KR20240145518A

KR20240145518A - 툴홀더 장착상태 검출방법, 툴홀더 장착상태 검출장치, 변위검출방법, 변위검출장치 및 공작기계

Info

Publication number: KR20240145518A
Application number: KR1020247031384A
Authority: KR
Inventors: 유타 후쿠오카; 히로키 세키네
Original assignee: 가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2024-10-07
Also published as: WO2023188451A1; EP4454793A4; EP4454793A1; US20250205844A1

Abstract

본 발명의 툴홀더 장착상태 검출방법은, 셋업시에는, 척미스가 없는 상태로 툴홀더(11)를 주축(26)에 장착하고, 공구(9)의 회전을 개시하고 나서 플랜지부(11B)에 형성된 노치(11C)의 카운트를 개시하고, 마지막으로 검출한 노치(11C)로부터 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(N)를 기억하고, 가공시에는, 셋업시와 같은 수순으로 카운트수(N) 및 시간(T)을 일치시켜서 측정데이터를 얻기 때문에, 센서방식, 노치수, 형상정밀도 및 환경 등에 관계없이, 셋업시와 가공시의 측정데이터의 위상을 간단하고 또한 고정밀도로 맞추어, 척미스의 검출정밀도를 향상시킨다.

Description

툴홀더 장착상태 검출방법, 툴홀더 장착상태 검출장치, 변위검출방법, 변위검출장치 및 공작기계

본 발명은, NC(수치제어)가공기(Numerical Control 加工機)나 머시닝센터(Machining Center)를 비롯한 워크(가공대상물건, 측정대상물)의 가공을 실시하는 공작기계(工作機械)로서, 특히 공구를 적절하게 선택하여 착탈(着脫)하는 자동공구교환장치(ATC)를 구비하는 공작기계에 있어서, 공구(工具)가 부착되는 툴홀더(tool holder)가 주축(主軸)에 정상적으로 장착되었는지를 나타내는 장착이상(裝着異常)의 판정을 실시하는 툴홀더 장착상태 검출방법(tool holder 裝着狀態檢出方法), 툴홀더 장착상태 검출장치 및 이를 구비하는 공작기계에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 공구가 부착되는 툴홀더의 기준상태(基準狀態)로부터의 변위를 검출하는 변위검출방법(變位檢出方法), 변위검출장치 및 이를 구비하는 공작기계에 관한 것이다.

머시닝센터(MC)는, 가공공정에 따라 각종 공구를 자동적으로 선택하고, 선택된 공구를 자동으로 주축에 장착하여 여러 종류의 가공을 실시하는 장치이다. 이 MC에 있어서, 공구의 교환은 자동공구교환(ATC:automatic tool change)장치에 의하여 실시된다. ATC장치는, 공구가 부착된 툴홀더를 공구매거진(工具magazine)으로부터 자동으로 취출하고, 취출된 툴홀더를 주축에 자동으로 장착한다. 공구가 부착된 툴홀더는, 원추(圓錐)모양의 감합부(嵌合部)를 구비하고 있고, 이 감합부가 MC의 주축에 형성된 원추모양의 피감합부(被嵌合部)에 감합되어 장착된다. 그러나 툴홀더는, 감합부에 부스러기(chip) 등이 부착되면, 축이 구부러져 장착되는 경우가 있다. 그리고 이 상태에서 가공을 실시하면, 회전에 수반하여 공구에 흔들림(기준상태로부터의 변위)이 발생하여, 워크의 가공정밀도가 현저하게 저하된다.

툴홀더의 이상(異常)한 장착상태(척미스(chuck miss)) 등에 기인하여 일어나는, 툴홀더의 기준상태로부터의 변위를 검출하기 위한 기술로서, 특허문헌1에는, 「공구가 부착된 툴홀더를 주축에 장착하고, 상기 주축을 회전구동하여 워크를 가공하는 공작기계에 있어서, 상기 주축에 장착된 툴홀더의 플랜지 외주면의 변위를 측정하는 측정수단과, 상기 측정수단에 의하여 얻어진 측정데이터로부터 상기 공작기계의 이상을 판정하는 판정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계」가 기재되어 있고, 또한 「상기 주축에 장착된 툴홀더의 플랜지 외주면의 변위의 측정데이터를 기본데이터로서 기억하는 기본데이터 기억수단과, 상기 기본데이터와 상기 측정수단에 의하여 측정된 측정데이터를 비교하여 진정한 측정데이터를 연산하는 진정 측정데이터 연산수단을 구비하고, 상기 판정수단은, 상기 진정 측정데이터 연산수단에 의하여 산출된 진정한 측정데이터로부터 상기 공작기계의 이상을 판정한다」는 것이 기재되어 있다.

또한 「툴홀더(2)에 노치가 있는 경우에는, 도10(b)에 나타나 있는 바와 같이 2개 있는 노치(2C, 2C) 중에서 어느 일방의 노치(2C)의 중앙이 0°가 되도록 측정데이터를 위상보정한다」는 것 및 「산출된 자기적 요철패턴(가공시 자기적 패턴)과, 메모리(20)에 기억된 셋업시의 자기적 요철패턴(셋업시 자기적 패턴)을 비교하여, 산출된 자기적 요철패턴 중에서 어느 위치가 0°에 위치하는지를 결정한다.」는 것도 기재되어 있다.

또한 특허문헌2는, 플랜지 외주면에 근접하여 설치되는 외주면 검출수단으로서 와전류센서를 설치하고, 툴홀더의 플랜지부에 노치가 있는 경우, 센서가 소정의 주기로 검출한 플랜지 외주면의 표면위치의 검출데이터를 보간처리하여 소정의 주기보다 짧은 보간주기로 보간검출데이터를 산출하여, 보간데이터를 생성하는 것이 기재되어 있다.

또한 특허문헌2의 단락[0026] 등에는, 와전류센서 등의 검출기는 검출거리가 커지게 되면 검출정밀도, 분해능이 저하되는 것 및 노치부분은 검출방향으로 거리가 급격하게 변화되기 때문에 이 부분의 평균거리를 검출하면 검출신호는 약해지는 것이 기재되어 있다. 그래서 특허문헌2에서는, 검출거리가 클수록, 노치부분의 검출데이터의 값이 작아지도록 보정을 실시하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2002-200542호 공보 특허문헌2 : 일본국 공개특허 특개2008-93750호 공보

툴홀더의 플랜지의 외주면의 변위를 측정하여, 척미스 등에 기인하여 일어나는 기준상태로부터의 변위를 검출하는 방법, 또는 이를 이용하여 척미스를 검출하는 방법에서는, 센서에 의한 측정데이터의 상대적인 차이를 구할 필요가 있다. 그를 위해서는, 각각의 측정데이터의 위상보정을 실시할 필요가 있다. 이 위상보정에 대하여 특허문헌1에는, 플랜지의 노치에서 유래(由來)하는 신호를 이용하거나 특징적인 자기적 요철패턴을 이용하거나 하는 방법이 기재되어 있다.

그러나 최근, 툴홀더의 가공정밀도의 향상에 따라 플랜지 부분의 형상의 편차가 종래보다 현저하게 작아지고 있다. 그 때문에 특허문헌1에 기재되어 있는 방법과 같이, 툴홀더에 고유한 특징적인 자기적 요철패턴을 찾아내는 것이 어려워지고 있는 것을 본 발명자는 알고 있다. 이는, 특징적인 자기적 요철패턴이 각 툴홀더(전형적으로는 플랜지부분)에 고유한 형상의 불균일(편차)에 기인하여 얻어지는 것이기 때문이다.

또한 노치에서 유래하는 신호를 이용하여 위상보정을 실시하려고 하더라도, 예를 들면 플랜지가 노치를 2개 구비하여 이 노치가 180도 대칭인 위치에 배치되어 있는 경우에, 180도의 회전대칭에 가까운 자기적 요철패턴이 발현되어, 예를 들면 가공시 자기적 패턴과 셋업시 자기적 패턴의 비교만으로 위상을 결정할 수 없는 것도, 본 발명자는 알고 있다.

또한 특허문헌2는, 보간데이터에 의하여 플랜지부에 노치의 영향에 의한 흔들림 측정의 오차를 작게 할 수 있지만, 샘플링 개시위치의 어긋남이나 회전속도의 불균일이 있으면, 플랜지 외주면의 표면위치의 검출데이터가 부정확하게 되어, 편심량을 고정밀도로 산출할 수 없는 경우가 있다.

또한 예를 들면, 절분(切粉)이 물려들어가는 것 등에 의하여 흔들림이 발생하였을 경우, 노치가 2개 있어 샘플링 개시위치가 크게 어긋났을 경우 및 노이즈가 많은 경우 등에서는, 복잡한 처리를 필요로 한다. 그 때문에 와전류센서 등의 검출기는, 보다 안정된 고정밀도의 측정을 확보하기 위하여, 쿨란트(coolant)의 영향을 받지 않는 위치에 설치하여야 한다.

본 발명의 목적은, 상기 종래기술의 과제를 해결하여, 센서방식(sensor方式), 툴홀더의 플랜지 외주면의 노치수(notch數), 회전방향의 대칭성(對稱性), 플랜지부(11B)의 형상(특히, 측정부분의 두께)의 변화, 자화(磁化), 담금질 심도(深度), 각인(刻印) 및 환경 등에 관계없이, 기준상태 및 변위검출시에 있어서의 측정데이터의 위상을 간단하고 또한 고정밀도로 맞추는 것을 가능하게 하여, 툴홀더의 주축에 대한 척미스(장착이상) 등에 기인하여 일어나는 툴홀더의 기준상태로부터의 변위의 검출정밀도를 향상시키는 것에 있다. 또한 본 발명의 목적은, 상기 변위의 검출을 응용하여, 주축에 장착되는 툴홀더의 장착이상을 검출하는 척미스의 검출방법의 검출정밀도를 향상시키는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같다.

[1]공구가 부착된 툴홀더가 주축에 정상적으로 장착되었는지를 나타내는 척미스의 판정을 실시하는 툴홀더 장착상태 검출방법으로서, 상기 툴홀더의 플랜지부에 있어서의 외주형상을 측정하는 센서를 설치하고, 셋업시에는, 상기 척미스가 없는 상태로 상기 툴홀더를 상기 주축에 장착하고, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 셋업시 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(N)를 기억하고, 가공시에는, 상기 툴홀더를 상기 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 셋업시에 기억된 상기 카운트수(N) 및 상기 시간(T)을 일치시켜서 상기 센서에 의한 가공시 측정데이터를 얻고, 상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터에 의거하여 상기 척미스의 판정을 실시하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.

[2]상기 셋업시 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분의 진폭과 위상을 산출한 기본편심벡터와, 상기 가공시 측정데이터를 상기 푸리에 해석하여 1피크성분의 가공시 진폭과 가공시 위상을 산출한 측정편심벡터에 의거하여 편심량을 구하여, 상기 척미스의 판정을 실시하는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재되어 있는 툴홀더 장착상태 검출방법.

[3]상기 노치를 보간한 상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터를 상기 푸리에 해석하는 것을 특징으로 하는 [2]에 기재되어 있는 툴홀더 장착상태 검출방법.

[4]상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터는, 상기 툴홀더를 적어도 1주시켜서 얻는 것을 특징으로 하는 [1]로부터 [3]의 어느 하나에 기재되어 있는 툴홀더 장착상태 검출방법.

[5]상기 센서는, 상기 주축이 부착된 헤드에 부착된 와전류센서로 한 것을 특징으로 하는 [1]에 기재되어 있는 툴홀더 장착상태 검출방법.

[6]상기 센서는, 상기 주축이 부착된 헤드 이외의 위치에 부착된 광학식 혹은 레이저식으로 한 것을 특징으로 하는 [1]에 기재되어 있는 툴홀더 장착상태 검출방법.

[7]상기 편심량의 측정을 복수회 실시하여, 평균치를 진정한 측정편심량으로 간주하는 것을 특징으로 하는 [2]에 기재되어 있는 툴홀더 장착상태 검출방법.

[8]툴홀더가 주축에 정상적으로 장착되었는지를 나타내는 척미스의 판정을 실시하는 툴홀더 장착상태 검출장치에 있어서, 상기 툴홀더의 플랜지부에 있어서의 외주형상을 측정하는 센서와, 셋업시에, 상기 척미스가 없는 상태로 상기 툴홀더를 상기 주축에 장착하고, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하고, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하여, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 셋업시 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(N)를 기억하는 수단과, 가공시에, 상기 툴홀더를 상기 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 셋업시에 기억된 상기 카운트수(N) 및 상기 시간(T)을 일치시켜서 상기 센서에 의한 가공시 측정데이터를 얻는 수단과, 상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터에 의거하여 상기 척미스의 판정을 실시하는 데이터처리장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출장치.

[9]상기 셋업시 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분의 진폭과 위상을 산출한 기본편심벡터를 구하는 수단과, 상기 가공시 측정데이터를 상기 푸리에 해석하여 1피크성분의 가공시 진폭과 가공시 위상을 산출한 측정편심벡터를 구하는 수단과, 상기 기본편심벡터와 상기 측정편심벡터에 의거하여 편심량을 구하여, 상기 척미스의 판정을 실시하는 수단를 구비하는 것을 특징으로 하는 [8]에 기재되어 있는 툴홀더 장착상태 검출장치.

[10]툴홀더가 주축에 정상적으로 장착되었는지를 나타내는 척미스의 판정을 실시하는 툴홀더 장착상태 검출장치가 조립된 공작기계에 있어서, 상기 툴홀더의 플랜지부에 있어서의 외주면의 형상을 측정하는 센서와, 셋업시에, 상기 척미스가 없는 상태로 상기 툴홀더를 상기 주축에 장착하고, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 셋업시 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(N)를 기억하는 수단과, 가공시에, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 셋업시에 기억된 상기 카운트수(N) 및 상기 시간(T)을 일치시켜서 상기 센서에 의한 가공시 측정데이터를 얻는 수단과, 상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터에 의거하여 상기 척미스의 판정을 실시하는 데이터처리장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계.

[11]주축에 부착되어 일체로 회전하는 툴홀더의 기준상태로부터의 변위를, 상기 툴홀더의 플랜지부의 외주형상을 측정하는 센서의 측정데이터를 상기 기준상태에 있어서의 측정데이터와 비교하여, 검출하는 변위검출방법으로서, 각각의 상기 측정데이터는, 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 회전시켜서 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 각각의 상기 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(N)를 일치시켜서 취득된 것인 변위검출방법.

[12]상기 비교가, 각각의 상기 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분의 진폭과 위상으로부터 산출한 각각의 편심벡터의 비교에 의하여 실시되는 [11]에 기재되어 있는 변위검출방법.

[13]주축에 부착되어 일체로 회전하는 툴홀더의 기준상태로부터의 변위를 검출하는 변위검출장치로서, 상기 툴홀더의 플랜지부의 외주형상을 측정하는 센서의 측정데이터를 상기 기준상태에 있어서의 측정데이터와 비교하여 변위를 검출하는 데이터비교부와, 상기 측정데이터의 취득시기를 조정하는 위상조정부를 구비하고, 상기 위상조정부는, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 회전시켜서 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 각각의 상기 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과, 그때까지의 카운트수(N)를 일치시켜서 각각의 상기 측정데이터를 상기 센서에 취득시키는 변위검출장치.

[14]상기 데이터비교부는, 각각의 상기 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분의 진폭과 위상으로부터 편심벡터를 산출하여 비교하는 [13]에 기재되어 있는 변위검출장치.

[15] [13] 또는 [14]에 기재되어 있는 변위검출장치를 구비하는 공작기계.

본 발명에 의하면, 센서방식, 툴홀더의 플랜지 외주면의 노치수, 회전방향의 대칭성, 플랜지부(11B)의 형상(특히, 측정부분의 두께)의 변화, 자화, 담금질 심도, 각인 및 환경 등에 관계없이, 기준상태 및 측정시에 있어서의 측정데이터의 위상을 간단하고 또한 고정밀도로 맞추는 것이 가능하게 되어, 툴홀더의 주축에 대한 척미스(장착이상) 등에 기인하여 일어나는 툴홀더의 기준상태로부터의 변위의 검출정밀도가 향상된다. 또한 본 발명에 의하면, 상기 변위의 검출을 응용하여, 주축에 장착되는 툴홀더의 장착이상을 검출하는 척미스의 검출방법의 검출정밀도가 향상된다.

예를 들면, 기준상태를 척미스가 일어나지 않은 「셋업시」로 한다. 셋업시에 척미스가 없는 상태로 툴홀더를 주축에 장착하여 공구(즉, 툴홀더)의 회전을 개시한다. 다음에, 센서의 신호변화를 검출하여, 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시한다. 그리고 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 노치로부터 센서에 의한 셋업시(기준상태에 있어서의) 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과, 그때까지의 카운트수(count數)(N)를 기억한다. 다음에, 「가공시」에 변위를 검출하는 것으로 한다. 가공시에는, 셋업시와 같은 수순(手順)으로 공구의 회전을 개시하여 카운트수(N) 및 시간(T)을 일치시켜서 측정데이터를 얻는다. 셋업시의 측정데이터와 가공시의 측정데이터는, 시간(T)과 카운트수(N)를 일치시켜서 취득된 것이기 때문에, 위상이 같아져, 데이터파형(data波形)을 비교하지 않더라도, 간단하게 비교를 할 수 있다. 이 비교의 결과에 의거하여, 변위를 검출하거나 그에 의하여 척미스의 판정을 실시하거나 할 수 있다.

[도1]본 발명의 하나의 실시형태에 관한 툴홀더 장착상태 검출장치의 블록도이다.
[도2]도1의 툴홀더와 데이터처리장치의 관계를 나타내는 평면도이다.
[도3]하나의 실시형태에 있어서의 셋업시의 플로차트이다.
[도4]하나의 실시형태에 있어서의 셋업시 및 가공시의 타임차트이다.
[도5]하나의 실시형태에 있어서의 가공시의 플로차트이다.
[도6]하나의 실시형태에 있어서의 1주분(1周分)의 측정데이터(변위)를 나타내는 그래프이다.
[도7]하나의 실시형태에 있어서의 편심량을 판정하는 플로차트(도5의 계속)이다.
[도8]본 발명의 하나의 실시형태에 관한 변위검출장치를 포함하는 공작기계의 기능블록도이다.
[도9]변위검출장치를 사용하여 기준상태에 있어서의 측정데이터를 얻기 위한 플로차트이다.
[도10]변위검출방법의 플로차트이다.

(용어의 설명)

우선, 본 명세서에 있어서 사용되는 용어에 대하여 설명한다. 또한 이하에 설명이 없는 용어에 대해서는, 본원 출원시에 있어서의 기술상식에 의거하여 통상의 기술자에게 있어서 통상적으로 이해되는 의미로 사용되는 것으로 한다.

본 명세서에 있어서 「기준상태(基準狀態)」라고 하는 것은, 변위검출(變位檢出)을 위한 상대적인 기준이 되는 상태를 의미한다. 즉, 본 발명의 변위검출방법(變位檢出方法)은, 이 기준상태에 있어서의 툴홀더(tool holder)의 위치로부터의 상대적인 변위를 검출하는 것이다. 기준상태로서는, 특별하게 한정되지 않아 어떠한 상태이더라도 좋지만, 검출한 툴홀더의 변위를 척미스(chuck miss)의 판정에 사용할 경우에는, 기준상태는 척미스가 발생하지 않은 상태인 것이 바람직하다. 이러한 상태로서는, 공작기계(工作機械)의 셋업(setup)시, 즉 워크의 가공(加工) 전의 상태인 것이 바람직하다.

그러나 본 명세서에 있어서의 변위검출방법에 있어서의 「기준상태」는 상기에 한정되지 않고, 이미 워크의 가공이 개시된 상태 및 툴홀더에 공구(工具)가 장착되어 있지 않은 상태(공구가 장착되어 있지 않은 툴홀더를 주축에 장착한 상태) 등이더라도 좋다.

또한 본 명세서에 있어서 「변위(變位)」라고 하는 것은, 툴홀더의 기준상태에 있어서의 회전위치로부터의, 변위의 검출시(체크 미스(check miss)의 검출시)에 있어서의 회전위치의 상대적인 변화를 의미하고, 전형적으로는 툴홀더의 회전축(回轉軸)이 기준상태와 비교하여 기울어지거나 이동하거나 하여, 그 회전에 「흔들림」이 발생하고 있는 상태를 의미한다.

또한 본 명세서에 있어서 「측정데이터(測定data)(A)」라고 하는 것은 기준상태에 있어서의 측정데이터를 의미하고, 「측정데이터(B)」라고 하는 것은 변위검출시에 있어서의 측정데이터를 의미한다. 측정데이터(A)와 측정데이터(B)를 비교함으로써 툴홀더의 변위를 검출할 수 있다. 또한 측정데이터(A)를 「셋업시(setup時)」에 취득하고, 측정데이터(B)를 「가공시(加工時)」에 취득함으로써, 상기 변위에 의거하여 척미스의 판정을 할 수 있다.

(툴홀더 장착상태 검출방법 및 그 장치)

기준상태와 비교하였을 때에, 툴홀더가 변위하는 전형적인 예로서, 셋업시인 기준상태에 대하여, 변위검출시인 가공시에 툴홀더의 척미스가 발생한 상태를 들 수 있다.

이하에서는, 기준상태를 셋업시로 하여, 가공시에 있어서 툴홀더에 변위가 발생한 것인가 아닌가를 검출하고, 이를 툴홀더의 척미스 판정에 사용한다는 본 발명의 변위검출방법의 응용예의 1개 및 이를 검출하기 위한 장치의 구성에 대하여 설명한다.

머시닝센터(MC)는, 워크를 부착한 채로 밀링(milling)·드릴링(drilling)·보오링(boring)·태핑(tapping) 등 여러 가지의 가공을 1대로 실시하는 수치제어 공작기계이다. MC가 구비하는 공구매거진에는 다수의 절삭용의 공구(9)가 격납되고, 컴퓨터 제어에 의하여 공구(9)가 자동으로 교환되어, 워크의 가공이 이루어진다. 가공을 주목적으로 하고 있기 때문에, MC가 설치된 환경에는, 미립자(微粒子)인 오일 미스트(oil mist) 및 분진(粉塵)이 존재하는 경우가 많고, 또한 워크 및 스핀들 주변에는 쓰레기, 절분(切粉)이 존재하는 경우가 많다.

도1은 공작기계에 조립된 툴홀더 장착상태 검출장치(tool holder 裝着狀態檢出裝置)(50)의 하나의 실시형태를 나타내는 블록도이다. 도1에 있어서, 툴홀더(11)는 측면도로 나타나 있다. 툴홀더 장착상태 검출장치(50)는, (도면에 나타내지 않은) ATC장치에 의하여 주축(主軸)(26)에 장착된 툴홀더(11)의 척미스(장착이상(裝着異常))을 자동으로 검출하는 장치이다. 툴홀더 장착상태 검출장치(50)는, 측정수단인 센서(sensor)(1)와, 장착상태 판정수단인 데이터처리장치(data處理裝置)(3)를 주로 하여 구성되어 있다.

ATC장치에 의하여, 공구(9)는 주축(26)에 자동으로 착탈된다. 착탈은, MC의 제어장치(22)가 프로그램을 실행함으로써 이루어진다. 공구(9)는 툴홀더(11)에 일체(一體)적으로 장착 가능하게 된다. 툴홀더(11)의 감합부(嵌合部)(11A)는 주축(26)의 원추(圓錐)모양의 피감합부(26A)에 눌리어진다. 이에 따라 감합부(11A)와 피감합부(26A)가 밀착되어, 주축(26)에 대한 툴홀더(11)의 장착(척킹(chucking))이 이루어지고, 그 결과로서 공구(9)가 주축(26)에 고정된다.

센서(1)는, 툴홀더(11)의 플랜지부(flange部)(11B)의 외주면(外周面)까지의 거리(d)를 전기신호로서 측정하는 측정수단이다. 센서(1)는 와전류센서(渦電流sensor)이더라도 좋다. 센서(1)는, 어느 특정한 측정점(測定點)으로부터 툴홀더(11)의 외주면까지의 거리(d)를 측정할 수 있는 센서(1)라면 와전류센서에 한하지 않고, 다른 센서방식이더라도 좋다. 이 경우 센서(1)는, 비접촉식의 센서에 한하지 않고, 접촉식의 센서이더라도 좋다. 또한 MC는, 가공내용(加工內容)에 대응하여 다종(多種)의 공구(9)를 사용한다. 그 때문에 공구(9)의 물품수(物品數)에 대응하여 툴홀더(11)도 증가한다. 센서(1)는, 그들 다수의 툴홀더(11)에 대응할 수 있는 것이 요구된다.

와전류센서는 고주파자계(高周波磁界)를 이용하여 거리(d)를 측정하는 센서이다. 와전류센서는 내부의 코일에 고주파전류를 흐르게 하여 고주파자계를 발생시킨다. 그리고 와전류센서의 특징은, 선형화 회로(linearization回路)에 의하여 직선성(直線性)의 보정이 필요하게 되기 때문에, 측정되는 거리(d)가 짧은 한편, 물·기름(oil) 등이 비산(飛散)하는 악환경(惡環境)하에서 강하다는 것에 있다.

광학식 센서(光學式 sensor)는, 가시광선, 적외선 등을 투광부(投光部)로부터 발사하고, 검출물체에 의하여 반사되는 빛의 변화를 수광부(受光部)에서 검출하여 출력신호를 얻는 센서이다. 레이저식 센서(laser式 sensor)는, 가시광선, 적외선을 대신하여, 레이저광을 사용하는 센서이다. 그리고 광학식 센서, 레이저식 센서의 특징은, 측정되는 거리(d)를 길게 할 수 있는 한편, 물·기름 등이 비산하는 악환경하에서 약하다는 것에 있다.

접촉식 센서(接觸式 sensor)는, 물·기름 등이 비산하는 악환경하에서 강하지만, 임의의 위치에 설치하는 것이 곤란하다. 따라서 센서(1)는, 물·기름 등이 비산하는 악환경하이더라도 고정밀도로 측정할 수 있고, 설치위치에 대해서도 자유롭게 설정 가능한 와전류센서, 광학식 센서 및 레이저식 센서 등의 비접촉식 센서(非接觸式 sensor)가 바람직하다.

센서(1)로서 와전류센서를 사용하였을 경우에는, 측정거리가 짧기 때문에, 주축(26)이 부착된 헤드(head)(27)에 부착하는 것이 바람직하다.

와전류센서를 사용하는 경우, 플랜지부(11B)의 외주면을 측정하면, 자화나 측정부분의 두께(면적)의 영향 등에 의하여, 측정되는 형상, 즉 거리(d)의 변화로부터 추측되는 플랜지부(11B)의 외주형상이 진원(眞圓, perfect circle)이 안되는 경우가 있다. 따라서 센서(1)로서 와전류센서를 사용하였을 경우에는, 단순하게 가공시에만 플랜지부(11B)의 외주면을 측정하는 것만으로는, 편심량(偏心量)을 산출할 때에 오차를 포함해버리는 경우가 있어, 검출정밀도가 저하될 우려가 있다.

데이터처리장치(3)는, 센서(1)에 의하여 측정된 거리(d)에 의거하여 툴홀더(11)의 장착상태를 검출하는 것으로서, A/D컨버터(A/D converter)(4), CPU(6), 메모리(memory)(5) 및 입출력회로(入出力回路)(7) 등을 구비한다. A/D컨버터(4)는, 센서(1)로부터 출력된 거리(d)를 나타내는 전기신호(電氣信號)를 디지털신호(digital信號)로 변환하여 CPU(6)에 출력한다. CPU(6)는, 이 디지털신호로 변환된 센서(1)의 측정데이터에 의거하여 편심량을 구한다. 그리고 그 산출된 편심량과 허용치를 비교하여, 편심량이 허용치를 넘고 있는 경우에 척미스(장착이상)라고 판정한다. 그리고 데이터처리장치(3)는, 입출력회로(7)를 통하여 MC를 제어하는 제어장치(22)에 그 결과를 출력한다.

도2는 플랜지부(11B)에 노치를 구비하는 툴홀더(11)의 평면도이다.

툴홀더(11)의 형상은, 감합부(11A) 및 플랜지부(11B)의 외주형상이 규격화되어 대략 동일하게 이루어져 있다. 따라서 플랜지부(11B)의 외주형상을 측정함으로써, 툴홀더(11)의 장착상태를 알 수 있다. 외주형상은, 툴홀더(11)를 1회전(1回轉)시켜서 거리(d)를 측정함으로써 구해진다. 도2에 나타나 있는 바와 같이, 일반적으로는 툴홀더(11)의 플랜지부(11B)의 외주면에는, 척(chuck)을 위한 노치(notch)(11C)가 2개 형성되어 있는 경우가 많다.

CPU(6)는, 척미스(장착이상)가 없는 상태로 장착된 툴홀더(11)의 셋업시의 측정데이터(측정데이터(A))로부터 툴홀더 고유의 기본편심벡터(基本偏心vector)를 구하고 기억하여 둔다. 그리고 CPU(6)는, 가공시의 측정데이터(측정데이터(B))로부터 측정편심벡터(測定偏心vector)를 구한다. CPU(6)는, 기본편심벡터와 측정편심벡터를 비교하여 진정(眞正)한 편심벡터를 산출한다. 그리고 CPU(6)는, 진정한 편심벡터로부터 편심량을 구하여, 척미스(장착이상)의 판정을 실시한다. 상기와 같이 함으로써, 센서(1)가 와전류센서인 경우이더라도, 자화나 두께 등에 기인하는 툴홀더(11)에 고유한 편심량을 제거하여, 변위와 관련된 편심량을 보다 정확하게 산출할 수 있다.

그런데 셋업시의 측정데이터(측정데이터(A))와 가공시의 측정데이터(측정데이터(B))를 비교하기 위해서는, 이들 위상(비교의 개시점이 되는 툴홀더의 각도)을 같게 할 필요가 있다. 툴홀더(11)에 노치(11C)가 있는 경우, 이 노치(11C)에 의한 검출신호를 기초로 위상을 보정하는(구체적으로는 0도의 위치를 정하는) 것도 가능하다.

그러나 노치(11C)가 2개 이상 있는 경우, 2개 있는 노치(11C) 중에서 어느 것을 기초로 위상을 보정할(어느 것이 0도에 위치할)지를 결정할 필요가 있다. 그러나 센서(1)에 의한 측정은, 흔들림이나 타이밍의 어긋남이 발생할 우려가 있다. 또한 노치(11C)가 180도 대칭인 위치에 있을 경우에는, 180도의 회전대칭에 가까운 측정데이터가 발현되어, 단순하게 셋업시의 측정데이터와 가공시의 측정데이터의 비교만으로 위상을 정하는 것은 곤란하다.

도3은 셋업시의 측정데이터 취득의 플로차트이고, 도4는 셋업시 및 가공시의 측정데이터 취득의 타임차트이다. 가공시에는, 셋업이 이루어진 후에, 공구(9)가 부착된 툴홀더(11)가 ATC장치에 의하여 주축(26)에 장착되어, 측정이 개시된다. 도4에 있어서, 횡축(橫軸)은 시간이고, 상단(上段)은 센서(1)에 의한 측정데이터의 개념적인 변화를 나타내고, 하단(下段)은 툴홀더(11)의 회전각도 및 노치(11C)의 방향을 나타내고 있다. 또한 S32 등은, 도3의 플로차트의 스텝과의 대응관계를 나타내고 있다.

처음에, 기본편심벡터를 구하기 위하여 셋업을 실시한다(스텝 S30). 셋업은 MC에 의한 워크의 가공개시(加工開始)전에 이루어진다. 우선, 툴홀더(11)가 주축(26)에 장착된다(스텝 S31). 가공개시전이기 때문에, 절분은 감합부(11A)와 피감합부(26A)의 사이에 삽입되는 경우는 없고, 툴홀더(11)는 척미스(장착이상) 없이 주축(26)에 장착된다. 제어장치(22)는, 이 상태에서 툴홀더(11)를 일단 회전시켜서 공구(9)(즉, 툴홀더(11))를 소정의 각도에서 정지시킨다(스텝 S32).

다음에 제어장치(22)는, 노치(11C)의 카운트를 개시하기 위한 트리거신호(trigger信號)를 데이터처리장치(3)로 출력하여(스텝 S33), 툴홀더(11) 및 공구(9)의 회전을 개시한다(스텝 S34). 센서(1)에 의한 측정데이터는, 센서방식에 관계없이 노치(11C)의 위치에서, 도4에 나타나 있는 바와 같이 ＯＮ으로부터 ＯＦＦ로 변화된다. 데이터처리장치(3)는 센서(1)의 신호변화에 의하여 노치(11C)의 카운트를 개시한다(스텝 S35). 또한 척미스 판정을 위한 거리(d)의 측정은, 툴홀더(11) 및 공구(9)의 회전이 안정된 시점(時點)으로부터 개시한다.

데이터처리장치(3)는, 툴홀더(11)를 적어도 1주(1周)시킨 후에 마지막으로 노치(11C)를 검출한 시점으로부터 셋업시의 측정데이터(측정데이터(A))를 센서(1)에 의하여 얻을 때까지의 시간(T) 및 그때까지의 카운트수(N)를 기억한다(스텝 S36). 바꿔 말하면, 셋업시의 측정데이터(측정데이터(A))를 취득할 때까지의 노치 카운트수(N) 및 마지막으로 노치를 검출하고 나서 측정데이터(A)를 취득할 때까지 경과한 시간(T)을 기억한다.

셋업시의 측정데이터는 스텝 S36 후의 센서(1)의 측정데이터이다. 이 측정데이터는 툴홀더(11)를 적어도 1주(1周) 회전시키고 나서 얻어진 것이지만, 정밀도를 향상시키기 위하여 복수주(複數周) 회전시키고 나서 취득된 것이더라도 좋다. 또한 복수의 측정데이터를 평균한 것이더라도 좋다.

공구(9)(즉, 툴홀더(11))를 소정의 각도에서 정지시키고 툴홀더(11)의 회전을 개시하더라고, 척미스 판정을 위한 측정은, 회전이 안정되고 나서 실시한다. 그 때문에, 셋업시의 측정데이터(A)와 가공시의 측정데이터(B)의 비교를 실시하기 위해서는, 회전이 안정된 상태에서, 즉 툴홀더(11)가 회전한 상태에 있어서 측정데이터의 취득의 개시위치를 파악하고, 이를 같게 할 필요가 있다.

본 검출방법에서는, 이 측정데이터의 취득의 개시위치의 결정에, 노치(11C)의 카운트수(N)와, 마지막으로 노치를 검출하고 나서 경과한 시간(T)을 이용한다. 이렇게 함으로써, 정확하게 측정개시위치를 파악할 수 있다.

또한 상기에 부가하여, 셋업측정시의 파형과 가공시 측정데이터의 파형을 비교하고, 그 형상으로부터, 예를 들면 도3에 기재된 바와 같은 노치(11C)에 의한 검출신호를 기초로 위상을 미세조정하더라도 좋다. 노치(11C)의 카운트수(N)와, 마지막으로 노치를 검출하고 나서 경과한 시간(T)을 이용함으로써, 툴홀더(11)에 노치(11C)가 복수 있더라도, 최종적인 미세조정에 사용하여야 하는 노치 유래의 검출신호를 결정할 수 있기 때문에, 파형을 비교함으로써도 용이하게 위상의 보정을 실시할 수 있다.

시간(T)는, 마지막으로 노치를 검출하고 나서의 경과시간이기 때문에 애당초 단시간(短時間)이고, 또한 대략 회전이 안정된 상태이기 때문에 셋업시 및 후술하는 가공시에 있어서의 편차는 거의 없다. 또한 회전이 안정될 때까지의 카운트수(N)도 마찬가지로, 셋업시 및 후술하는 가공시에 있어서의 차이는 없다.

상기한 바와 같이 측정데이터의 취득개시위치를 결정함으로써, 예를 들면 단순하게 회전개시로부터 측정데이터의 취득개시까지의 시간(T₀)(더 길고 또한 더 편차가 발생할 가능성이 높다)에 의하여 취득개시의 위치를 결정하는 것보다도 더 정밀도가 향상된다.

도6은 1주분(1周分)의 측정데이터의 예를 나타내는 그래프이다. 도6의 횡축은 위상을 나타내고, 종축은 센서(1)에 의하여 측정된 변위를 나타내고 있다. 툴홀더(11)의 플랜지부(11B)에 노치(11C)가 2군데 있는 경우, 1주분의 측정데이터에는, 예를 들면 도6(a)에 나타나 있는 바와 같이, 노치(11C)에 의한 측정데이터가 「오프(off)」된 영역이 존재한다. 도면 중에서, 대략 4각형상으로 오목한 부분이 노치(11C)에서 유래하는 측정데이터가 「오프」된 영역이다.

도3으로 되돌아가서 설명하면, 데이터처리장치(3)는, 노치(11C)가 있는 경우, 스텝 S36에서 얻어진 셋업시의 측정데이터로부터 보간수단(補間手段)에 의하여 정현파(正弦波)를 복원하여 기억한다(스텝 S37). 도6(b)는, CPU(6)에 있어서의 보간수단에 의하여 노치(11C)의 부분을 직선보간(直線補間)한 후의 측정데이터를 그래프 표시한 것이다. 또한 측정데이터의 보간방법은, 스플라인보간(Spline補間), 라그랑주보간(Lagrange補間), 다항식보간(多項式補間), 뉴튼보간(Newton補間), 네빌보간(Neville補間) 및 연분수보간(連分數補間) 등이더라도 좋다.

다음에 데이터처리장치(3)는, 보간된 셋업시의 측정데이터(A)에 대하여 푸리에 해석(FFT해석)을 실시하여, 측정데이터의 파형에 있어서의 1피크성분(one peak 成分)의 진폭(振幅)과 위상(位相)과 각각을 산출하여 기억한다(스텝 S38). 얻어진 진폭과 위상으로부터, 기본편심량(基本偏心量), 기본편심벡터(基本偏心vector)가 산출되어(스텝 S39), 기억하고 셋업을 종료한다.

도5는 가공시의 플로차트로서, 스텝 S40으로부터 스텝 S45까지는, 도3에서 나타낸 셋업시의 플로차트와 같은 수순으로 실시하기 때문에 설명을 생략한다. 데이터처리장치(3)는, 셋업시에 카운트하여 기억된 카운트수(N) 및 시간(T)을 일치시켜서, 가공시의 측정데이터(측정데이터(B))를 센서(1)에 의하여 취득시킨다(스텝 S46). 셋업시의 측정데이터와 마찬가지로, 툴홀더(11)를 1주 회전시키고 나서 가공시의 측정데이터가 취득된다. 정밀도를 향상시키기 위하여 복수주 회전시키고 나서 취득하더라도 좋다.

또한 상기에 부가하여, 셋업시의 측정데이터 및 가공시의 측정데이터(어느 것이나 보간전)의 데이터를 각각 사용하여, 노치(11C)의 검출신호를 기초로, 위상을 보정(0도의 위치를 보정)하더라도 좋다.

다음에 데이터처리장치(3)는, 노치(11C)가 있는 경우, 셋업시와 마찬가지로, 스텝 S46에서 얻어진 가공시 측정데이터로부터 보간수단에 의하여 정현파를 복원하여 기억한다(스텝 S47). 다음에 데이터처리장치(3)는, 보간된 가공시의 측정데이터에 대하여 푸리에 해석(FFT해석)을 실시하여, 1피크성분의 가공시 진폭과 가공시 위상을 각각 산출하여 기억한다(스텝 S48). 가공시 진폭과 가공시 위상으로부터, 측정편심량(測定偏心量), 측정편심벡터(測定偏心vector)가 산출된다(스텝 S49).

도7은 진정한 편심량에 의거하여 척미스를 판정하는 플로차트로서, 도5의 플로차트에 계속하여 실시된다. 척미스(장착이상)의 판정은, 척미스가 없는 상태로 장착된 툴홀더(11)의 편심량을 나타내는 기본편심벡터(도3)와, 가공시의 측정데이터로부터 얻어진 측정편심벡터(도5)에 의거하여 실시된다. 구체적으로는, 기본편심벡터와 측정편심벡터의 차(差)를 벡터연산에 의하여 구하고, 이를 진정한 편심벡터라 하고, 이 크기의 진정한 편심량이 산출된다(스텝 S50).

데이터처리장치(3)는 진정한 편심량에 의거하여 척미스(장착이상)의 판정을 실시한다(스텝 S51). 이 결과, 정상적으로 척되었다고 판정된 경우(진정한 편심량 ≤ 허용치)에는(스텝 S52), 그대로 가공을 개시한다(스텝 S53). 진정한 편심량 > 허용치인 경우에는, 척미스(장착이상)라고 판정된다(스텝 S54). 이 경우 데이터처리장치(3)는, 툴홀더(11)의 장착재시도 또는 장착상태의 확인을 제어장치(22)에 지시한다(스텝 S55).

본 실시형태에 의하면, 척미스(장착이상)의 판정은, 툴홀더(11) 고유의 편심량을 제거한 「진정한 편심량」에 의거하여 이루어지기 때문에, 보다 정확한 검출을 할 수 있다. 또한 본 실시형태는, 진정한 편심벡터로부터 편심방향을 특정할 수 있기 때문에, 물려들어간 절분 등의 위치도 특정할 수 있다.

또한 편심량은, 측정데이터(A), 측정데이터(B)의 측정을 복수회 실시하고, 그 평균치로부터 산출하더라도 좋다. 이에 따라 신뢰성이 향상되어, 보다 정확하게 판정을 실시할 수 있다.

셋업시의 측정데이터와 가공시의 측정데이터는, 원래 플랜지부(11B)의 외주면을 센서(1)에 의하여 측정한 데이터에 의거하고 있기 때문에, 원래 근사(近似)된 파형(波形)이다. 따라서 셋업시와 가공시에 있어서 카운트수(N) 및 시간(T)을 일치시켜서 측정데이터를 얻으면, 그 이상 복잡한 처리를 하지 않고, 양자(兩者)의 위상을 보정할 수 있다.

또한 노치(11C)가 2개이고, 이들이 180도 대칭인 위치에 있었을 경우, 측정데이터에는 「오프」된 영역이 대응하는 주기(週期)로 출현한다. 측정데이터의 파형으로부터, 이 「오프」된 영역이 2개의 노치(11C)의 어느 것에서 유래하는 것인지를 동정(同定)하는 것은 어렵다. 그러나 데이터처리장치(3)는, 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후, 셋업시와 가공시에 있어서 측정데이터를 얻을 때까지의 카운트수(N)를 일치시키기 때문에, 이 경우에서도 구별이 가능하게 된다. 또한 셋업시와 가공시에 있어서 카운트수(N)를 같게 하는 것은, 노치(11C)가 2개인 경우뿐만 아니라, 노치(11C)가 1개인 경우, 노치(11C)가 120도 간격으로 3개 있는 경우, 또한 그 이상의 노치(11C)가 있는 경우에도, 위상조정에 유용(有用)하다.

측정데이터는, 흔들림이 발생하면, 푸리에 해석한 기본파 주파수성분(基本波周波數成分)(1차성분(1次成分))이 크게 변화된다. 또한 도4 및 도6에 나타내는 센서(1)에 의한 측정데이터의 변화는, 센서방식에 따라서는 더 완만하게 된다. 예를 들면 와전류센서는, 거리(d)가 길어지면, 도4의 측정데이터에 있어서의 ＯＮ과 ＯＦＦ의 차이(진폭)가 작아져서 명확하지 않게 된다. 그러나 데이터처리장치(3)는, 센서(1)의 신호변화에 의하여 노치(11C)의 카운트를 할 뿐이므로 진폭정보의 영향은 받지 않기 때문에, 정확한 위상을 검출할 수 있다. 마찬가지로, 센서(1)를 광학식, 레이저식으로 하였을 경우에는, 악환경하에서 측정데이터의 ＯＮ과 ＯＦＦ의 차이(진폭)가 작아져서 명확하지 않게 되지만, 노치(11C)의 카운트를 할 때에 파형정형회로(波形整形回路) 등에 의하여 펄스정형(pulse整形)하면 정확한 카운트를 할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는, 툴홀더(11)의 외주의 변위를 측정하고. 그 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분을 추출하여 그 진폭값(振幅値)을 구함으로써, 편심량을 취득하도록 하고 있지만, 편심량을 취득하는 방법은, 이 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 측정데이터의 최대치와 최소치를 구하고, 그 차이로부터 편심량을 산출하더라도 좋다.

또한 본 실시형태에서는, 센서(1)의 측정점(測定點)으로서 툴홀더(11)의 플랜지부(11B)를 사용하고 있지만, 센서(1)의 측정점은 이에 한정되는 것은 아니고, 측정상황 등에 대응하여 적절하게 변경하더라도 좋다. 예를 들면, 공구(9)의 칼날끝(刃先)(피가공물을 절삭하는 장소)을 측정점으로 하더라도 좋다. 공구(9)의 칼날끝을 측정점으로 하는 것은, 직접가공을 실시하는 부분의 편심량을 측정할 수 있게 되기 때문에, 더 확실하게 척미스를 검출할 수 있다. 이 경우 최종적으로는, 보간전의 측정데이터를 기초로 공구의 위치조정을 실시하더라도 좋다.

또한 센서(1)를 와전류센서로 하였을 경우에는, 주축(26)이 부착된 헤드(27)에 부착하는 것이 측정거리를 짧게 하는데 있어서 바람직하지만, 센서(1)의 설치장소는 이에 한정되는 것은 아니다. 특히 본 실시형태에 의하면, 물·기름 등이 비산하는 악환경하에서 약한 광학식, 레이저식이더라도, 거리(d)를 길게 하여 센서(1)를 헤드(27) 이외의 소정의 위치에 고정하여 부착할 수 있다. 따라서 센서(1)를 광학식, 레이저식으로 하였을 경우에는, 임의의 위치에 설치하는 것이 가능하다. 특히 센서(1)는, 보다 안정된 고정밀도의 측정을 확보하기 위하여 쿨란트(coolant)의 영향을 받지 않는 위치(쿨란트가 걸리지 않는 위치)에 설치하는 것이 용이하게 된다.

또한 본 실시형태는, MC에 적용한 것으로 설명하였지만, ATC장치를 사용하는 공작기계라면, 어떠한 공작기계에도 적용할 수 있다.

(변위검출장치 및 이를 구비하는 공작기계)

도8은 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 변위검출장치를 구비하는 공작기계의 기능블록도이다. 공작기계(100)는, 변위검출장치(101)와, 주축이 부착된 헤드(27)와, 센서(1)를 구비한다. 헤드(27)에는, 주축에 부착된 툴홀더(11)와, 툴홀더(11)에 부착된 공구(9)가 구비되어 있다. 또한 센서(1), 헤드(27), 툴홀더(11) 및 공구(9) 등의 구조에 대해서는, 툴홀더 장착상태 검출장치(50)를 구비하는 공작기계와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

변위검출장치(101)는, 제어부(102)와, 기억부(103)와, 통신부(104)와, 입출력부(105)와, 위상조정부(106)와, 데이터비교부(107)를 구비한다.

제어부(102)는, 하드웨어로서 프로세서를 포함하고, 후술하는 기억부(103)의 기억디바이스(記憶device)에 기억된 프로그램을 프로세서로 실행시켜서, 변위검출장치(101)의 각 부(部)의 제어를 실시한다.

제어부(102)가 구비하는 프로세서는, 마이크로프로세서, 프로세서코어, 멀티프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 및 GPGPU(General-purpose computing on graphics processing units) 등이다.

기억부(103)는, 하드웨어로서 기억디바이스를 포함하고, 프로세서의 작업에리어(作業area)의 제공, 변위검출장치(101)의 각 부를 제어하기 위한 프로그램의 기억/판독, 센서(1)의 측정데이터의 기억/판독 및 시간(T)·카운트수(N)의 기억/판독 등을 실시한다.

기억부(103)가 구비하는 기억디바이스는, 예를 들면 ROM(Read Only memory), RAM(Random Access memory), HDD(Hard Disk Drive), 플래시메모리 및 SSD(Solid State Drive) 등이다.

통신부(104)는, 통신인터페이스(通信interface)를 포함하여 구성되고, 제어부(102)의 제어하에서 변위검출장치(101)와 외부네트워크(外部network)·외부기기(外部機器)의 사이에서 각종 데이터의 송수신을 실시한다. 또한 입출력부(105)는, 입출력인터페이스(入出力interface)를 포함하여 구성되고, 변위검출장치(101)에 대한 지시의 입력을 접수하거나, 변위검출결과를 출력하거나 한다.

입출력부(105)에 접속되는 입력디바이스는, 키보드, 마우스, 스캐너 및 터치패널 등이더라도 좋다. 또한 입출력부(105)에 접속되는 표시디바이스는, 액정디스플레이 및 유기EL(Electro Luminescence)디스플레이 등이더라도 좋다. 또한 표시디바이스는 입력디바이스와 일체로 구성되어 있더라도 좋다. 이 경우, 표시디바이스가 터치패널 디스플레이로서, GUI(Graphical User Interface)를 제공하는 형태를 들 수 있다.

또한 변위검출장치(101)는, 통신부(104) 및 입출력부(105)를 구비하고 있지 않더라도 좋다.

프로세서, 기억디바이스, 통신인터페이스 및 입출력인터페이스를 구비하는 변위검출장치(101)는, 전형적으로는 컴퓨터이다. 변위검출장치(101)는, 공작기계(100)를 제어하는 컴퓨터(도시생략)와는 별도로 설치되어 있지만, 상기에 한정되지 않고, 본 발명의 공작기계(100)를 제어하는 기능을 더 구비하고 있더라도 좋다. 바꿔 말하면, 공작기계(100)를 제어하는 컴퓨터가, 변위검출장치(101)로서의 기능을 구비하고 있더라도 좋다.

다음에 위상조정부(106)는, 기억부(103)의 기억디바이스에 기억된 프로그램을 제어부(102)의 프로세서가 실행하여 실현되는 기능이다.

위상조정부(106)는, 툴홀더(11)의 플랜지부의 외주형상을 측정하는 센서(1)를 제어하여, 측정데이터(측정데이터(A, B))의 취득의 시기를 조정한다. 또한 센서(1)의 구조·기능은, 툴홀더 장착상태 검출장치(50)가 구비하는 센서와 동일하여, 설명을 생략한다.

위상조정부(106)는, 기준상태(예를 들면, 「셋업시」)에 있어서, 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 회전시켜, 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 툴홀더를 적어도 1주시킨 후, 회전이 안정된 상태에서 측정데이터(측정데이터(A))를 센서에 취득시킨다. 위상조정부(106)는, 이때 마지막으로 검출한 노치로부터 측정데이터(A)를 얻을 때까지의 시간(T)(T_A)과, 그때까지의 카운트수(N)(N_A)를 함께 검출시켜서, 기억부(103)에 기억시킨다.

그리고 변위의 검출시(예를 들면, 「가공시」)에 있어서, 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 회전시켜, 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 툴홀더를 적어도 1주시킨 후, 센서에 측정데이터(B)를 취득시킨다. 이때, 마지막으로 검출한 노치로부터 센서에 의한 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과, 그때까지의 카운트수(N)를, 시간(T_A) 및 카운트수(N_A)에 일치시킨다.

바꿔 말하면, 시간(T)·카운트수(N)를, 시간(T_A)·카운트수(N_A)에 일치시켜서, 측정데이터(B)를 센서에 취득시킨다.

위상조정부(106)는, 측정데이터(A, B)의 취득에 있어서, 툴홀더를 소정의 각도(동일 각도)에서 정지시킨 후에 회전시켜, 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 노치로부터 센서에 의한 각각의 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)(마지막으로 노치를 검출한 시점으로부터 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T))과, 그때까지의 카운트수(N)를 일치시킨다. 이에 따라 얻어지는 측정데이터의 위상맞춤이 불필요해진다. 또한 상기 위상맞춤의 상세에 대해서는, 이미 설명한 툴홀더 장착상태 검출장치(50)에 있어서의 위상맞춤과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

툴홀더(11)의 변위는, 외주형상을 측정하는 센서(1)의 측정데이터의 변화(어긋남)를 측정함으로써 검출할 수 있다. 그러나 측정데이터의 어긋남을 측정하기 위해서는, 이들 측정데이터의 위상을 같게 할 필요가 있다.

변위검출장치(101)는, 위상조정부(106)를 구비하고 있기 때문에, 서로 변화가 발생하고 있는지도 모르고, 어디를 기준으로 비교하여야 하는지 불명확한 측정데이터이었다 하더라도, 파형을 기초로 한 곤란한 위상맞춤을 실시할 필요가 없어, 위상이 같게 된 측정데이터를 간단하게 취득할 수 있다.

데이터비교부(107)는, 기억부(103)의 기억디바이스에 기억된 프로그램을 제어부(102)의 프로세서가 실행하여 실현되는 기능이다. 데이터비교부(107)는 측정데이터(A)와 측정데이터(B)를 비교하여 변위를 검출한다.

데이터비교부(107)에 의하여 검출되는 변위로서는, 하나의 형태로서 이미 설명한 진정한 편심량인 것이 바람직하다. 측정데이터(A, B)로부터 진정한 편심량을 계산함으로써, 툴홀더(11)에 고유한 편심량을 제거한 뒤에 상대적인 변위를 검출할 수 있다.

측정데이터(A, B)로부터 진정한 편심량을 계산하는 방법은 이미 설명한 바와 같지만, 그 일례를 다시 개략적으로 설명한다. 데이터비교부(107)는 기준상태(예를 들면, 「셋업시」)에 있어서의 측정데이터(A)를 필요에 따라 보간하고, FFT해석에 의하여 1피크성분의 진폭과 위상을 산출한다. 또한 데이터비교부(107)는, 예를 들면 1피크성분의 진폭과 위상으로부터, 편심벡터 및 그 크기인 편심량을 산출한다.

다음에 데이터비교부(107)는, 변위검출시(예를 들면 「가공시」)에 있어서의 측정데이터(B)를 필요에 따라 보간하고, FFT해석에 의하여 1피크성분의 진폭과 위상을 산출한다. 또한 데이터비교부(107)는, 측정데이터(A)의 처리와 동일한 방법으로, 편심벡터 및 편심량을 산출한다.

데이터비교부(107)는, 상기 각각의 편심벡터와의 차이를 벡터연산에 의하여 산출하여, 진정한 편심량(상대적인 편심량)을 산출한다. 진정한 편심량은, 툴홀더(11)의 기준상태로부터의 변위를 반영하고 있어, 예를 들면 진정한 편심량을 미리 정한 임계치와 비교함으로써, 툴홀더(11)의 변위의 유무를 판정할 수 있다.

(변위검출방법)

다음에, 변위검출장치(101)를 사용한 변위검출방법에 대하여 설명한다. 도9 및 도10은 변위검출방법의 흐름도이다.

우선 도9는, 변위검출을 위한 준비로서, 기준상태에 있어서의 측정데이터(A)를 얻기 위한 흐름도이다.

측정데이터(A)의 취득방법은, 이미 설명한 「셋업시」에 있어서의 측정데이터의 취득방법과 동일하다.

우선 스텝 S70으로서, 툴홀더(11)를 소정의 각도에서 정지시킨다. 정지시키는 각도는 어느 것이더라도 좋고, 측정데이터(B)의 취득전의 정지각도와 동일하면 좋다.

기준상태는 변위검출의 기준이 되어야 하는 상태이고, 하나의 형태로서 가공전, 즉 공작기계의 셋업시에 이루어지는 것이 바람직하지만, 가공개시후이더라도 좋다.

다음에 스텝 S71로서, 툴홀더(11)의 회전을 개시한다. 툴홀더(11)의 회전이 개시되면, 노치(notch)의 통과에 따라 센서(1)의 출력이 온으로부터 오프로 변화되기 때문에, 노치의 카운트가 가능하게 된다. 툴홀더(11)의 회전이 개시되면, 노치의 카운트도 개시된다(스텝 S72).

다음에 스텝 S73으로서, 툴홀더(11)의 회전이 안정되면, 측정데이터(A)가 취득된다. 이때, 마지막으로 검출된 노치의 검출후 측정데이터의 취득까지의 시간(T_A)도 취득된다. 또한 측정데이터 취득까지의 노치의 카운트수(N_A)도 취득된다. 즉, 본 스텝에서는, 측정데이터(A), 시간(T)(T_A) 및 카운트수(N)(N_A)가 취득된다.

여기까지 측정데이터(A)의 취득 플로우에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 실시형태에 관한 변위검출방법은, 상기한 측정데이터(A)의 취득수순을 포함하고 있지 않더라도 좋다. 즉 측정데이터(A), 시간(T_A) 및 카운트수(N_A)는, 미리 취득되어 기억되어 있더라도 좋다. 이 경우, 측정데이터(A)를 새롭게 취득하지 않고, 미리 취득된 측정데이터(A), 시간(T_A) 및 카운트수(N_A)를 변위검출에 사용하면 좋다. 또한, 측정데이터(A) 및 측정데이터(B)의 취득에 사용되는 툴홀더(11)는 동일하다.

또한 스텝 S73의 후에, 측정데이터를 푸리에 해석(FFT해석)하여 1피크성분의 진폭과 위상을 산출하더라도 좋다. 또한, 이 진폭과 위상으로부터 편심량, 편심벡터를 구하더라도 좋다.

도10은 툴홀더의 변위를 검출하는 변위검출방법의 흐름도이다.

우선 스텝 S80으로서, 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨다. 이 각도는 측정데이터(A)의 취득시와 동일한 각도이다.

변위검출의 시기(時機)의 하나의 형태는, 측정데이터(A)가 셋업시에 취득된 것인 경우, 워크의 가공중 또는 가공후이다. 이미 설명한 바와 같이 머시닝센터(MC) 등의 공작기계에서는, 공구를 교환하면서 워크의 가공이 이루어진다. 그렇다면, 가공시 또는 가공후에는 척 부분에 절삭 부스러기 등이 끼이거나 하여 척 불량이 발생하고, 툴홀더(11)가 편심되는 경우가 있다. 본 변위검출방법은, 상기와 같은 툴홀더(11)의 기준상태로부터의 상대적인 편심(변위)을 고정밀도로 또한 간단하게 검출할 수 있다.

다음에 스텝 S81로서, 툴홀더의 회전을 개시하고, 그에 따라 노치의 카운트도 개시한다(스텝 S82).

다음에 스텝 S83으로서, 측정데이터(B)가 취득된다.

측정데이터(B)는, 시간(T) 및 카운트수(N)를, 시간(T_A) 및 카운트수(N_A)에 일치시켜서 취득된다. 즉 툴홀더(11)를 소정의 각도에서 정지한 후에 회전을 개시하여 카운트수(N_A)에 도달할 때까지 회전하고, 카운트수(N_A)에 도달하면, 그때부터 시간(T_A)가 경과했을 때에 측정데이터(B)가 취득된다.

본 변위검출방법은, 스텝 S83을 구비하고 있기 때문에, 취득되는 측정데이터(A) 및 측정데이터(B)의 위상이 같게 된 상태가 된다. 기준상태와 검출시의 사이에, 척미스 등에 의하여 툴홀더(11)의 변위가 발생하여, 측정데이터의 파형에 변화가 발생하고 있는 경우, 이들 파형을 비교하여 위상을 같게 하는 것은 곤란한 경우가 많지만, 본 변위검출방법에서는, 파형을 직접 비교할 필요 없이, 위상맞춤을 실시할 수 있다(이미 위상이 같게 된 측정데이터가 취득된다).

다음에 스텝 S84로서, 측정데이터(A, B)로부터 진정한 편심량이 계산된다. 진정한 편심량의 계산방법은 이미 설명한 바와 같다. 이에 따라 툴홀더(11)의 변위를 검출할 수 있다. 검출된 변위(진정한 편심량)는 이미 설명한 툴홀더의 장착상태의 판정 등에 사용할 수 있다.

또한 이미 설명한 바와 같이, 진정한 편심량은 여러 가지의 계산방법을 채용할 수도 있고, 예를 들면 측정데이터의 최대치와 최소치를 구하고 그 차이로부터 진정한 편심량을 산출하더라도 좋다.

1…센서
3…데이터처리장치
4…A/D컨버터
5…메모리
6…CPU
7…입출력회로
9…공구
11…툴홀더
11A…감합부
11B…플랜지부
11C…노치수
22…제어장치
26…주축
26A…피감합부
27…헤드
50…툴홀더 장착상태 검출장치
100…공작기계
101…변위검출장치
102…제어부
103…기억부
104…통신부
105…입출력부
106…위상조정부
107…데이터비교부
N…카운트
d…거리

Claims

공구(工具)가 부착된 툴홀더가 주축(主軸)에 정상적으로 장착되었는지를 나타내는 척미스(chuck miss)의 판정을 실시하는 툴홀더 장착상태 검출방법(tool holder 裝着狀態檢出方法)으로서,
상기 툴홀더의 플랜지부(flange部)에 있어서의 외주(外周)형상을 측정하는 센서(sensor)를 설치하고,
셋업시(setup時)에는,
상기 척미스가 없는 상태로 상기 툴홀더를 상기 주축에 장착하고,
상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화(信號變化)에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치(notch)의 카운트를 개시하고,
상기 툴홀더를 적어도 1주(1周)시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 셋업시 측정데이터(setup時測定data)를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(count數)(N)를 기억하고,
가공시(加工時)에는,
상기 툴홀더를 상기 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고,
상기 셋업시에 기억된 상기 카운트수(N) 및 상기 시간(T)을 일치시켜서 상기 센서에 의한 가공시 측정데이터(加工時測定data)를 얻고,
상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터에 의거하여 상기 척미스의 판정을 실시하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.
제1항에 있어서,
상기 셋업시 측정데이터를 푸리에 해석(Fourier解析)하여 1피크성분(one peak成分)의 진폭(振幅)과 위상(位相)을 산출한 기본편심벡터(基本偏心vector)와, 상기 가공시 측정데이터를 상기 푸리에 해석하여 1피크성분의 가공시 진폭과 가공시 위상을 산출한 측정편심벡터(測定偏心vector)에 의거하여 편심량(偏心量)을 구하여, 상기 척미스의 판정을 실시하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.
제2항에 있어서,
상기 노치를 보간(補間)한 상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터를 상기 푸리에 해석하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터는, 상기 툴홀더를 적어도 1주시켜서 얻는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.
제1항에 있어서,
상기 센서는, 상기 주축이 부착된 헤드(head)에 부착된 와전류센서(渦電流sensor)로 한 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.
제1항에 있어서,
상기 센서는, 상기 주축이 부착된 헤드 이외의 위치에 부착된 광학식(光學式) 혹은 레이저식(laser式)으로 한 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.
제2항에 있어서,
상기 편심량의 측정을 복수회 실시하여, 평균치를 진정한 측정편심량으로 간주하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출방법.
툴홀더가 주축에 정상적으로 장착되었는지를 나타내는 척미스의 판정을 실시하는 툴홀더 장착상태 검출장치(tool holder 裝着狀態檢出裝置)에 있어서,
상기 툴홀더의 플랜지부에 있어서의 외주형상을 측정하는 센서와,
셋업시에, 상기 척미스가 없는 상태로 상기 툴홀더를 상기 주축에 장착하고, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 셋업시 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(N)를 기억하는 수단과,
가공시에, 상기 툴홀더를 상기 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 셋업시에 기억된 상기 카운트수(N) 및 상기 시간(T)을 일치시켜서 상기 센서에 의한 가공시 측정데이터를 얻는 수단과,
상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터에 의거하여 상기 척미스의 판정을 실시하는 데이터처리장치(data處理裝置)를
구비하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출장치.
제8항에 있어서,
상기 셋업시 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분의 진폭과 위상을 산출한 기본편심벡터를 구하는 수단과,
상기 가공시 측정데이터를 상기 푸리에 해석하여 1피크성분의 가공시 진폭과 가공시 위상을 산출한 측정편심벡터를 구하는 수단과,
상기 기본편심벡터와 상기 측정편심벡터에 의거하여 편심량을 구하여, 상기 척미스의 판정을 실시하는 수단를
구비하는 것을 특징으로 하는 툴홀더 장착상태 검출장치.
툴홀더가 주축에 정상적으로 장착되었는지를 나타내는 척미스의 판정을 실시하는 툴홀더 장착상태 검출장치가 조립된 공작기계(工作機械)에 있어서,
상기 툴홀더의 플랜지부에 있어서의 외주면(外周面)의 형상을 측정하는 센서와,
셋업시에, 상기 척미스가 없는 상태로 상기 툴홀더를 상기 주축에 장착하고, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 셋업시 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과 그때까지의 카운트수(N)를 기억하는 수단과,
가공시에, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 상기 툴홀더의 회전을 개시하여, 상기 센서의 신호변화에 의하여 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 셋업시에 기억된 상기 카운트수(N) 및 상기 시간(T)을 일치시켜서 상기 센서에 의한 가공시 측정데이터를 얻는 수단과,
상기 셋업시 측정데이터와 상기 가공시 측정데이터에 의거하여 상기 척미스의 판정을 실시하는 데이터처리장치를
구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
주축에 부착되어 일체로 회전하는 툴홀더의 기준상태(基準狀態)로부터의 변위(變位)를,
상기 툴홀더의 플랜지부의 외주형상을 측정하는 센서의 측정데이터(測定data)를 상기 기준상태에 있어서의 측정데이터와 비교하여, 검출하는 변위검출방법(變位檢出方法)으로서,
각각의 상기 측정데이터는, 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 회전시켜서 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 각각의 상기 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과, 그때까지의 카운트수(N)를 일치시켜서 취득된 것인 변위검출방법.
제11항에 있어서,
상기 비교가, 각각의 상기 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분의 진폭과 위상으로부터 산출한 각각의 편심벡터의 비교에 의하여 실시되는 변위검출방법.
주축에 부착되어 일체로 회전하는 툴홀더의 기준상태로부터의 변위를 검출하는 변위검출장치(變位檢出裝置)로서,
상기 툴홀더의 플랜지부의 외주형상을 측정하는 센서의 측정데이터를 상기 기준상태에 있어서의 측정데이터와 비교하여 변위를 검출하는 데이터비교부(data比較部)와,
상기 측정데이터의 취득시기(取得時機)를 조정하는 위상조정부(位相調整部)를
구비하고,
상기 위상조정부는, 상기 툴홀더를 소정의 각도에서 정지시킨 후에 회전시켜서 상기 플랜지부에 형성된 노치의 카운트를 개시하고, 상기 툴홀더를 적어도 1주시킨 후에 마지막으로 검출한 상기 노치로부터 상기 센서에 의한 각각의 상기 측정데이터를 얻을 때까지의 시간(T)과, 그때까지의 카운트수(N)를 일치시켜서 각각의 상기 측정데이터를 상기 센서에 취득시키는 변위검출장치.
제13항에 있어서,
상기 데이터비교부는, 각각의 상기 측정데이터를 푸리에 해석하여 1피크성분의 진폭과 위상으로부터 편심벡터를 산출하여 비교하는 변위검출장치.
제13항 또는 제14항의 변위검출장치를 구비하는 공작기계.