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KR102697471B1 - Internal pressure measuring device and measuring method for spindle of machine tool - Google Patents

Internal pressure measuring device and measuring method for spindle of machine tool Download PDF

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KR102697471B1
KR102697471B1 KR1020190165029A KR20190165029A KR102697471B1 KR 102697471 B1 KR102697471 B1 KR 102697471B1 KR 1020190165029 A KR1020190165029 A KR 1020190165029A KR 20190165029 A KR20190165029 A KR 20190165029A KR 102697471 B1 KR102697471 B1 KR 102697471B1
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pressure
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정유성
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현대위아 주식회사
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Abstract

본 발명은 공작기계의 주축 내압 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 000를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 주축의 내압이 대기압에 비해 상대적으로 음압인지 아니면 양압인지 여부를 압력게이지를 통해 정량적으로 산출할 수 있으며, 이러한 측정 결과를 데이터화할 수 있어, 주축의 라비린스 구조의 마모/손상 정도와 주축의 내압 변화 관계를 수치화 및 파라미터 공식화할 수 있다. 궁극적으로는 장기간에 걸친 공작기계의 유지/보수 관리에 있어서 효율성을 높일 수 있게 된다. The present invention relates to a spindle internal pressure measuring device and a measuring method for a machine tool, and can be configured to include 000. According to the present invention, it is possible to quantitatively calculate, through a pressure gauge, whether the internal pressure of the spindle is relatively negative or positive compared to atmospheric pressure, and the measurement results can be digitized, so that the relationship between the degree of wear/damage of the labyrinth structure of the spindle and the change in the internal pressure of the spindle can be quantified and parameterized. Ultimately, it is possible to increase efficiency in long-term maintenance/repair management of machine tools.

Description

공작기계의 주축 내압 측정장치 및 측정방법{Internal pressure measuring device and measuring method for spindle of machine tool}{Internal pressure measuring device and measuring method for spindle of machine tool}

본 발명은 공작기계의 주축 내압 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주축의 라비린스의 마모/손상 정도를 파악하고 주축의 내압을 측정하여 주축이 양압 또는 음압으로 작동하는지를 파악함으로써, 주축의 작동상태를 판단하는 공작기계의 주축 내압 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a spindle internal pressure measuring device and a measuring method for a machine tool, and more specifically, to a spindle internal pressure measuring device and a measuring method for a machine tool, which determine the degree of wear/damage of a labyrinth of a spindle and measure the internal pressure of the spindle to determine whether the spindle is operating at positive or negative pressure, thereby judging the operating state of the spindle.

일반적으로 공작기계란, 가공 소재를 작업자가 원하는 형상으로 가공하는 기계장치를 총칭한다. 최근에는 NC(Numerical Control) 공작기계가 주로 사용되는데, 입력되는 각종 수치 정보를 기반으로 가공 재료를 다양한 형태로 가공을 하는 자동기계장치를 말한다. 이러한 공작기계는 다양항 형태가 있다. In general, machine tools are a general term for mechanical devices that process materials into shapes desired by workers. Recently, NC (Numerical Control) machine tools are mainly used, which refer to automatic mechanical devices that process materials into various shapes based on various numerical information input. These machine tools come in various forms.

일 예로, 도 1a에는 수평방향으로 배치되어 소재를 회전시켜 가공하는 방식의 공작기계의 주축(9)과 주축헤드(8)의 일 형태가 도시되어 있으며, 도 1b에는 수직방향으로 배치되어 소재를 회전시켜 가공하는 방식의 공작기계의 주축(9)과 주축헤드(8)의 일 형태가 도시되어 있다. As an example, Fig. 1a illustrates a form of a spindle (9) and a spindle head (8) of a machine tool that are arranged horizontally to rotate a material and process it, and Fig. 1b illustrates a form of a spindle (9) and a spindle head (8) of a machine tool that are arranged vertically to rotate a material and process it.

이러한 공작기계가 원활하게 가공작업을 수행하기 위해서는 절삭유가 주축의 소재 장착부로 공급되어 주축의 전단부의 냉각과 동시에 절삭칩과 같은 이물질이 절삭유와 함께 낙하되며 배출되도록 해야 한다. In order for these machine tools to perform machining operations smoothly, cutting oil must be supplied to the spindle's material mounting section so that the front end of the spindle is cooled, and foreign substances such as cutting chips must fall and be discharged together with the cutting oil.

그런데 절삭유가 공작기계용 주축에서 가공 중 주축의 내부로 유입되어 주축의 베어링 소손 등의 문제를 발생시킨다. However, cutting oil can flow into the spindle of a machine tool during machining, causing problems such as damage to the spindle bearings.

이러한 문제를 해결하기 위해 공작기계의 설계과정에서 주축과 주축헤드 사이에 라비린스 등과 같은 구조를 형성하여 윤활시스템의 누설 및 절삭유의 주축 내부 유입을 방지하도록 하고 있다. To solve these problems, a structure such as a labyrinth is formed between the spindle and the spindle head during the design process of the machine tool to prevent leakage of the lubrication system and the inflow of cutting oil into the spindle.

다만 주축의 장시간 사용 또는 예상치 못한 충격, 오작동 등에 의해 라비린스 구조가 마모/파손되는 현상이 일어나고, 이 경우 주축의 내압이 대기압에 비해 낮아지는 상대적인 음압으로 형성될 수 있다. However, the labyrinth structure may become worn/damaged due to long-term use of the spindle or unexpected impact or malfunction, and in this case, the internal pressure of the spindle may be formed as a relative negative pressure lower than the atmospheric pressure.

이 경우 외부의 공기, 이물질 등이 주축의 내부로 유입되어 장비 손상을 일으키거나 또는 절삭유가 배출되지 못하고 주축의 내부로 다시 유입되어 주축의 베어링 소손 등의 문제를 일으키게 된다. In this case, external air, foreign substances, etc. may flow into the spindle, causing damage to the equipment, or cutting oil may not be discharged and may flow back into the spindle, causing problems such as damage to the spindle bearings.

따라서 종래에는 주축의 라비린스 구조의 손상에 따른 주축의 내압 변화로, 차후 발생될 수 있는 주축의 문제를 사전에 파악하기 위해 도 2에 개시된 방식과 같이 주축의 내압을 측정하였다. Therefore, in order to identify in advance any problems of the spindle that may occur in the future due to changes in the internal pressure of the spindle caused by damage to the labyrinth structure of the spindle, the internal pressure of the spindle was measured as in the method disclosed in Fig. 2.

즉 주축헤드(8)에 회전되게 배치된 주축(9)를 테이프를 이용하여 봉지(1)로 밀폐하고, 주축(9)을 작동시켰을 때, 봉지(1)가 수축되면 주축(9)의 내압이 대기압에 비해 음압임을 파악하고, 반대로 봉지(1)가 팽창되면 주축(9)의 내압이 대기압에 비해 양압임을 파악하였다. That is, when the spindle (9) that is arranged to rotate on the spindle head (8) is sealed with a bag (1) using tape and the spindle (9) is operated, it is determined that when the bag (1) contracts, the internal pressure of the spindle (9) is negative compared to the atmospheric pressure, and conversely, when the bag (1) expands, the internal pressure of the spindle (9) is positive compared to the atmospheric pressure.

이러한 측정방식의 경우 주축의 내압에 대한 현상만을 판단할 수 있을 뿐, 정량적인 수치를 알 수 없는 한계가 있어, 측정 결과에 대한 데이터화가 불가하다.In the case of this measurement method, only the phenomenon of internal pressure of the main shaft can be judged, and there is a limitation in that quantitative figures cannot be known, so data on the measurement results cannot be converted into data.

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주축의 라비린스의 마모/손상 정도를 파악하고 주축의 내압을 측정하여 주축이 양압 또는 음압으로 작동하는지를 파악함으로써, 주축의 작동상태를 판단하는 공작기계의 주축 내압 측정장치 및 측정방법를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the problems in the related technical field as described above, and the purpose of the present invention is to provide a spindle internal pressure measuring device and measuring method for a machine tool, which determine the operating state of a spindle by determining the degree of wear/damage of a labyrinth of a spindle and measuring the internal pressure of the spindle to determine whether the spindle is operating at positive or negative pressure.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 공작기계의 주축 내압 측정방법에 관한 것으로, 주축의 구조 및 주축의 라비린스 구조를 판단하는 단계; 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계; 주축 내압에 대한 측정이 필요한지를 판단하는 단계; 주축의 내압측정장치를 설치하고 주축의 내압을 측정하는 단계; 및 측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다. In order to achieve the above objects, the present invention relates to a method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, which may include the steps of: determining the structure of a spindle and the labyrinth structure of the spindle; determining a measurement portion for the labyrinth of the spindle and measuring a numerical value of each measurement portion; determining whether measurement of the internal pressure of the spindle is necessary; installing a spindle pressure measuring device and measuring the internal pressure of the spindle; and determining whether the measured internal pressure is positive/negative.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 주축의 내압을 측정하는 단계는, 최대 RPM 대비 설정 비율 RPM으로 설정 시간 동안 주축을 구동하여 주축의 내압을 측정할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the step of measuring the internal pressure of the spindle may measure the internal pressure of the spindle by driving the spindle for a set time at a set ratio RPM compared to the maximum RPM.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 주축의 내압을 측정하는 단계는, 설정 시간간격 동안, 최대 RPM 대비 설정 변화비율 RPM 간격으로 주축을 구동하여 주축의 내압을 측정할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the step of measuring the internal pressure of the spindle may measure the internal pressure of the spindle by driving the spindle at a set change ratio RPM interval compared to the maximum RPM for a set time interval.

또한, 본 발명의 실시예에서는 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계 이후에, 측정된 주축의 라비린스의 각 부위에 대한 수치값과 기 설정된 주축 내압 측정의 기준 범위값을 비교하는 단계;를 더 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, after the step of determining a measurement portion for a labyrinth of a main axis and measuring a numerical value of each measurement portion, the step of comparing the measured numerical value of each portion of the labyrinth of the main axis with a preset reference range value of the main axis internal pressure measurement may be further included.

또한, 본 발명의 실시예에서는 측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계 이후에, 기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계;를 더 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, after the step of determining whether the measured internal pressure is positive/negative pressure, the step of verifying whether the measured internal pressure is positive/negative pressure is consistent with a preset main axis positive/negative pressure generation reference range value may be further included.

또한, 본 발명의 실시예에서는 기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계에서, 일치하지 않는 경우에는, 상기 주축의 내압을 측정하는 단계를 반복할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, in a step of verifying whether the measured positive/negative pressure generation matches the positive/negative pressure generation reference range value of the preset main axis, if they do not match, the step of measuring the internal pressure of the main axis can be repeated.

또한, 본 발명의 실시예에서는 기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계에서, 일치하지 않는 경우에는, 주축의 내압 측정 제한 횟수(N)에 대해 N+1 인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, in a step of verifying whether the measured positive/negative pressure generation matches the preset positive/negative pressure generation reference range value of the main axis, if they do not match, a step of determining whether the number of times (N) of internal pressure measurements of the main axis is N+1 may be further included.

본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정장치는, 주축의 전단부가 삽입되는 삽입부가 형성된 장치하우징; 상기 삽입부의 외측 둘레를 따라 배치되고, 주축의 전단부를 밀봉하도록 구성되는 밀봉부; 및 상기 장치하우징에 배치되고, 주축의 내압을 측정하도록 구성되는 압력측정유닛;을 포함할 수 있다. The spindle internal pressure measuring device of the machine tool of the present invention may include: a device housing having an insertion portion formed into which a front end of the spindle is inserted; a sealing portion arranged along an outer circumference of the insertion portion and configured to seal the front end of the spindle; and a pressure measuring unit arranged in the device housing and configured to measure the internal pressure of the spindle.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 압력측정유닛은, 상기 장치하우징의 내부 압력을 측정하여 상기 삽입부에 삽입되어 있는 주축의 내압을 측정하는 내압게이지; 및 상기 장치하우징의 외부 압력을 측정하는 외압게이지;를 포함하되, 상기 내압게이지 수치값과 상기 외압게이지 수치값을 비교하여, 주축의 내압이 외압에 대해 상대적으로 양압 또는 음압인지 여부를 판단할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the pressure measuring unit includes an internal pressure gauge that measures the internal pressure of the device housing and measures the internal pressure of the main shaft inserted into the insertion portion; and an external pressure gauge that measures the external pressure of the device housing; wherein, by comparing the numerical value of the internal pressure gauge with the numerical value of the external pressure gauge, it is possible to determine whether the internal pressure of the main shaft is relatively positive or negative with respect to the external pressure.

본 발명에 따르면, 주축의 내압이 대기압에 비해 상대적으로 음압인지 아니면 양압인지 여부를 압력게이지를 통해 정량적으로 산출할 수 있다. According to the present invention, it is possible to quantitatively calculate whether the internal pressure of the main shaft is negative or positive relative to atmospheric pressure using a pressure gauge.

그리고 이러한 측정 결과를 데이터화할 수 있어, 주축의 라비린스 구조의 마모/손상 정도와 주축의 내압 변화 관계를 수치화 및 파라미터 공식화할 수 있다.And since these measurement results can be digitized, the relationship between the degree of wear/damage of the labyrinth structure of the spindle and the change in internal pressure of the spindle can be quantified and parameterized.

궁극적으로는 장기간에 걸친 공작기계의 유지/보수 관리에 있어서 효율성을 높일 수 있게 된다. Ultimately, it will increase efficiency in long-term maintenance and management of machine tools.

도 1a 및 도 1b는 공작기계 주축의 다양한 구조를 나타낸 도면.
도 2는 종래 주축의 내압을 측정하는 방식을 나타낸 도면.
도 3은 주축의 라비린스 구조와 주축헤드의 그루브 구조를 나타낸 도면.
도 4는 주축의 전단부에 본 발명인 내압 측정장치가 장착된 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명인 내압 측정장치를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법의 제1 실시예를 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법의 제2 실시예를 나타낸 순서도.
Figures 1a and 1b are drawings showing various structures of a machine tool spindle.
Figure 2 is a drawing showing a conventional method of measuring internal pressure of a spindle.
Figure 3 is a drawing showing the labyrinth structure of the spindle and the groove structure of the spindle head.
Figure 4 is a drawing showing a state in which the pressure measuring device of the present invention is mounted on the front end of the main shaft.
Figure 5 is a perspective view showing the pressure measuring device of the present invention.
Figure 6 is a flow chart showing a first embodiment of a method for measuring the internal pressure of a main shaft of a machine tool according to the present invention.
Figure 7 is a flow chart showing a second embodiment of a method for measuring the internal pressure of a main shaft of a machine tool according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 공작기계의 주축 내압 측정장치 및 측정방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of a spindle internal pressure measuring device and measuring method of a machine tool according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 3은 주축의 라비린스 구조와 주축헤드의 그루브 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 주축의 전단부에 본 발명인 내압 측정장치(10)가 장착된 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명인 내압 측정장치(10)를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법의 제1 실시예를 나타낸 순서도이며, 도 7은 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법의 제2 실시예를 나타낸 순서도이다. FIG. 3 is a drawing showing the labyrinth structure of the spindle and the groove structure of the spindle head, FIG. 4 is a drawing showing a state where the pressure measuring device (10) of the present invention is mounted on the front end of the spindle, FIG. 5 is a perspective view showing the pressure measuring device (10) of the present invention, FIG. 6 is a flow chart showing a first embodiment of a method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool according to the present invention, and FIG. 7 is a flow chart showing a second embodiment of a method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool according to the present invention.

우선 도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정장치(10)는 장치하우징(11), 밀봉부(12) 및 압력측정유닛(16)을 포함하여 구성될 수 있다. First, referring to FIGS. 4 and 5, the main shaft internal pressure measuring device (10) of the machine tool of the present invention can be configured to include a device housing (11), a sealing part (12), and a pressure measuring unit (16).

상기 장치하우징(11)은 주축의 전단부, 즉 가공 소재가 장착되는 부위가 삽입되는 삽입부(13)가 상면에 형성되고, 전반적으로 직육면체의 형상으로 구성될 수 있다. 다만 반드시 상기 형상에 한정되는 것은 아니다. The above device housing (11) has an insertion portion (13) formed on the upper surface into which the front end of the main shaft, i.e. the portion where the workpiece is mounted, is inserted, and may be configured in the shape of a rectangular parallelepiped overall. However, it is not necessarily limited to the above shape.

상기 장치하우징(11)의 내부는 빈 공간일 수 있으며, 상기 삽입부(13)에 삽입된 주축으로부터 배출 또는 흡입되는 공기가 잔류할 수 있는 공간일 수 있다. The interior of the above device housing (11) may be an empty space, and may be a space where air discharged or sucked in from the main shaft inserted into the insertion portion (13) may remain.

그리고 상기 밀봉부(12)는 상기 삽입부(13)의 외측 둘레를 따라 배치되고, 주축의 전단부를 밀봉하도록 구성될 수 있다. And the sealing portion (12) may be arranged along the outer circumference of the insert portion (13) and configured to seal the front end of the main shaft.

상기 삽입부(13)에 주축이 삽입되면, 주축의 외측 둘레는 상기 밀봉부(12)에 밀착되게 되므로, 주축의 전단부와 주축의 외부는 분리되게 된다. When the spindle is inserted into the above insertion portion (13), the outer circumference of the spindle is in close contact with the sealing portion (12), so the front end of the spindle and the outside of the spindle are separated.

이러한 상기 밀봉부(12)는 밀착성이 있는 고무 또는 실리콘이거나 그 밖에 탄성력과 연성력이 있는 재질일 수 있다. The above sealing portion (12) may be made of rubber or silicone with tight sealing properties or other elastic and ductile materials.

다음 상기 압력측정유닛(16)은 상기 장치하우징(11)에 배치되고, 주축의 내압을 측정하도록 구성될 수 있다. The following pressure measuring unit (16) is placed in the device housing (11) and can be configured to measure the internal pressure of the main shaft.

이러한 상기 압력측정유닛(16)은, 상기 장치하우징(11)의 내부 압력을 측정하여 상기 삽입부(13)에 삽입되어 있는 주축의 내압을 측정하는 내압게이지(14) 및, 상기 장치하우징(11)의 외부 압력을 측정하는 외압게이지(15)를 포함하여 구성될 수 있다. The pressure measuring unit (16) may be configured to include an internal pressure gauge (14) that measures the internal pressure of the device housing (11) and the internal pressure of the main shaft inserted into the insertion portion (13), and an external pressure gauge (15) that measures the external pressure of the device housing (11).

여기서 작업자는 상기 내압게이지(14) 수치값과 상기 외압게이지(15) 수치값을 비교하여, 주축의 내압이 외압, 즉 대기압에 대해 상대적으로 양압 또는 음압인지 여부를 판단할 수 있다. Here, the worker can compare the numerical value of the internal pressure gauge (14) with the numerical value of the external pressure gauge (15) to determine whether the internal pressure of the main shaft is positive or negative relative to the external pressure, i.e., atmospheric pressure.

다음으로, 도 6을 참고하면, 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법에 대한 제1 실시예가 개시되어 있다. Next, referring to FIG. 6, a first embodiment of a method for measuring the internal pressure of a main shaft of a machine tool according to the present invention is disclosed.

도 6를 참고하면, 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법에 대한 제1 실시예에서는, 주축의 구조 및 주축의 라비린스 구조를 판단하는 단계(S11)와, 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계(S12)와, 주축 내압에 대한 측정이 필요한지를 판단하는 단계(S13)와, 주축의 내압측정장치(10)를 설치하고 주축의 내압을 측정하는 단계(S14,15)와, 측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계(S16) 및, 주축의 내압 측정 제한 횟수(N)에 대해 N+1 인지 여부를 판단하는 단계(S17)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 6, the first embodiment of the method for measuring internal pressure of a spindle of a machine tool according to the present invention may be configured to include a step (S11) of determining a structure of a spindle and a labyrinth structure of the spindle, a step (S12) of determining a measurement portion for the labyrinth of the spindle and measuring a numerical value of each measurement portion, a step (S13) of determining whether measurement of the internal pressure of the spindle is necessary, a step (S14, 15) of installing an internal pressure measurement device (10) of the spindle and measuring the internal pressure of the spindle, a step (S16) of determining whether the measured internal pressure is positive/negative, and a step (S17) of determining whether the number of times (N) of measuring the internal pressure of the spindle is N+1.

우선 상기 주축의 구조 및 주축의 라비린스 구조를 판단하는 단계(S11)는 도 1a 및 도 1b에 개시된 공작기계의 주축 구조와 같이 다양한 구조를 가지는 공작기계의 주축 구조 및 형태를 판단하는 단계일 수 있다. First, the step (S11) of determining the structure of the spindle and the labyrinth structure of the spindle may be a step of determining the structure and shape of the spindle of a machine tool having various structures, such as the spindle structure of the machine tool disclosed in FIG. 1a and FIG. 1b.

그리고 이러한 다양한 형태로 구현된 주축마다 다른 구조의 라비린스 구조로 구성되어 있다. And each of these axes, implemented in various forms, consists of a labyrinth structure with a different structure.

여기서 도 3를 참고하면, 주축의 라비린스 구조의 일 형태가 도시되어 있다. 주축(9)의 외주면에는 라비린스를 구성하는 돌기(7)가 배치될 수 있으며, 주축(9)이 삽입 장착된 주축헤드(8)에는 돌기(7)가 삽입 배치되는 그루브(5)가 형성될 수 있다. 물론 다른 주축에서는 다른 라비린스 구조가 구현될 수 있으며, 본 발명에서는 도 3에 개시된 라비린스 구조에 한정하여 설명하도록 한다. Referring to FIG. 3 here, one form of a labyrinth structure of a spindle is illustrated. A projection (7) constituting a labyrinth may be arranged on the outer surface of the spindle (9), and a groove (5) into which the projection (7) is inserted may be formed in the spindle head (8) into which the spindle (9) is inserted and arranged. Of course, other labyrinth structures may be implemented in other spindles, and the present invention will be described only with respect to the labyrinth structure disclosed in FIG. 3.

즉 본 단계(S11)에서는 다양한 형태의 주축을 구분하고 해당 주축의 라비린스 구조를 파악하는 단계일 수 있다. That is, this step (S11) may be a step of distinguishing various types of spindles and identifying the labyrinth structure of the corresponding spindles.

다음으로, 상기 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계(S12)는 도 3을 통해 설명하도록 한다.Next, the step (S12) of determining the measurement site for the labyrinth of the above-mentioned main axis and measuring the numerical value of each measurement site will be explained through Fig. 3.

외부 공기(A)는 주축의 전단부와 연결되고 간격(h)을 형성하는 유동공간(4a)을 통해 유입되어 일정 깊이(H)를 형성하는 그루브(5)를 지나 주축의 후단부와 연결된 간격(h)을 형성하는 유동공간(Ab)로 유입된다고 가정할 때, 작업자는 돌기(7)와 그루브(5)간의 형성 공간의 크기 변화로 주축의 내압 변화를 파악하고자 할 수 있다. Assuming that outside air (A) flows in through a flow space (4a) that is connected to the front end of the spindle and forms a gap (h), passes through a groove (5) that forms a certain depth (H), and flows into a flow space (Ab) that forms a gap (h) connected to the rear end of the spindle, the worker can determine the change in the internal pressure of the spindle by the change in the size of the space formed between the protrusion (7) and the groove (5).

즉 주축(9)의 회전 작동에 따라 돌기(7)는 마모/손상이 발생할 수 있으며, 이에 따라 돌기(7)와 그루브(5)간의 간격(C1,C2,C3) 또는 돌기(7)의 폭(B) 변화가 발생할 수 있다. That is, depending on the rotational operation of the main shaft (9), the protrusion (7) may be worn/damaged, and accordingly, the gap (C1, C2, C3) between the protrusion (7) and the groove (5) or the width (B) of the protrusion (7) may change.

여기서, 작업자는 외부 공기(A)의 유입에 영향을 주는 것은 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B) 변화라고 판단하고, 라비린스 구조에서 측정대상을 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B)으로 결정할 수 있다. Here, the worker determines that the change in the gap (C1, C3) and the width (B) of the protrusion (7) affects the inflow of outside air (A), and the measurement target in the labyrinth structure can be determined as the gap (C1, C3) and the width (B) of the protrusion (7).

이는 돌기(7)가 회전함에 따라 돌기(7)의 양측면과 그루브(5)의 내면이 이루는 공간(6a, 6b)상에서 원심력에 의한 유동이 발생하여 외부 공기(A)가 공간(4a)에서 공간(4b)로 흐르는 것을 방지하게 된다. 따라서 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B) 변화는 유동 발생을 일으켜 외부 공기의 유입 방지를 위한 중요인자일 수 있기 때문이다. This is because, as the protrusion (7) rotates, a flow due to centrifugal force occurs in the space (6a, 6b) formed by the two sides of the protrusion (7) and the inner surface of the groove (5), thereby preventing the outside air (A) from flowing from the space (4a) to the space (4b). Accordingly, the change in the gap (C1, C3) and the width (B) of the protrusion (7) can be an important factor in preventing the inflow of outside air by causing the flow to occur.

즉 본 단계(S12)에서는 주축의 라비린스 구조에서 측정하고자 하는 대상부위를 결정하고 실제로 측정하는 단계일 수 있다. That is, this step (S12) may be a step of determining the target area to be measured in the labyrinth structure of the main axis and actually measuring it.

다음으로, 상기 주축 내압에 대한 측정이 필요한지를 판단하는 단계(S13)는, 주축의 라비린스 구조의 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B)을 측정한 결과, 돌기(7)의 마모 또는 손상 등이 적어, 예를 들어 최초 설계사양 대비 3% 미만의 수치 변화만이 있는 경우에는 주축의 내압을 측정할 필요가 없다고 판단하는 단계이다. 이 경우에는 더 이상 측정단계를 진행하지 않고, 주축의 내압 측정을 마무리하게 된다. Next, the step (S13) for determining whether measurement of the internal pressure of the spindle is necessary is a step for determining that there is no need to measure the internal pressure of the spindle if, as a result of measuring the spacing (C1, C3) of the labyrinth structure of the spindle and the width (B) of the protrusion (7), there is little wear or damage to the protrusion (7), for example, there is only a numerical change of less than 3% compared to the initial design specifications. In this case, the measurement step is not performed any further, and the measurement of the internal pressure of the spindle is completed.

반대로 돌기(7)의 마모 또는 손상 등이 커, 예를 들어 최초 설계사양 대비 3~5% 이상의 수치 변화가 발생한 경우에는 주축의 내압을 측정하여, 현재 주축의 내압 상태가 외압인 대기압에 비해 상대적으로 양압 상태를 유지하는지 아니면 음압 상태를 유지하는지 여부를 측정할 필요가 있음을 결정할 수 있는 단계이다. On the other hand, if the wear or damage of the protrusion (7) is significant, for example, if a change of 3 to 5% or more occurs compared to the initial design specifications, it is necessary to measure the internal pressure of the main shaft to determine whether the current internal pressure of the main shaft is maintained in a positive or negative pressure state relative to the external pressure, i.e., atmospheric pressure.

다음으로, 상기 주축의 내압 측정장치(10)를 설치하고 주축의 내압을 측정하는 단계(S14,15)는, 도 4에서와 같이 주축의 전단부에 내압 측정장치(10)를 장착하고, 주축을 작동하여 주축의 내압을 압력측정유닛(16)을 통해 측정하는 단계일 수 있다. Next, the step (S14, 15) of installing the internal pressure measuring device (10) of the spindle and measuring the internal pressure of the spindle may be a step of mounting the internal pressure measuring device (10) on the front end of the spindle as in Fig. 4, operating the spindle, and measuring the internal pressure of the spindle through the pressure measuring unit (16).

이때 주축은 최대 RPM 대비 설정 비율 변화 RPM으로 설정 시간 동안 구동하게 된다. 예를 들어, 최대 RPM 대비 25% RPM 비율 단위로 속도를 변화시키면서 30분 동안 주축의 내압 측정을 진행할 수 있다. At this time, the spindle is driven for a set time at a set RPM ratio change relative to the maximum RPM. For example, the spindle pressure can be measured for 30 minutes while changing the speed in units of 25% RPM ratio relative to the maximum RPM.

즉 최초 측정시에는 최대 RPM 대비 25% RPM 비율, 다음 측정시에는 최대 RPM 대비 50% RPM 비율, 그 다음 측정시에는 최대 RPM 대비 75% RPM 비율, 최대 RPM 대비 25% RPM 비율, 최대 RPM 대비 100% RPM 비율로 각각 30분간 주축의 내압 측정을 진행할 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니라 In other words, the internal pressure of the spindle can be measured for 30 minutes each at a 25% RPM ratio compared to the maximum RPM for the first measurement, a 50% RPM ratio compared to the maximum RPM for the next measurement, a 75% RPM ratio compared to the maximum RPM, a 25% RPM ratio compared to the maximum RPM, and a 100% RPM ratio compared to the maximum RPM for the subsequent measurements. Of course, it is not limited to this.

다음으로, 상기 측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계(S16)는, 측정 결과 주축의 내압이 외압, 즉 대기압보다 상대적으로 높은 양압으로 나오는지, 아니면 주축의 내압이 외압보다 상대적으로 낮은 음압으로 나오는지를 판단하는 단계일 수 있다.Next, the step (S16) of determining whether the measured internal pressure is positive/negative may be a step of determining whether the internal pressure of the main shaft as a result of the measurement is a positive pressure that is relatively higher than the external pressure, i.e., atmospheric pressure, or whether the internal pressure of the main shaft as a negative pressure that is relatively lower than the external pressure.

만약 측정 결과, 음압으로 판단되는 경우에는, 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계(S12)로 회귀하여 주축의 내압을 반복하여 측정한다. If the measurement result is judged to be negative pressure, the measurement site for the labyrinth of the main axis is determined and the step (S12) of measuring the numerical value of each measurement site is returned to repeatedly measure the internal pressure of the main axis.

즉 반복 측정하여 신뢰성을 높이게 된다. In other words, reliability is increased by repeating measurements.

여기서 상기 주축의 내압 측정 제한 횟수(N)에 대해 N+1 인지 여부를 판단하는 단계(S17)는, 음압으로 검출된 이후에, 무한으로 측정을 반복할 수 없으므로 측정 제한 횟수(N)를 설정하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 음압으로 검출되는 경우, 측정횟수를 2회로 제한하였다면, N=2가 되는 것이고, 알고리즘상에서 N+1이 되면, 반복 측정을 중지하고 측정절차를 마무리하게 된다. Here, the step (S17) of determining whether the number of times (N) of internal pressure measurement of the main axis is N+1 may be a step of setting the number of times of measurement limitation (N) since the measurement cannot be repeated infinitely after detection as negative pressure. For example, if detection as negative pressure is made and the number of measurements is limited to 2, then N=2, and if it becomes N+1 in the algorithm, the repeated measurement is stopped and the measurement procedure is completed.

만약 측정 결과, 양압으로 판단되는 경우에는, 주축의 라비린스 구조 상태가 좋은 것이므로 측정절차를 마무리하게 된다. If the measurement result is judged to be positive pressure, the labyrinth structure of the main shaft is in good condition, so the measurement procedure is completed.

한편, 도 7를 참고하면, 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법에 대한 제2 실시예가 개시되어 있다. Meanwhile, referring to FIG. 7, a second embodiment of a method for measuring the internal pressure of a main shaft of a machine tool according to the present invention is disclosed.

도 7을 참고하면, 본 발명인 공작기계의 주축 내압 측정방법에 대한 제2 실시예에서는, 주축의 구조 및 주축의 라비린스 구조를 판단하는 단계(S21)와, 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계(S22)와, 측정된 주축의 라비린스의 각 부위에 대한 수치값과 기 설정된 주축 내압 측정의 기준 범위값을 비교하는 단계(S23)와, 주축 내압에 대한 측정이 필요한지를 판단하는 단계(S24)와, 주축의 내압측정장치(10)를 설치하고 주축의 내압을 측정하는 단계(S25,26)와, 측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계(S27)와, 기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계(S28) 및, 주축의 내압 측정 제한 횟수(N)에 대해 N+1 인지 여부를 판단하는 단계(S29)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 7, in the second embodiment of the spindle internal pressure measurement method of the machine tool of the present invention, the steps of determining the spindle structure and the spindle labyrinth structure (S21), determining the measurement portion for the spindle labyrinth and measuring the numerical value of each measurement portion (S22), comparing the numerical value of each portion of the measured spindle labyrinth with the preset reference range value of the spindle internal pressure measurement (S23), determining whether measurement of the spindle internal pressure is necessary (S24), installing the spindle internal pressure measurement device (10) and measuring the spindle internal pressure (S25, 26), determining whether the measured internal pressure is positive/negative (S27), verifying whether the measured internal pressure is positive/negative by comparing it with the preset reference range value of the positive/negative pressure generation of the spindle and whether the measured internal pressure is positive/negative is consistent (S28), and determining whether the number of times (N) of the spindle internal pressure measurement limit is N+1. It can be configured to include a judging step (S29).

우선 상기 주축의 구조 및 주축의 라비린스 구조를 판단하는 단계(S21)는 도 1a 및 도 1b에 개시된 공작기계의 주축 구조와 같이 다양한 구조를 가지는 공작기계의 주축 구조 및 형태를 판단하는 단계일 수 있다. First, the step (S21) of determining the structure of the spindle and the labyrinth structure of the spindle may be a step of determining the structure and shape of the spindle of a machine tool having various structures, such as the spindle structure of the machine tool disclosed in FIG. 1a and FIG. 1b.

그리고 이러한 다양한 형태로 구현된 주축마다 다른 구조의 라비린스 구조로 구성되어 있다. And each of these axes, implemented in various forms, consists of a labyrinth structure with a different structure.

여기서 도 3를 참고하면, 주축의 라비린스 구조의 일 형태가 도시되어 있다. 주축(9)의 외주면에는 라비린스를 구성하는 돌기(7)가 배치될 수 있으며, 주축(9)이 삽입 장착된 주축헤드(8)에는 돌기(7)가 삽입 배치되는 그루브(5)가 형성될 수 있다. 물론 다른 주축에서는 다른 라비린스 구조가 구현될 수 있으며, 본 발명에서는 도 3에 개시된 라비린스 구조에 한정하여 설명하도록 한다. Referring to FIG. 3 here, one form of a labyrinth structure of a spindle is illustrated. A projection (7) constituting a labyrinth may be arranged on the outer surface of the spindle (9), and a groove (5) into which the projection (7) is inserted may be formed in the spindle head (8) into which the spindle (9) is inserted and arranged. Of course, other labyrinth structures may be implemented in other spindles, and the present invention will be described only with respect to the labyrinth structure disclosed in FIG. 3.

즉 본 단계(S21)에서는 다양한 형태의 주축을 구분하고 해당 주축의 라비린스 구조를 파악하는 단계일 수 있다. In other words, this step (S21) may be a step of distinguishing various types of spindles and identifying the labyrinth structure of the spindles.

다음으로, 상기 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계(S22)는 도 3을 통해 설명하도록 한다.Next, the step (S22) of determining the measurement site for the labyrinth of the above-mentioned main axis and measuring the numerical value of each measurement site will be explained through Fig. 3.

외부 공기(A)는 주축의 전단부와 연결되고 간격(h)을 형성하는 유동공간(4a)을 통해 유입되어 일정 깊이(H)를 형성하는 그루브(5)를 지나 주축의 후단부와 연결된 간격(h)을 형성하는 유동공간(Ab)로 유입된다고 가정할 때, 작업자는 돌기(7)와 그루브(5)간의 형성 공간의 크기 변화로 주축의 내압 변화를 파악하고자 할 수 있다. Assuming that outside air (A) flows in through a flow space (4a) that is connected to the front end of the spindle and forms a gap (h), passes through a groove (5) that forms a certain depth (H), and flows into a flow space (Ab) that forms a gap (h) connected to the rear end of the spindle, the worker can determine the change in the internal pressure of the spindle by the change in the size of the space formed between the protrusion (7) and the groove (5).

즉 주축(9)의 회전 작동에 따라 돌기(7)는 마모/손상이 발생할 수 있으며, 이에 따라 돌기(7)와 그루브(5)간의 간격(C1,C2,C3) 또는 돌기(7)의 폭(B) 변화가 발생할 수 있다. That is, depending on the rotational operation of the main shaft (9), the projection (7) may be worn/damaged, and accordingly, the gap (C1, C2, C3) between the projection (7) and the groove (5) or the width (B) of the projection (7) may change.

여기서, 작업자는 외부 공기(A)의 유입에 영향을 주는 것은 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B) 변화라고 판단하고, 라비린스 구조에서 측정대상을 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B)으로 결정할 수 있다. Here, the worker determines that the change in the gap (C1, C3) and the width (B) of the protrusion (7) affects the inflow of outside air (A), and the measurement target in the labyrinth structure can be determined as the gap (C1, C3) and the width (B) of the protrusion (7).

이는 돌기(7)가 회전함에 따라 돌기(7)의 양측면과 그루브(5)의 내면이 이루는 공간(6a, 6b)상에서 원심력에 의한 유동이 발생하여 외부 공기(A)가 공간(4a)에서 공간(4b)로 흐르는 것을 방지하게 된다. 따라서 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B) 변화는 유동 발생을 일으켜 외부 공기의 유입 방지를 위한 중요인자일 수 있기 때문이다. This is because, as the protrusion (7) rotates, a flow due to centrifugal force occurs in the space (6a, 6b) formed by the two sides of the protrusion (7) and the inner surface of the groove (5), thereby preventing the outside air (A) from flowing from the space (4a) to the space (4b). Accordingly, the change in the gap (C1, C3) and the width (B) of the protrusion (7) can be an important factor in preventing the inflow of outside air by causing the flow to occur.

즉 본 단계(S22)에서는 주축의 라비린스 구조에서 측정하고자 하는 대상부위를 결정하고 실제로 측정하는 단계일 수 있다. That is, this step (S22) may be a step of determining the target area to be measured in the labyrinth structure of the main axis and actually measuring it.

다음으로, 상기 측정된 주축의 라비린스의 각 부위에 대한 수치값과 기 설정된 주축 내압 측정의 기준 범위값을 비교하는 단계(S23)는, 상기 측정된 라비린스의 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B)의 변화된 수치값이 최초 설계과정 또는 차후 설계로 주축 내압 측정의 기준 변화값으로 정해져 있는 기준 범위값과 비교하여, 기준 범위값을 초과하는지 아니면 초과하지 않는지를 비교하는 단계일 수 있다. Next, the step (S23) of comparing the numerical values of each part of the labyrinth of the measured main axis with the standard range value of the main axis internal pressure measurement set above may be a step of comparing the changed numerical values of the measured labyrinth spacing (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7) with the standard range value set as the standard change value of the main axis internal pressure measurement during the initial design process or a future design to see whether or not it exceeds the standard range value.

예를 들어 기준 범위값을 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B)의 최초 설계사양 대비 3 ~ 5 %로 설정된 경우, 측정된 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B) 수치값이 기준 범위값을 초과하는지 여부를 비교하게 된다. For example, if the reference range value is set to 3 to 5% of the initial design specifications for the gap (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7), the measured numerical values for the gap (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7) are compared to see whether they exceed the reference range value.

다음으로, 상기 주축 내압에 대한 측정이 필요한지를 판단하는 단계(S24)는, 주축의 라비린스 구조의 간격(C1,C3)와 돌기(7)의 폭(B)을 측정한 결과, 돌기(7)의 마모 또는 손상 등이 적어, 예를 들어 상술한 기준 범위값 3% 이하의 수치 변화만이 있는 경우에는 주축의 내압을 측정할 필요가 없다고 판단하는 단계이다. 이 경우에는 더 이상 측정단계를 진행하지 않고, 주축의 내압 측정을 마무리하게 된다. Next, the step (S24) for determining whether measurement of the internal pressure of the spindle is necessary is a step for determining that there is no need to measure the internal pressure of the spindle if, as a result of measuring the spacing (C1, C3) of the labyrinth structure of the spindle and the width (B) of the protrusion (7), there is little wear or damage to the protrusion (7), for example, there is only a numerical change of 3% or less of the above-described standard range value. In this case, the measurement step is not performed any further, and the measurement of the internal pressure of the spindle is completed.

반대로 돌기(7)의 마모 또는 손상 등이 커, 예를 들어 기준 범위값 대비 3~5% 초과의 수치 변화가 발생한 경우에는 주축의 내압을 측정하여, 현재 주축의 내압 상태가 외압인 대기압에 비해 상대적으로 양압 상태를 유지하는지 아니면 음압 상태를 유지하는지 여부를 측정할 필요가 있음을 결정할 수 있는 단계이다. On the other hand, if the wear or damage of the protrusion (7) is significant, for example, a change of value exceeding 3 to 5% compared to the standard range value occurs, it is necessary to measure the internal pressure of the main shaft to determine whether the current internal pressure of the main shaft is maintained in a positive pressure state or a negative pressure state relative to the external pressure, i.e., atmospheric pressure.

다음으로, 상기 주축의 내압 측정장치(10)를 설치하고 주축의 내압을 측정하는 단계(S25,26)는, 도 4에서와 같이 주축의 전단부에 내압 측정장치(10)를 장착하고, 주축을 작동하여 주축의 내압을 압력측정유닛(16)을 통해 측정하는 단계일 수 있다. Next, the step (S25, 26) of installing the internal pressure measuring device (10) of the main shaft and measuring the internal pressure of the main shaft may be a step of mounting the internal pressure measuring device (10) on the front end of the main shaft, operating the main shaft, and measuring the internal pressure of the main shaft through the pressure measuring unit (16), as shown in FIG. 4.

이때 주축은 최대 RPM 대비 설정 비율 변화 RPM으로 설정 시간 동안 구동하게 된다. 예를 들어, 최대 RPM 대비 25% RPM 비율 단위로 속도를 변화시키면서 30분 동안 주축의 내압 측정을 진행할 수 있다. At this time, the spindle is driven for a set time at a set RPM ratio change relative to the maximum RPM. For example, the spindle pressure can be measured for 30 minutes while changing the speed in units of 25% RPM ratio relative to the maximum RPM.

즉 최초 측정시에는 최대 RPM 대비 25% RPM 비율, 다음 측정시에는 최대 RPM 대비 50% RPM 비율, 그 다음 측정시에는 최대 RPM 대비 75% RPM 비율, 최대 RPM 대비 25% RPM 비율, 최대 RPM 대비 100% RPM 비율로 각각 30분간 주축의 내압 측정을 진행할 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니라 In other words, the internal pressure of the spindle can be measured for 30 minutes each at a 25% RPM ratio compared to the maximum RPM for the first measurement, a 50% RPM ratio compared to the maximum RPM for the next measurement, a 75% RPM ratio compared to the maximum RPM, a 25% RPM ratio compared to the maximum RPM, and a 100% RPM ratio compared to the maximum RPM for the subsequent measurements. Of course, it is not limited to this.

다음으로, 상기 측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계(S27)는, 측정 결과 주축의 내압이 외압, 즉 대기압보다 상대적으로 높은 양압으로 나오는지, 아니면 주축의 내압이 외압보다 상대적으로 낮은 음압으로 나오는지를 판단하는 단계일 수 있다.Next, the step (S27) of determining whether the measured internal pressure is positive/negative may be a step of determining whether the measured internal pressure of the main shaft comes out as a positive pressure that is relatively higher than the external pressure, i.e., atmospheric pressure, or whether the measured internal pressure of the main shaft comes out as a negative pressure that is relatively lower than the external pressure.

다음으로, 상기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계(S28)는, 상기 측정된 라비린스의 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B)의 변화된 수치값에 따른 양압/음압 발생여부가, 최초 설계과정 또는 차후 설계로 주축 양압/음압 발생의 기준 범위값으로 정해져 있는 기준 범위값과 비교하여, 실제로 일치하여 양압 또는 음압이 발생하는지 여부를 검증하는 단계일 수 있다. Next, the step (S28) of verifying whether the measured positive/negative pressure generation matches the positive/negative pressure generation standard range value of the set main axis may be a step of verifying whether the positive/negative pressure generation according to the changed numerical values of the measured labyrinth spacing (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7) actually matches the standard range value set as the standard range value of the main axis positive/negative pressure generation in the initial design process or a later design, thereby verifying whether the positive or negative pressure is generated.

예를 들어 양압 발생 기준 범위값을 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B)의 최초 설계사양 대비 3 % 미만으로 설정한 경우, 측정된 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B) 수치값이 3 % 미만이었을 때, 동일하게 주축의 내압이 양압으로 측정되는지를 검증하게 된다. For example, if the positive pressure generation criterion range value is set to less than 3% of the initial design specifications of the gap (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7), when the measured numerical values of the gap (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7) are less than 3%, it is verified whether the internal pressure of the main shaft is measured as positive pressure.

반대로 음압 발생 기준 범위값을 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B)의 최초 설계사양 대비 3~5 % 이상으로 설정한 경우, 측정된 간격(C1,C2)와 돌기(7)의 폭(B) 수치값이 3~5 % 이상이었을 때, 동일하게 주축의 내압이 음압으로 측정되는지를 검증하게 된다. Conversely, if the negative pressure generation criterion range value is set to 3 to 5% or more of the initial design specifications of the gap (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7), it is verified whether the internal pressure of the main shaft is measured as negative pressure when the measured numerical values of the gap (C1, C2) and the width (B) of the protrusion (7) are 3 to 5% or more.

만약 반대로 검증된다면, 주축의 내압 측정을 다시 해 볼 필요가 있다. 이는 주축의 양압/음압 발생 기준값과 다르기 때문이다. If the opposite is verified, it is necessary to re-measure the internal pressure of the spindle, as this is different from the positive/negative pressure generation standard value of the spindle.

여기서 측정 결과, 일치하지 않는 결과가 도출된 경우에는 주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계(S22)로 회귀하여 주축의 내압을 반복하여 측정한다. Here, if the measurement results do not match, the measurement site for the labyrinth of the main axis is determined, and the step (S22) is returned to measure the numerical value of each measurement site, and the internal pressure of the main axis is repeatedly measured.

즉 반복 측정하여 신뢰성을 높이게 된다. In other words, reliability is increased by repeating measurements.

여기서 상기 주축의 내압 측정 제한 횟수(N)에 대해 N+1 인지 여부를 판단하는 단계(S29)는, 음압으로 검출된 이후에, 무한으로 측정을 반복할 수 없으므로 측정 제한 횟수(N)를 설정하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 음압으로 검출되는 경우, 측정횟수를 2회로 제한하였다면, N=2가 되는 것이고, 알고리즘상에서 N+1이 되면, 반복 측정을 중지하고 측정절차를 마무리하게 된다. Here, the step (S29) of determining whether the number of times (N) for measuring the internal pressure of the main axis is N+1 may be a step of setting the number of times (N) for measuring, since the measurement cannot be repeated infinitely after detection as negative pressure. For example, if detection as negative pressure is made and the number of times for measuring is limited to 2, then N=2, and if it becomes N+1 in the algorithm, the repeated measurement is stopped and the measurement procedure is completed.

만약 측정 결과, 일치하는 결과가 도출된 경우에는 검증이 일치한 것이므로, 측정절차를 마무리하게 된다.If the measurement results are consistent, the verification is consistent and the measurement procedure is completed.

본 발명은 상기와 같은 측정방법을 통해 주축의 내압이 대기압에 비해 상대적으로 음압인지 아니면 양압인지 여부를 압력게이지를 통해 정량적으로 산출할 수 있으며, 이러한 측정 결과를 데이터화할 수 있어, 주축의 라비린스 구조의 마모/손상 정도와 주축의 내압 변화 관계를 수치화 및 파라미터 공식화할 수 있다. 이는 궁극적으로는 장기간에 걸친 공작기계의 유지/보수 관리에 있어서 효율성을 높일 수 있게 된다. The present invention can quantitatively calculate, through a pressure gauge, whether the internal pressure of a spindle is relatively negative or positive compared to atmospheric pressure through the above-mentioned measuring method, and can digitize the measurement results, so that the relationship between the degree of wear/damage of the labyrinth structure of the spindle and the change in the internal pressure of the spindle can be quantified and parameterized. This ultimately increases the efficiency of long-term maintenance/repair management of machine tools.

이상의 사항은 공작기계의 주축 내압 측정장치 및 측정방법의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.The above merely shows specific examples of a spindle pressure measuring device and measuring method for a machine tool.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.Accordingly, it is to be made clear that a person having ordinary skill in the art can easily understand that the present invention can be substituted and modified in various forms without departing from the spirit of the present invention described in the claims below.

10:주축 내압 측정장치
11:장치하우징 12:밀봉부
13:삽입부 14:내압게이지
15:외압게이지 16:압력측정유닛
10: Main shaft pressure measuring device
11: Device housing 12: Sealing part
13: Insert 14: Pressure gauge
15: External pressure gauge 16: Pressure measuring unit

Claims (14)

주축의 구조 및 주축의 라비린스 구조를 판단하는 단계;
주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계;
주축 내압에 대한 측정이 필요한지를 판단하는 단계;
주축의 내압측정장치를 설치하고 주축의 내압을 측정하는 단계; 및
측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계;
를 포함하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
A step of determining the structure of the main axis and the labyrinth structure of the main axis;
A step of determining measurement sites for the labyrinth of the main axis and measuring the numerical value of each measurement site;
A step for determining whether measurement of the main shaft internal pressure is necessary;
Step of installing a pressure measuring device of the main shaft and measuring the pressure of the main shaft; and
A step for determining whether the measured internal pressure is positive or negative;
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool including a
제1항에 있어서,
상기 주축의 내압을 측정하는 단계는, 최대 RPM 대비 설정 비율 RPM으로 설정 시간 동안 주축을 구동하여 주축의 내압을 측정하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In the first paragraph,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, characterized in that the step of measuring the internal pressure of the spindle comprises driving the spindle for a set time at a set ratio RPM compared to the maximum RPM.
제1항에 있어서,
상기 주축의 내압을 측정하는 단계는, 설정 시간간격 동안, 최대 RPM 대비 설정 변화비율 RPM 간격으로 주축을 구동하여 주축의 내압을 측정하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In the first paragraph,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, characterized in that the step of measuring the internal pressure of the spindle comprises driving the spindle at a set change ratio RPM interval compared to the maximum RPM for a set time interval and measuring the internal pressure of the spindle.
제1항에 있어서,
주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계 이후에,
측정된 주축의 라비린스의 각 부위에 대한 수치값과 기 설정된 주축 내압 측정의 기준 범위값을 비교하는 단계;를 더 포함하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In the first paragraph,
After determining the measurement site for the labyrinth of the main axis and measuring the numerical value of each measurement site,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, further comprising: a step of comparing the numerical values for each part of the labyrinth of the measured spindle with the standard range value of the spindle internal pressure measurement set in advance.
제1항에 있어서,
측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계 이후에,
기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계;를 더 포함하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In the first paragraph,
After the step of determining whether the measured internal pressure is positive or negative,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, further comprising: a step of verifying whether the measured internal pressure positive/negative pressure is consistent with the set positive/negative pressure generation standard range value of the spindle.
제5항에 있어서,
기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계에서, 일치하지 않는 경우에는,
상기 주축의 내압을 측정하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In paragraph 5,
In the step of verifying whether the measured internal pressure positive/negative pressure generation matches the positive/negative pressure generation standard range value of the preset main axis, if they do not match,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, characterized by repeating the step of measuring the internal pressure of the spindle.
제6항에 있어서,
기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계에서, 일치하지 않는 경우에는,
주축의 내압 측정 제한 횟수(N)에 대해 N+1 인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In Article 6,
In the step of verifying whether the measured internal pressure positive/negative pressure generation matches the positive/negative pressure generation standard range value of the preset main axis, if they do not match,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, further comprising: a step of determining whether the number of times (N) of internal pressure measurements of the spindle is N+1;
주축의 구조 및 주축의 라비린스 구조를 판단하는 단계;
주축의 라비린스에 대한 측정 부위를 결정하고 각 측정 부위의 수치를 측정하는 단계;
측정된 주축의 라비린스의 각 부위에 대한 수치값과 기 설정된 주축 내압 측정의 기준 범위값을 비교하는 단계;
주축 내압에 대한 측정이 필요한지를 판단하는 단계;
주축의 내압측정장치를 설치하고 주축의 내압을 측정하는 단계;
측정된 내압의 양/음압 여부를 판단하는 단계; 및
기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계;
를 포함하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
A step of determining the structure of the main axis and the labyrinth structure of the main axis;
A step of determining measurement sites for the labyrinth of the main axis and measuring the numerical value of each measurement site;
A step of comparing the numerical values for each part of the labyrinth of the measured main axis with the standard range value of the preset main axis internal pressure measurement;
A step for determining whether measurement of the main shaft internal pressure is necessary;
A step of installing a pressure measuring device on the spindle and measuring the internal pressure of the spindle;
A step for determining whether the measured internal pressure is positive or negative; and
A step for verifying whether the measured positive/negative pressure generation matches the positive/negative pressure generation standard range value of the preset main axis;
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool including a
제8항에 있어서,
상기 주축의 내압을 측정하는 단계는, 최대 RPM 대비 설정 비율 RPM으로 설정 시간 동안 주축을 구동하여 주축의 내압을 측정하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In Article 8,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, characterized in that the step of measuring the internal pressure of the spindle comprises driving the spindle for a set time at a set ratio RPM compared to the maximum RPM.
제8항에 있어서,
상기 주축의 내압을 측정하는 단계는, 설정 시간간격 동안, 최대 RPM 대비 설정 변화비율 RPM 간격으로 주축을 구동하여 주축의 내압을 측정하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In Article 8,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, characterized in that the step of measuring the internal pressure of the spindle comprises driving the spindle at a set change ratio RPM interval compared to the maximum RPM for a set time interval and measuring the internal pressure of the spindle.
제8항에 있어서,
기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계에서, 일치하지 않는 경우에는,
상기 주축의 내압을 측정하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In Article 8,
In the step of verifying whether the measured internal pressure positive/negative pressure generation matches the positive/negative pressure generation standard range value of the preset main axis, if they do not match,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, characterized by repeating the step of measuring the internal pressure of the spindle.
제11항에 있어서,
기 설정된 주축의 양/음압 발생 기준 범위값과 대비하여 측정된 내압의 양/음압 발생이 일치하는지 여부를 검증하는 단계에서, 일치하지 않는 경우에는,
주축의 내압 측정 제한 횟수(N)에 대해 N+1 인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 공작기계의 주축 내압 측정방법.
In Article 11,
In the step of verifying whether the measured internal pressure positive/negative pressure generation matches the positive/negative pressure generation standard range value of the preset main axis, if they do not match,
A method for measuring the internal pressure of a spindle of a machine tool, further comprising: a step of determining whether the number of times (N) of internal pressure measurements of the spindle is N+1;
주축의 전단부가 삽입되는 삽입부가 형성된 장치하우징;
상기 삽입부의 외측 둘레를 따라 배치되고, 주축의 전단부를 밀봉하도록 구성되는 밀봉부; 및
상기 장치하우징에 배치되고, 주축의 내압을 측정하도록 구성되는 압력측정유닛;
을 포함하는 공작기계의 주축 내압 측정장치.
A device housing having an insertion portion formed into which the front end of the main shaft is inserted;
A sealing portion arranged along the outer periphery of the insert portion and configured to seal the front end of the main shaft; and
A pressure measuring unit arranged in the above device housing and configured to measure the internal pressure of the main shaft;
A spindle internal pressure measuring device of a machine tool including a
제13항에 있어서,
상기 압력측정유닛은,
상기 장치하우징의 내부 압력을 측정하여 상기 삽입부에 삽입되어 있는 주축의 내압을 측정하는 내압게이지; 및
상기 장치하우징의 외부 압력을 측정하는 외압게이지;를 포함하되,
상기 내압게이지 수치값과 상기 외압게이지 수치값을 비교하여, 주축의 내압이 외압에 대해 상대적으로 양압 또는 음압인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 내압 측정장치.
In Article 13,
The above pressure measuring unit,
An internal pressure gauge that measures the internal pressure of the device housing and measures the internal pressure of the main shaft inserted into the insertion portion; and
An external pressure gauge for measuring the external pressure of the above device housing; including:
A spindle internal pressure measuring device for a machine tool, characterized in that it compares the internal pressure gauge numerical value with the external pressure gauge numerical value to determine whether the internal pressure of the spindle is positive or negative relative to the external pressure.
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