 기계의 공급 축을 제어하는 단계, 및/또는 공작 기계에서 비상 중단을 개시하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 스핀들 속도, 공구 유형, 공구 크기, 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 따라 하나 이상의 풀-인 힘 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에서 결정된 풀-인 힘을 출력하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 힘 분배에 기초하여 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에, 특히 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에, 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템 및/또는 공구 상에서 동적으로 작용하는 축방향 힘을 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 축방향 힘을 하나 이상의 축방향 힘 제한 값과 비교하는 단계, 및/또는 결정된 축방향 힘이 하나 이상의 축방향 힘 제한 값 중 적어도 하나를 초과한다고 결정되면 안전 제어 수단을 수행하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 풀-인 힘, 스핀들 속도, 공구 유형, 공구 크기, 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 기초하여 하나 이상의 축방향 힘 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 풀-인 힘에 기초하여 하나 이상의 축방향 힘 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에 결정된 축방향 힘을 출력하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 특히 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에 결정된 힘 분배에 기초하여, 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템 및/또는 공구에 대해 동적으로 작용하는 반지름방향 토크를 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 반지름방향 토크를 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값과 비교하는 단계, 및/또는 결정된 반지름방향 토크가 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값 중 적어도 하나를 초과한다고 결정되면 안전 제어 수단을 수행하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 풀-인 힘, 스핀들 속도, 공구 유형, 공구 크기, 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 기초하여 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 풀-인 힘에 기초하여 또는 결정된 풀-인 힘에 상응하는 임계 벤딩 모멘트 및/또는 리프트-오프 토크에 기초하여, 특히 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 기초하여 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에서 결정된 반지름방향 토크를 출력하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 안전 제어 수단의 수행은: 공작 기계 운영자에게 시각 및/또는 음향 경고 신호를 출력하는 단계, 공작 기계의 하나의, 복수의 또는 모든 공급 축의 공급의 속도를 늦추거나 중단시키는 단계, 작업 스핀들의 스핀들 속도를 감소시키거나 공작 기계의 작업 스핀들을 중단시키는 단계, 작업물로부터 공구를 멀리 제거하도록 공작 기계의 공급 축을 제어하는 단계, 및/또는 공작 기계에서 비상 중단을 개시하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에서 공구를 클램핑한 후에, 결정된 힘 분배에 기초하여 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 클램핑 상황에 영향을 미치는 어떠한 간섭 물체, 특히 먼지 또는 칩이 존재하는지 여부가 결정된다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 결정된 힘 분배에 기초하여 클램핑 상황에 영향을 미치는 하나 이상의 간섭 물체가 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 존재하는 것으로 결정되면, 결정된 힘 분배에 기초하여 클램핑 상황에 영향을 미치고 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 존재하는 하나 이상의 간섭 물체의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 베어링 영역이 공구 인터페이스의 기준점에 대해 섹터들로 분할되고, 결정된 힘 분배에 기초하여 하나 이상의 존재하는 간섭 물체의 위치 결정에서, 간섭 물체가 존재하는 공구 인터페이스의 베어링 영역의 하나 이상의 섹터가 결정된다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 공구 인터페이스의 베어링 영역의 섹터가 공구 인터페이스의 평평한 접촉 영역 상의 복수의 섹터를 포함하고/하거나, 공구 인터페이스의 베어링 영역의 섹터가 공구 인터페이스의 원추형 접촉 영역 상의 복수의 섹터를 포함한다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 제어 장치는 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 존재하는 하나 이상의 간섭 물체의 결정된 위치를 나타내는 위치 데이터를 출력하도록 설계된다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 이 방법은: 하나 이상의 존재하는 간섭 물체의 결정된 위치를 제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에 출력하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 양태는 공구 인터페이스에 의해서 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들에 클램핑되는 공구를 이용하여 작업물의 가공을 제어하고 공구가 공구 인터페이스를 통해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑되면 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 제어 장치를 제안하고, 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서를 구비하고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 제어 장치 상에 제공되며, 이 제어 장치는 상기 힘 센서에 의해 제공된 센서 값에 기초하여 공구가 공구 인터페이스에 의해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더로 클램핑될 때 상기 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상의 힘 분배를 결정하고, 특히 작업물 가공 중의 스핀들 손상, 작업물 손상 및/또는 공구 손상에 대한 보호를 위한 안전 제어 수단을 수행하기 위한 요구사항과 관련해, 결정된 힘 분배에 기초하여 공구가 공구 인터페이스를 통해서 제어 장치에서의 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하도록 적응된다.
다른 예시적인 양태에 따르면, 전술된 양태들 중 하나에 따른 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제안되고, 공구가 공구 인터페이스를 통해서 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들에 클램핑될 때 작업물의 가공 동작을 제어하고 공구가 공구 인터페이스를 통해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하도록 프로그램이 제어 장치의 컴퓨터에 의해 실행될 때, 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서를 구비하고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 제어 장치 상에 제공된다.
도 1은 수치 제어 공작 기계의 개략적인 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2는 공작 기계의 작업 스핀들 상의 공구 클램핑의 개략적인 예시적인 모습을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 예시적인 방법의 예시적인 흐름도를 도시한다.
아래에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 자세히 기술된다. 그러나 본 발명은 기술된 실시예들로 제한되지 않는다. 본 발명은 청구범위의 범주에 의해 정의된다. 실시예들의 동일한 또는 동등한 특성들은 도면에 동일한 참조부호로 표시되었다.
도 1은 수치 제어 공작 기계(100)의 개략적인 예시적인 설계를 도시한다.
공작 기계(100)는, 예시로서 기계 베드(110) 상에서 직선으로 이동될 수 있는 하나 이상의 슬라이드 및/또는 하나 이상의 회전식으로 구동가능한 슬라이드를 포함할 수 있는 예시적인 작업물 클램핑 테이블(150)이 배치되고 작업물(WS)이 클램핑될 수 있는 기계 베드(110)를 포함한다.
공작 기계(100)는 또한 예를 들어 기계 스탠드(120)를 포함하며, 기계 스탠드(120) 상에 작업 스핀들(140)을 구비한 스핀들 캐리어(130)가 배치되고, 이것은 기계 스탠드(120) 상에서 선형으로 이동될 수 있는 하나 이상의 슬라이드를 포함할 수 있고/있거나 하나 이상의 회전식으로 구동가능한 회전축 또는 스위블 축을 가질 수 있다. 예로서, 공작 기계(100)는 5-축 또는 6-축 공작 기계로서 설계될 수 있다.
예를 들어, 밀링 또는 드릴링 공구와 같은 공구 WZ가 스핀들(140) 상의 공구 인터페이스(200)에 의해 클램핑된다. 공구 인터페이스(200)는 중공 생크 테이퍼, 급경사 테이퍼, 다각형 생크 테이퍼, 모스 테이퍼 또는 다른 방식으로 알려진 공구 인터페이스로서 설계될 수 있다.
공작 기계(100)는 또한 스크린(161)(터치 모니터로서 설계될 수 있음) 및 예로서 키보드, 컴퓨터 마우스, 손잡이 또는 회전식 손잡이를 통해 운영자의 제어 명령 또는 동작 명령을 입력하기 위한 입력 필드(162)를 갖는 컴퓨터 제어 장치(160)를 포함한다. 또한, 제어 장치(160)는 데이터를 저장하고 예로서 프로세서를 이용하여 컴퓨터 보조 방법을 수행하기 위한 데이터 처리 장치(163)를 포함한다.
제어 장치(160)는 필요에 따라 NC 제어 데이터에 기초하여 클램핑된 작업물(WS)에 대한 클램핑된 공구(WZ)의 상대적 이동을 제어하고, 공작 기계의 액추에이터(예를 들어, 축 드라이브)를 제어하며, 공작 기계(100)의 센서의 센서 신호를 판독하도록 설정된다.
도 2는 공작 기계의 작업 스핀들 상의 공구 클램핑의 개략적인 예시적인 도면을 도시한다.
작업 스핀들(140)은 공구 인터페이스(200)가 클램핑되는 공구 인터페이스 홀더(141)를 포함하며, 공구(WZ)는 공구 인터페이스(200)에 부착되거나 고정된다.
공구 인터페이스(200)의 베어링 영역이 클램핑된 상태로 놓이는 공구 인터페이스 홀더(141)의 베어링 영역은, 예를 들어 스트레인 게이지로서 설계될 수 있는 복수의 힘 센서(142a, 142b)를 포함한다.
힘 센서(142b)는 공구 인터페이스 홀더(141)의 베어링 영역의 평평한 접촉부(141b)의 일 섹션 상에 배치되고 힘 센서(142a)는 공구 인터페이스 홀더(141)의 베어링 영역의 원추형 접촉 영역(141a)의 일 섹션 상에 배치된다. 힘 센서 센서(142a, 142b)는 특히 공구 인터페이스(200)의 평평한 접촉부 및 원추형 접촉 영역부의 영역에서 클램핑된 상태에서 공구 인터페이스(200)의 베어링 영역 상의 힘 분포를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 예시적인 방법의 예시적인 흐름도를 도시한다..
단계(S301)에서, 공구(WS)는 공구 인터페이스(200)에 의해 공작 기계(100)의 작업 스핀들(140)의 공구 인터페이스 홀더(141) 내에 삽입된 다음 단계(S302)에서 작업 스핀들(140)에 클램핑된다.
단계(S303)에서, 힘 센서(142a, 142b)의 센서 신호는 작업 스핀들(140)의 공구 인터페이스 홀더(141)에서 판독되거나 제어 장치(160)에서 이용가능하게 된다.
단계(S304)에서, 축방향(즉, 스핀들 축방향) 및 반지름방향으로 작용하는 어떤 힘 또는 토크가 결정될 수 있는지에 기초하여, 작업 스핀들(140)의 공구 인터페이스 홀더(141)에서 복수의 힘 센서(142a, 142b)의 센서 신호에 기초해 제어 장치(160)에서 힘 분배가 결정된다.
임의의 비대칭에 대한 결정된 힘 분배를 검토하고 그에 따라 공구 인터페이스(200)가 작업 스핀들(140)의 공구 인터페이스 홀더(141)에 올바르게 클램핑되었는지, 또는 공구 인터페이스 홀더(141)의 베어링 영역(141a, 141b)과 클램핑된 공구(WZ)의 공구 인터페이스(200)의 상응하는 베어링 영역 사이의 작업 스핀들(140)의 공구 인터페이스 홀더(141) 상의 공구 인터페이스를 구비한 공구(WZ)를 클램핑한 후에, 클램핑 상황에 영향을 미치거나 방해하는 간섭 물체, 특히 칩 또는 다른 오염물질이 존재하는지 여부에 대한 결론을 도출하는 것이 또한 가능하다.
예시적인 단계(S305)에서, 단계(S304)에서 결정된 힘 분포에 기초하여, 예를 들어 결정된 비대칭에 기초하여, 공구 인터페이스 홀더(141)의 베어링 영역(141a, 141b)과 공구 인터페이스(200)의 상응하는 베어링 영역 사이에 공구(WZ)를 클램핑한 후에, 간섭 물체, 특히 칩 또는 다른 오염물질이 존재한다고 검출될 수 있는지가 결정된다. 여기에서 칩 또는 오염물질은 10㎛ 이하의 간섭 물체 크기를 갖는 범위에 이르는 칩 또는 오염물질을 검출하는 것이 가능하다.
단계(S305)에서 YES이면, 단계(S304)에서 결정된 힘 분포에 기초하여 공구 인터페이스 홀더(141)의 접촉 영역(141a, 141b)과 공구 인터페이스(200)의 상응하는 베어링 영역 사이의 하나 이상의 간섭 물체의 위치가 결정된다.
따라서, 이 방법은 결정된 힘 분포에 기초하여, 클램핑 상태에 영향을 미치는 하나 이상의 간섭 물체가 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구 인터페이스의 대응하는 베어링 영역 사이에 존재하는지 여부가 결정되면(단계(S305에서 YES), 클램핑 상황에 영향을 미치고 기준면상에서 공구 인터페이스 홀더(141)의 베어링 영역과 클램핑된 공구(WZ)의 공구 인터페이스(200)의 대응 베어링 영역 사이에 존재하는 하나 이상의 간섭 물체의 위치를 결정하는 단계(S306)를 포함한다.
검출된 간섭 물체의 위치를 결정한 후에, 제어 장치는 검출된 간섭 물체의 결정된 위치(들)를 위치 데이터에 저장하고 위치 데이터를 출력하도록 배치된다(단계(S307)).
또한, 단계(S308)에서 공구(WZ) 또는 공구 인터페이스(200)는 단계(S309)에서 작업 스핀들(140)의 공구 인터페이스 홀더(141)로부터 클램핑 해제되어 세척을 위해 제거될 수 있다. 이것은 운영자에 의해서 또는 공작 기계(100)의 공구 교환 장치에 의해 수동으로 행해질 수 있다.
공구 인터페이스(200) 및/또는 공구 인터페이스 홀더(141) 또는 상응하는 베어링 표면을 세척한 후에, 공구는 공구 인터페이스(200) 및/또는 공구 인터페이스 홀더(141)를 세척한 후에 다시 단계(S301) 내지 단계(S305)를 수행하도록 스핀들(140) 상에서 재사용될 수 있다.
운영자가 공구 인터페이스(200) 및/또는 공구 인터페이스 홀더(141)를 더 쉽게 세척할 수 있게 하기 위해, 검출된 간섭 물체의 결정된 위치(들)를 운영자에게 나타내도록 위치 데이터가 예를 들어 제어 장치(160)의 디스플레이 장치(스크린)(161) 상에 시각적 디스플레이에 의해서도 출력될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 클램핑된 공구(WZ)의 공구 인터페이스(200)의 베어링 영역은 이러한 목적을 위해 공구 인터페이스(200)의 기준점에 대한 섹터로 분할될 수 있으며, 단계(S306)에서 결정된 힘 분포에 기초하여 존재하는 하나 이상의 간섭 물체의 위치(들)를 결정할 때, 간섭 물체가 존재하는 공구 인터페이스의 베어링 영역의 하나 이상의 섹터가 결정된다.
결과적으로, 예를 들어 모니터(161) 상의 제어 장치(160)의 그래픽 사용자 인터페이스는 클램핑된 공구(WZ)의 공구 인터페이스(200)의 베어링 영역의 어느 섹터(들)에 간섭 물체가 존재하는지를 운영자에 나타낼 수 있으며, 그에 따라 운영자는 이러한/이들 섹터/섹터들을 세척할 수 있거나 또는 간섭 물체에 대해 이들을 보다 효율적으로 검사할 수 있다.
바람직한 예시적인 양태에 따르면, 여기서 공구 인터페이스의 베어링 영역의 섹터는 공구 인터페이스의 평평한 접촉 영역 상의 몇몇 섹터를 포함하고/하거나 공구 인터페이스의 베어링 영역의 섹터가 공구 인터페이스의 원추형 접촉 영역 상의 복수의 섹터를 포함한다.
여기서 섹터는 바람직하게는 운영자에 의해 식별가능한 공구 인터페이스(200)의 기준점에 대해 표시된다. 이러한 기준점은, 예로서 색상 표식 또는 정형 또는 융기(예컨대, 음각 또는 양각)에 의해 공구 인터페이스(200) 상에 시각적으로 배치될 수 있다. 일부 공구 인터페이스 유형의 경우에, 이러한 기준점이 이미 존재할 수 있으며, 예로서 홈의 경우에 기준점은 전문가에 의해서 "저먼 코너(German corner)"로도 알려져있다.
세척 후에 단계(S301) 내지 단계(S305)가 반복된다면, 또는 간섭 물체가 존재하지 않으면, 또는 직접적으로 단계(S305)가 NO인 경우에, 단계(S304)에서 결정된 힘 분배에 기초하여 축방향(즉 스핀들 축방향)으로 작용하는 풀-인 힘(FE)이 측정 또는 결정된다; 단계(S310).
단계(S311)에서, 제어 장치(160)는 결정된 풀-인 힘(FE)이 풀-인 힘 제한 값 아래에 있는지를 결정하고, 만약 풀-인 힘(FE)이 풀-인 힘 제한 값 아래에 있다고 결정되면(단계(S311)가 NO), 공구(WZ) 또는 공구 인터페이스(200)는 스핀들 유지보수를 가능하게 수행하도록 스핀들(140)에서 클램핑 해제된다(그리고 필요하다면, 단계(S309)와 유사하게 제거된다). 이러한 목적을 위해, 가공 안전을 보장하는 필요한 풀-인 힘이 공구를 클램핑할 때 클램핑 시스템 상에서 더 이상 획득될 수 없기 때문에, 제어 장치(160)의 그래픽 사용자 인터페이스는 스핀들 유지보수가 필요함을 운영자에게 표시할 수 있다.
만약 단계(S311)가 결정된 풀-인 힘(FE)이 풀-인 힘 제한 값보다 크다고 나타내면(단계(S311)에서 YES), 단계(S314)에서 하나 이상의 추가 제한 값, 예로서 특히 가공 중에 발생하는 최대 벤딩 모멘트(반지름방향으로 작용하는 토크) 및/또는 가공 중에 발생하는 축방향으로(즉, 스핀들 축방향으로) 작용하는 힘에 대한 제한 값이 결정된다.
이는 다양한 파라미터에 따라 제어 장치의 메모리에 저장된 제한 값 테이블에 기초하여 수행될 수도 있다.
여기서 제한 값, 예로서 스핀들 또는 스핀들 베어링에 대한 초과 마모 또는 손상을 방지하도록 스핀들 상의 스핀들 베어링 부하 또는 초과 스핀들 부하를 방지하는 조건 하에서 가공 중에 발생하는 축방향으로 (즉, 스핀들 축방향으로) 작용하는 힘 및/또는 가공 중에 발생하는 최대 벤딩 모멘트(반지름방향으로 작용하는 토크)에 대한 제한 값은 다양한 사양에 기초할 수도 있다.
또한, 특히 공구 인터페이스 지지부의 평평한 접촉부로부터 클램핑된 공구 인터페이스를 들어올리는 것을 방지하기 위해 임계 벤딩 모멘트 또는 공구 인터페이스의 리프팅 모멘트 아래에 반지름방향으로 작용하는 벤딩 모멘트를 유지하도록, 공구에 대한 손상(예로서, 절단 에지 파손 또는 공구 파손)을 방지하기 위해 및/또는 공구 인터페이스에 대한 초과 반지름방향 모멘트를 방지하기 위해 공구 상의 축방향 힘 및/또는 초과 벤딩 모멘트를 방지하는 조건 하에서, 특정한 공구 및/또는 특정한 공구 인터페이스에, 즉 예로서 상응하는 공구 또는 공구 인터페이스의 유형 또는 크기에 적응된 가공 중에 발생하는 축방향으로 (즉, 스핀들 축방향으로) 작용하는 힘에 대한 및/또는 가공 중에 발생하는 최대 벤딩 모멘트(반지름방향으로 작용하는 토크)에 대한 제한 값을 설정하는 것이 가능하다.
조사에 근거하여, 가공 동작은 18 kN보다 높은 풀-인 힘으로만 수행되어야 하는 것으로 제안되었다. 그러나 예를 들어 HSK 63 크기의 공구 인터페이스 HSK (중공 생크 원뿔)에 있어서, 리프트-오프 토크는 18kN의 풀-인 힘에서 약 450NM이고 리프트-오프 토크는 24kN의 풀-인 힘에서 540NM이며, 그에 따라 더 높은 벤딩 모멘트가 더 높은 풀-인 힘에서도 가능하며 더 높은 반지름방향 토크 제한 값이 더 낮은 풀-인 힘에 비교하여 설정될 수 있다. 이것은 서로 다른 값에서의 다른 공구 인터페이스 크기에 대해 질적으로 정확하게 유지한다. 크기 HSK 100 및 풀-인 힘 40 kN의 HSK 공구 인터페이스(중공 생크 테이퍼)에 있어서, 리프트-오프 토크는 약 1120 NM이고 풀-인 힘 55 kN 인 경우 리프트-오프 토크는 약 1400 NM이다. 결과적으로, 반지름방향 토크에 대한 제한 값은 사용된 공구 인터페이스 및 그 크기에 기초하여 설정되는 것이 바람직하지만, 결정된 풀-인 힘(FE)에 기초하는 것 또한 여전히 바람직하다.
서로 다른 제한 값이 여기에서 특정 공구, 특정 공구 인터페이스 또는 이들의 크기에 대해 명시될 수 있으며, 이들은 서로 다른 값에 놓일 수 있고 필요하다면 또한 개별 제한 값이 초과될 때 자동으로 실행될 수 있는/되어야 하는 서로 다른 저장된 안전 수단을 이용하여 작업물의 가공 중에 동시에 독립적으로 모니터링될 수 있다. 제한 값은 또한 예로서 그래픽 사용자 인터페이스 상에 디스플레이된 제한 값을 적응시킴으로써(필요하다면 제안됨), 또는 수행될 적절한 안전 수단을 선택하거나 또는 스스로 이를 프로그래밍함으로써, 운영자에 의해 수동으로 재조정될 수 있다.
예를 들어, 풀-인 힘에 기초한 임계 벤딩 모멘트 또는 리프트-오프 모멘트 및 필요하다면, 운영자에 의해 추가로 조정될 수 있는 매칭(더 작은 또는 상당히 더 작은) 반지름방향 모멘트 제한 값을 나타내는 각각의 공구 인터페이스 유형 및 각각의 인터페이스 크기에 대한 개별 할당 데이터를 (예로서, 룩업 테이블로서) 사전 저장하는 것이 가능하다.
스핀들 및/또는 스핀들 베어링을 보호하도록, 또한 작업물을 보호하도록 추가의 제한 값이 또한 명시되거나 설정될 수 있다.
제한 값이 초과되었을 때 제어 장치에 의해 적절하게 수행될 임의의 안전 수단은 예로서 아래의 안전 수단을 포함할 수 있다:
- 예로서 그래픽 사용자 인터페이스를 통해, 공작 기계의 운영자에게 시각 및/또는 음향 경고 신호를 출력;
- 공작 기계의 하나의, 복수의 또는 모든 공급 축의 공급의 속도를 늦추거나 중단;
- 작업 스핀들의 스핀들 속도 감소 및/또는 공작 기계의 작업 스핀들 중단;
- 작업물로부터 공구를 멀리 제거하도록 공작 기계의 공급 축을 제어; 및/또는
- 공작 기계에서 긴급 중단을 개시.
필요하다면 운영자의 사양 또는 설정에 따라서도, 또는 테스트 동작(소위 티치-인)에서 이전에 결정된 제한 값에 기초하여 적절한 제한 값을 결정한 후에, 작업물 가공이 단계(S315)에서 시작된다.
단계(S316)에서, 결정된 힘 분포는 힘 센서로부터의 센서 신호의 연속적 또는 반복적 회수에 의해 그리고 축방향으로 작용하는 힘 또는 반지름방향으로 작용하는 벤딩 모멘트의 힘 분포의 결정 또는 모니터링에 의해 모니터링될 수 있다.
만약 반지름방향 벤딩 모멘트 또는 축방향으로 작용하는 힘이 상응하는 제한 값 중 하나를 초과하면(단계(S317)이 YES), 제어 장치는 스핀들, 공구 및/또는 작업물을 보호하도록 제한 값 또는 파라미터에 할당된 상응하는 안전 수단을 자동으로 수행할 것이다.
제한 값은 또한 여기에서 예를 들어 속도가 증가함에 따라 제한 값이 더 높은 등, 임의의 지정된 제한 값 테이블 또는 공급 속도 또는 스핀들 속도에 기초하여 제한 값 테이블에 따라 동적으로 조정될 수도 있다.
작업물을 가공할 때 동적으로 발생하는 축방향 힘의 결정의 정확도를 모니터링하기 위해 축방향으로 측정된 힘은 풀-인 힘(FE)을 결정한 후에 제로로 캘리브레이션되거나 재설정될 수 있으며, 그에 따라 보다 높은 정확도로 풀-인 힘을 넘어서 축방향으로 작용하는 힘을 측정하고 추가로 발생하는 축방향 힘으로서 운영자에게 직접 디스플레이될 수 있다.
따라서 본 발명은 작업물 가공 중에 공작 기계의 스핀들의 클램핑 시스템 상의 반지름방향 토크 또는 축방향 힘의 유리한 동적 모니터링에 관련되며, 바람직하게는 공구-특정, 공구 인터페이스-특정, 작업물-특정 조건 및 스핀들 상태에 따르는 조건에 의존하여, 스핀들, 스핀들 베어링, 공구, 공구 인터페이스 및 작업물에 대한 손상을 방지하도록 파라미터의 제한 값 모니터링의 동적으로 적응된 최적의 재설정을 가능하게 한다.

Claims (24)

  1. 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 방법으로서,
    상기 공작 기계는 공구가 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들의 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 공구 인터페이스에 의해 작업 스핀들에 클램핑된 공구에 의한 작업물의 가공을 제어하기 위한 제어 장치를 구비하고,
    상기 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서를 구비하고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 상기 제어 장치 상에 제공되며,
    상기 방법은:
    상기 힘 센서에 의해 제공된 센서 값에 기초하여 공구가 공구 인터페이스에 의해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더로 클램핑될 때 상기 공구 인터페이스 홀더의 접촉 영역에서의 힘 분배를 결정하는 단계, 및
    특히 작업물의 가공 중의 스핀들 손상, 작업물 손상 및/또는 공구 손상에 대한 보호를 위한 안전 제어 수단을 수행하기 위한 요구사항과 관련해, 결정된 힘 분배에 기초하여 공구가 공구 인터페이스를 통해서 제어 장치 상의 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    결정된 힘 분배에 기초하여 공구가 제자리에 클램핑되면, 특히 공구를 클램핑한 후에, 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템에 대한 풀-인 힘 작용을 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    결정된 풀-인 힘을 하나 이상의 풀-인 힘 제한 값과 비교하는 단계, 및
    결정된 풀-인 힘이 적어도 하나의 풀-인 힘 제한 값보다 낮은 것으로 결정되면 안전 제어 수단을 수행하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    스핀들 속도, 공구 유형, 공구 크기, 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 기초하여 하나 이상의 풀-인 힘 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에서 결정된 풀-인 힘을 출력하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에, 결정된 힘 분배에 기초하여, 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에, 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템 및/또는 공구에 대해 동적으로 작용하는 축방향 힘을 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    결정된 축방향 힘을 하나 이상의 축방향 힘 제한 값과 비교하는 단계, 및
    결정된 축방향 힘이 하나 이상의 축방향 힘 제한 값 중 적어도 하나를 초과한다고 결정되면 안전 제어 수단을 수행하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    풀-인 힘, 스핀들 속도, 공구 유형, 공구 크기, 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 기초하여 하나 이상의 축방향 힘 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  9. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항과 함께 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    결정된 풀-인 힘에 기초하여 하나 이상의 축방향 힘 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에 결정된 축방향 힘을 출력하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    결정된 힘 분배에 기초하여 작업 스핀들 및/또는 공구의 공구 클램핑 시스템 상에 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에, 특히 클램핑된 공구를 이용한 작업물의 가공 중에 동적으로 작용하는 반지름방향 토크를 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    결정된 반지름방향 토크를 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값과 비교하는 단계, 및
    결정된 반지름방향 토크가 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값 중 적어도 하나를 초과한다고 결정되면 안전 제어 수단을 수행하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    풀-인 힘, 스핀들 속도, 공구 유형, 공구 크기, 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 기초하여 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  14. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항과 함께 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    결정된 풀-인 힘에 기초하여 또는 결정된 풀-인 힘에 상응하는 임계 벤딩 모멘트 및/또는 리프트-오프 토크에 기초하여, 특히 공구 인터페이스 유형 및/또는 공구 인터페이스 크기에 기초하여 하나 이상의 반지름방향 토크 제한 값을 설정 또는 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에서 결정된 반지름방향 토크를 출력하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  16. 제 3 항, 제 7 항 및/또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안전 제어 수단의 수행은:
    공작 기계의 운영자에게 시각 및/또는 음향 경고 신호를 출력하는 단계,
    공작 기계의 하나의, 복수의 또는 모든 공급 축의 공급의 속도를 늦추거나 중단시키는 단계,
    작업 스핀들의 스핀들 속도를 감소시키거나 공작 기계의 작업 스핀들을 중단시키는 단계,
    작업물로부터 공구를 멀리 제거하도록 공작 기계의 공급 축을 제어하는 단계, 및/또는
    공작 기계에서 긴급 중단을 개시하는 단계를 포함하는 것으로 특징지어지는, 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에서 공구를 클램핑한 후에, 결정된 힘 분배에 기초하여 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 클램핑 상황에 영향을 미치는 어떠한 간섭 물체, 특히 먼지 또는 칩이 존재하는지 여부가 결정되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    결정된 힘 분배에 기초하여 클램핑 상황에 영향을 미치는 하나 이상의 간섭 물체가 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 존재하는 것으로 결정되면, 결정된 힘 분배에 기초하여 클램핑 상황에 영향을 미치고 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 존재하는 하나 이상의 간섭 물체의 위치를 결정하는 단계에 의해 특징지어지는, 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 베어링 영역이 공구 인터페이스의 기준점에 대해 섹터들로 분할되고, 결정된 힘 분배에 기초하여 존재하는 하나 이상의 간섭 물체의 위치 결정에서, 간섭 물체가 존재하는 공구 인터페이스의 베어링 영역의 하나 이상의 섹터가 결정되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    공구 인터페이스의 베어링 영역의 섹터가 공구 인터페이스의 평평한 접촉 영역 상의 복수의 섹터를 포함하고/하거나, 공구 인터페이스의 베어링 영역의 섹터가 공구 인터페이스의 원추형 접촉 영역 상의 복수의 섹터를 포함하는 것으로 특징지어지는, 방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역과 클램핑된 공구의 공구 인터페이스의 상응하는 베어링 영역 사이에 존재하는 하나 이상의 간섭 물체의 결정된 위치를 나타내는 위치 데이터를 출력하도록 배치되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 존재하는 간섭 물체의 결정된 위치를 제어 장치의 그래픽 사용자 인터페이스에 출력하는 것에 의해 특징지어지는, 방법.
  23. 공구 인터페이스를 통해서 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들에 클램핑되는 공구를 이용하여 작업물의 가공을 제어하고 공구가 공구 인터페이스를 통해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑되면 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하기 위한 제어 장치로서, 상기 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서를 포함하고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 상기 제어 장치 상에 제공되며,
    상기 제어 장치는:
    상기 힘 센서에 의해 제공된 센서 값에 기초하여 공구가 공구 인터페이스에 의해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더로 클램핑될 때 상기 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역에서의 힘 분배를 결정하고,
    특히 작업물의 가공 중의 스핀들 손상, 작업물 손상 및/또는 공구 손상에 대한 보호를 위한 안전 제어 수단을 수행하기 위한 요구사항과 관련해, 결정된 힘 분배에 기초하여 공구가 공구 인터페이스를 통해서 제어 장치 상의 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하도록 구성되는, 제어 장치.
  24. 제어 장치가 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    공구가 공구 인터페이스를 통해서 수치 제어 공작 기계의 작업 스핀들에 클램핑될 때 작업물의 가공을 제어하고 공구가 공구 인터페이스를 통해서 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더에 클램핑될 때 공작 기계의 작업 스핀들의 공구 클램핑 시스템을 모니터링하도록 상기 프로그램이 제어 장치의 컴퓨터에 의해 실행될 때,
    상기 작업 스핀들은 작업 스핀들의 공구 인터페이스 홀더의 베어링 영역 상에 복수의 힘 센서를 구비하고 공구가 작업 스핀들의 인터페이스 홀더 상의 공구 인터페이스에 의해 클램핑될 때 작업 스핀들의 힘 센서의 센서 값이 상기 제어 장치 상에 제공되는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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