호빙머신의 열변형 방지장치 및 제어방법{APPARATUS FOR PREVENTING HOBBING MACHINE FROM THERMAL DEFORMATION AND CONTROL METHOD THEREOF}
도 1은 호빙머신을 개략적으로 도시한 도면. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호빙머신의 열변형 방지장치를 개략적으로 도시한 도면. 도 3은 호빙머신의 열변형 방지 제어방법을 도시한 흐름도.
본 발명은 호빙머신의 열변형 방지장치 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호빙머신의 스핀들(SPINDLE)과 베드(BED)의 냉각을 위한 쿨런트의 온도제어를 원활하도록 하여 장비수명을 향상시키도록 하는 호빙머신의 열변형 방지장치 및 제어방법에 관한 것이다. 일반적으로 치절 창성 가공을 하는 호빙머신(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 이송축이 5축인 설비로 구성되어 있으며, 각 축은 다른 축과의 상호 작동으로 가공물을 가공하고 있다. 이러한 호빙 머신에 의한 작업 대상물의 가공중에는 칩(CHIP)이 발생되며, 이러한 칩은 가공중 장비 베드(BED)로 낙하되도록 구성된다. 이러한 호빙 머신에 의한 가공중 발생된 칩의 온도는 대략 700℃ 내지 900℃의 온도 범위를 갖음으로써, 쿨런트(COOLANT)를 분사하여 칩의 냉각을 실시한다. 그러나, 칩에 잔류하는 미열과 쿨런트의 칩에 의한 온도 상승으로 장비 베드의 온도 상승이 발생되어, 호빙머신의 각 동작축의 변형이 발생되어 가공물의 가공 품질이 악화되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 호빙머신의 스핀들(SPINDLE)과 베드(BED)의 냉각을 위한 쿨런트의 온도제어를 원활하도록 하여 장비수명을 향상시키도록 하는 호빙머신의 열변형 방지장치 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 호빙머신의 열변형 방지 제어방법은, (a) 호빙머신의 베드(BED)와, 스핀들(SPINDLE) 및 상기 베드와 상기 스핀들의 냉각을 실시하는 쿨런트(COOLANT)의 온도를 측정하는 단계; (b) 상기 단계에서 측정된 상기 베드의 온도와 상기 쿨런트 간의 온도차와, 상기 쿨런트와 상기 베드 간의 온도차의 연산을 실시하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서 연산된 상기 쿨런트와 상기 베드간의 온도가 일치하지 않을 경우, 상기 쿨런트의 온도를 재조정하여 상기 베드의 온도와 동일하도록 상기 쿨런트를 공급하는 단계; 및 (d) 상기 단계(b)에서 연산된 상기 쿨런트의 온도가 상기 스핀들의 온도보다 높을 경우에는 상기 쿨런트의 온도를 상기 베드의 온도와 동일하도록 하여 상기 스핀들에 상기 쿨런트를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상기 쿨런트의 온도가 상기 스핀들의 온도보다 낮을 경우에는 상기 쿨런트의 순환을 정지시키도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상기 쿨런트의 온도가 상기 스핀들의 온도보다 높을 경우에는 상기 쿨런트를 냉각하여 상기 베드의 온도와 동일하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 호빙머신의 열변형 방지장치는, 호빙 머신의 스핀들(SPINDLE)과 베드(BED)에 쿨런트(COOLANT)를 공급하는 쿨런트 공급장치; 상기 호빙머신의 상기 스핀들(SPINDLE)과 상기 베드(BED)의 온도를 측정하는 온도 측정장치; 및 상기 스핀들과 상기 스핀들에 공급되는 상기 쿨런트 간의 온도차와, 상기 베드와 상기 베드에 공급되는 상기 쿨런트 간의 온도차를 연산하여, 상기 쿨런트의 온도를 상기 베드의 온도로 재조정하여 공급되도록 하는 열교환장치;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호빙머신의 열변형 방지장치 및 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호빙머신의 열변형 방지장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 호빙머신의 열변형 방지장치(100)는, 호빙 머신의 스핀들(SPINDLE)(15)과 베드(BED)(11)에 쿨런트(COOLANT)(17)를 공급하는 쿨런트 공급장치(10)와, 호빙머신의 스핀들(SPINDLE)(15)과 베드(BED)(11)의 온도를 측정하는 온도 측정장치(20)와, 스핀들(15)과 쿨런트(17) 간의 온도차와, 베드(11)와 쿨런트(17) 간의 온도차를 연산하여 쿨런트(17)의 베드(11)의 온도로 재조정하여 공급되도록 하는 열교환장치(30)를 구비한다. 참조번호 12는 지그부재를 말한다. 상기 쿨런트 공급장치(10)는 호빙머신에 장착되어 호빙머신의 베드(BED)(11)와, 작업 대상물(13)을 가공하는 스핀들(15)에 쿨런트(17)를 공급하도록 한다. 상기 쿨런트 공급장치(10)는 베드(11) 및 스핀들(15)에 관로(19)를 통해 쿨런트(17)를 펌핑(PUMPING) 공급하도록 한다. 상기 스핀들(15)과 베드(11)에는 온도 측정장치(20)가 근접 장착된다. 상기 온도 측정장치(20)는 스핀들(15)과 베드(11)에 근접 장착되어, 작업 대상물(13)의 가공에 따른 스핀들(15)과 베드(11)의 변화된 온도를 측정하도록 한다. 이러한 스핀들(15)과 베드(11)의 측정된 온도는 열교환 장치(30)로 전달된다. 상기 열교환 장치(30)는 호빙머신에 장착되어 쿨런트(17)의 냉각온도를 조절하도록 한다. 상기 열교환 장치(30)는 온도 측정장치(20)를 통해 전달된 스핀들(15)과 베드(11)의 측정 온도를 쿨런트(17)의 공급온도와 비교하여, 쿨런트(17)의 온도를 재조정하여 스핀들(15)과 베드(11)에 공급되도록 한다. 즉, 상기 열교환 장치(30)는 베드(11)와 쿨런트(17)의 측정온도를 전송받아 쿨런트의 온도와 베드(11)의 온도가 다를 경우, 쿨런트(17)의 온도를 베드(11)의 온도와 동일하도록 하여 공급되도록 한다. 또한 상기 열교환 장치(30)는 스핀들(15)과 쿨런트(17)의 측정온도를 전송받아, 쿨런트(17)의 온도가 스핀들(15)의 냉각시키지 못하는 온도로 판단되면, 쿨런트(17)를 냉각시켜 스핀들(15)의 냉각이 이루어지도록 한다. 즉, 쿨런트(17)의 온도가 스핀들(15)의 온도보다 높다고 판단되면, 쿨런트(17)를 냉각하여 베드(11)의 온도와 동일하도록 하여 공급하도록 하며, 쿨런트(17)의 온도가 스핀들(15)의 온도보다 낮다고 판단되면 스핀들(15)로 공급되는 쿨런트의 순환을 정지시키도록 한다. 이러한 쿨런트(17)의 온도 조절을 통해, 호빙머신의 베드(11)와 스핀들(15)의 온도는, 베드(11)를 기준으로 일정 온도로 유지되도록 함으로써, 베드(11)와 스핀들(15) 간의 열변형에 의한 오차발생을 방지하여 작업 대상물(13)의 가공 품질을 향상시킬 수 있다. 이러한 호빙머신에는 베드(11)에 직접적으로 쿨런트 및 칩이 떨어지지 않도록 커버를 구비하여, 베드의 열변형의 방지 가능함도 가능하다. 본 발명에 따른 호빙머신의 열변형 방지 제어방법을 도 5를 참조하여 설명한다. 먼저, 호빙머신의 베드(BED)(11)와, 스핀들(SPINDLE)(15) 및 쿨런트(COOLANT)(17)각각의 온도를 측정한다.(S11) 이러한 베드(11)와 스핀들(15)의 온도 측정은 호빙머신에 장착되는 온도 측정장치(20)를 통해 측정 가능하다. 다음, 상기 단계(S11)에서 측정된 온도를 전송받아 베드(11)와 쿨런트(17) 상호간의 온도차와, 스핀들(15)과 쿨런트(17) 상호간의 각각의 온도차이를 연산한다.(S12) 이어서, 베드(11)와 쿨런트(17) 간의 온도의 연산을 통해, 쿨런트(17)의 온도가 베드(11)의 온도와 동일한지 여부를 판단한다.(S13) 이러한 베드(11)와 쿨런트(17) 간의 온도 연산을 통해 베드(11)로 공급된 쿨런트(17)의 온도가 베드(11)와 동일하면 쿨런트(17)의 계속적인 공급이 이루어지도록 한다.(S14) 그리고, 상기 단계(S13)의 베드(11)와 쿨런트(17)의 온도가 상이하면, 베드(11)로 공급된 쿨런트(17)의 온도를 베드(11)의 측정온도와 동일하도록 히팅 또는 냉각 실시하도록 하여 쿨런트(17)의 공급이 이루어지도록 한다.(S15) 다음, 상기 스핀들(15)과 쿨런트(17) 간의 온도차를 연산하여(S16), 쿨런트(17)의 온도가 스핀들의 측정온도 보다 작으면, 스핀들(15)로의 쿨런트(17) 순환이 정지되도록 한다.(S16) 그리고, 쿨런트(17)의 온도가 스핀들(15)의 측정온도보다 크면, 쿨런트(17)의 온도를 베드(11)의 온도와 동일하도록 하여 공급한다.(S17)
상기와 같은 본 발명에 따른 호빙머신의 열변형 방지장치 및 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다. 호빙머신의 스핀들(SPINDLE)과 베드(BED)의 냉각을 위한 쿨런트의 온도제어를 원활하도록 하여, 호빙머신의 열변형에 의한 제품불량 및 장비수명 단축을 방지할 수 있도록 한다. 이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다. |
