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KR101905087B1 - Heat dislocation prevention device of machine tool having ball screw and method thereof - Google Patents

Heat dislocation prevention device of machine tool having ball screw and method thereof Download PDF

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KR101905087B1
KR101905087B1 KR1020120114540A KR20120114540A KR101905087B1 KR 101905087 B1 KR101905087 B1 KR 101905087B1 KR 1020120114540 A KR1020120114540 A KR 1020120114540A KR 20120114540 A KR20120114540 A KR 20120114540A KR 101905087 B1 KR101905087 B1 KR 101905087B1
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KR
South Korea
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temperature
bearing
machine tool
hot wire
ball screw
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Inventor
노진성
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두산공작기계 주식회사
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Priority to CN201380054060.5A priority patent/CN104718052B/en
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Abstract

본 발명은 볼스크류와 베어링의 기계적 마찰열에 의한 열변위를 방지하기 위한 것으로, 본 발명은 볼스크류(10)를 구비하는 공작기계에 있어서, 상기 볼스크류(10)의 외주연에 설치되는 베어링(22); 상기 베어링(22)을 지지하기 위한 베어링 하우징(21); 상기 베어링 하우징(21)의 상부 일측면에 형성된 공간부(50); 상기 공간부(50)의 내부 형상에 대응되는 외부 형상을 구비하는 히팅유닛(30); 상기 히팅유닛(30)과 마주하는 위치에 설치되는 온도센서(40); 및 상기 온도센서(40)에서 측정된 온도에 따라 상기 히팅유닛(30)에 전원을 공급하는 전원공급장치(80)의 온/오프(on/off)를 제어하는 제어유닛(70);을 포함하는 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치 및 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지방법에 관한 것이다. The present invention relates to a machine tool having a ball screw (10), characterized in that it comprises a bearing (11) provided on the outer periphery of the ball screw (10) 22); A bearing housing (21) for supporting the bearing (22); A space portion 50 formed on one side surface of the upper portion of the bearing housing 21; A heating unit 30 having an external shape corresponding to an internal shape of the space 50; A temperature sensor (40) installed at a position facing the heating unit (30); And a control unit (70) for controlling on / off of a power supply unit (80) for supplying power to the heating unit (30) according to a temperature measured by the temperature sensor (40) And a method of preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw.

Description

볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치 및 열변위 방지방법{HEAT DISLOCATION PREVENTION DEVICE OF MACHINE TOOL HAVING BALL SCREW AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw and a method for preventing thermal displacement,

본 발명은 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치 및 열변위 방지방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어링 하우징에 장착되는 히팅유닛과 온도센서에 의해 열변위를 방지하고, 제어유닛에 의해 히팅유닛에 전원을 공급하는 전원공급장치의 온/오프(on/off)를 제어하여 열변위를 방지할 수 있는 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치 및 열변위 방지방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for preventing thermal deformation of a machine tool having a ball screw and a method for preventing thermal deformation of the machine tool. More specifically, the present invention relates to a device for preventing thermal deformation by a heating unit and a temperature sensor mounted on a bearing housing, The present invention relates to a device for preventing thermal deformation of a machine tool and a method for preventing thermal deformation of the machine tool, which are equipped with a ball screw, which can prevent on-off of the power supply device for supplying power to the heating unit.

터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.A wide range of machine tools, including turning centers, machining centers, doormat machining centers, swiss turns, electric discharge machines, horizontal NC boring machines and CNC lathes, are widely used in a variety of industrial applications to suit their application.

도 1에 도시된 것처럼, 일반적으로 다양한 종류의 공작기계는 회전운동을 직선운동으로 바꾸기 위해 볼스크류를 이용한다. 볼스크류(10)는 볼스크류(10)와 접촉하는 베어링(22)과 이를 둘러싸는 베어링 하우징(21) 및 볼스크류를 회전시키는 동력전달부로 이루어진다.As shown in Fig. 1, generally, various kinds of machine tools use ball screws to convert rotational motion into linear motion. The ball screw 10 includes a bearing 22 contacting with the ball screw 10, a bearing housing 21 surrounding the bearing 22, and a power transmitting portion for rotating the ball screw.

일반적으로 볼스크류(10)는 기계적 마찰에 의해 발생되는 열에 의한 열변형, 즉 바꾸어 말하면 열변형에 따른 신축이 일어나게 된다. 볼스크류와 베어링의 마찰열에 의해 볼스크류의 열변형이 발생되는 경우에는 고정밀도를 요하는 공작기계에서 가공물의 정밀도를 감소시키게 되고, 결국 공작기계의 생산성을 감소시키는 문제를 발생시키게 된다.Generally, the ball screw 10 is subject to thermal deformation due to heat generated by mechanical friction, that is, expansion or contraction due to thermal deformation. If thermal deformation of the ball screw occurs due to the frictional heat of the ball screw and the bearing, the accuracy of the workpiece is reduced in a machine tool requiring high precision, resulting in a problem of reducing the productivity of the machine tool.

도 1에 도시된 것처럼, 종래 볼스크류(10)를 이용하는 공작기계의 경우 볼스크류(10)와 베어링(21)의 마찰열에 의한 열변형을 최소화하기 위해, 볼스크류의 내부 공동으로 공기(air)를 강제로 주입하여 간접적으로 볼스크류(10)를 냉각하여 베어링(21)의 열변형을 방지하였다. 그러나, 이와 같은 종래 기술의 경우 마찰열이 가장 많이 발생되는 베어링(21)을 직접 냉각하는 것이 아니라, 간접적으로 볼스크류(10)를 냉각하고, 냉각된 볼스크류에 의해 간접적으로 베어링(21)을 냉각시키는 것으로 열변형 방지를 위해 지속적으로 공기를 강제로 주입하여야 함에 따라 많은 비용과 시간이 소모되는 문제점이 있었다.1, in the case of a conventional machine tool using the ball screw 10, in order to minimize thermal deformation due to frictional heat between the ball screw 10 and the bearing 21, air is introduced into the internal cavity of the ball screw 10, So that the ball screw 10 is cooled indirectly to prevent thermal deformation of the bearing 21. However, in such a conventional technique, the bearing 21, which generates the greatest amount of frictional heat, is not directly cooled, but the ball screw 10 is indirectly cooled and the bearing 21 is cooled indirectly by the cooled ball screw So that it is necessary to constantly inject air into the apparatus in order to prevent heat deformation.

또한, 공작기계가 정지된 상태, 즉 볼스크류가 냉각된 상태에서 공작기계를 가동시키는 경우에는 베어링도 냉각된 상태를 유지하여, 공작물의 열변위 방지를 위해 베어링이 일정온도에 도달할 때까지 가공물의 가공작업을 하지 않고 예비적으로 공작기계를 가동시켜 공작기계를 워밍업(worming up)시키는 과정을 장시간 필요로 하여 전력을 낭비하고 생산성을 감소시키는 문제점이 있었다.Further, when the machine tool is operated in a state in which the machine tool is stopped, that is, the ball screw is cooled, the bearings are maintained in a cooled state. In order to prevent thermal deformation of the workpiece, There is a problem in that it takes a long time to worm up the machine tool by operating the machine tool in advance, thereby wasting electric power and reducing productivity.

더욱이, 정밀가공시에 열변위에 따라 가공 오차가 발생되는 문제점이 있었다.
Moreover, there has been a problem that a machining error is generated on the heat side during precision machining.

대한민국 실용신안공개공보 제20-1997-0000673호Korean Utility Model Laid Open Publication No. 20-1997-0000673

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 베어링 하우징에 장착되어 베어링을 워밍업 시키는 히팅유닛과 온도센서에 의해 볼스크류를 구비한 공작기계에서 볼스크류와 베어링의 마찰열에 의한 열변위를 방지하는 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a ball screw and a ball screw which are mounted on a bearing housing to warm up the bearing, And an object of the present invention is to provide a device for preventing thermal deformation of a machine tool having a ball screw for preventing a thermal deformation of a machine tool.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 온도저장부, 메모리부 및 제어부를 구비한 제어유닛을 통해 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 히팅유닛에 인가되는 전원공급장치의 전원을 제어하여 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위를 최소화할 수 있는 열변위 방지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is still another object of the present invention to provide a control apparatus and a control method for controlling a power supply of a power supply unit applied to a heating unit according to a temperature measured by a temperature sensor through a control unit including a temperature storage unit, And it is an object of the present invention to provide a method of preventing thermal deformation that minimizes thermal displacement of a machine tool.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 볼스큐를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치는 상기 볼스크류의 외주연에 설치되는 베어링; 상기 베어링을 지지하기 위한 베어링 하우징; 상기 베어링 하우징의 상부 일측면에 형성된 공간부; 상기 공간부의 내부 형상에 대응되는 외부 형상을 구비하는 히팅유닛; 상기 히팅유닛과 마주하는 위치에 설치되는 온도센서; 및 상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 히팅유닛에 전원을 공급하는 전원공급장치의 온/오프(on/off)를 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the object of the present invention, there is provided an apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball skew according to the present invention, comprising: a bearing installed on an outer circumference of the ball screw; A bearing housing for supporting the bearing; A space formed on one side surface of the upper portion of the bearing housing; A heating unit having an outer shape corresponding to an inner shape of the space portion; A temperature sensor installed at a position facing the heating unit; And a control unit for controlling on / off of a power supply unit for supplying power to the heating unit according to the temperature measured by the temperature sensor.

또한, 본 발명에 의한 볼스큐를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 바람직한 다른 실시예에서, 상기 히팅유닛은 상기 공간부의 내부 형상에 대응되는 형상을 구비하는 열선핀; 상기 열선핀의 내부에 설치되고, 열을 발생시키는 열선코일; 상기 열선코일의 절연을 위해 상기 열선핀의 상단에 설치되는 열선 애자; 및 일단은 상기 열선 애자의 내부로 삽입되어 상기 열선코일과 연결되고, 타단은 전원공급장치와 연결되어 상기 열선코일에 전원을 공급하는 열선 전선;을 포함한다.In another preferred embodiment of the device for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball skew according to the present invention, the heating unit includes a hot wire pin having a shape corresponding to an inner shape of the space portion; A hot wire coil installed inside the hot wire pin to generate heat; A hot wire insulator provided at an upper end of the hot wire pin to insulate the hot wire coil; And a hot-wire cable having one end inserted into the hot-wire insulator and connected to the hot-wire coil, and the other end connected to a power supply unit to supply power to the hot-wire coil.

또한, 본 발명에 의한 볼스큐를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 바람직한 다른 실시예에서, 제어유닛은 상기 온도센서에서 측정된 베어링의 온도를 저장하는 온도저장부; 상기 베어링의 기설정 온도가 저장된 메모리부; 상기 온도저장부에 저장된 베어링의 측정온도와 상기 메모리부에 저장된 온도를 비교하여 상기 전원공급장치의 온/오프(on/off)를 제어하는 제어부;를 포함한다.In another preferred embodiment of the device for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball skew according to the present invention, the control unit includes a temperature storage unit for storing the temperature of the bearing measured by the temperature sensor; A memory unit for storing a predetermined temperature of the bearing; And a control unit for controlling on / off of the power supply by comparing the measured temperature of the bearing stored in the temperature storage unit and the temperature stored in the memory unit.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 볼스큐를 구비한 공작기계의 열변위 방지방법은 온도센서에 의해 베어링의 온도를 측정하는 단계; 상기 측정된 베어링의 온도를 온도저장부로 전송하는 단계; 메모리부에 저장된 상기 베어링의 기설정 온도값과 상기 온도저장부에 저장된 베어링의 측정온도를 비교하는 단계; 및 상기 비교된 온도에 따라 전원공급장치의 온/오프(on/off)를 제어하는 단계;로 이루어질 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of preventing thermal displacement of a machine tool having a ball skew, the method comprising: measuring a temperature of a bearing by a temperature sensor; Transmitting the temperature of the measured bearing to a temperature storage unit; Comparing the predetermined temperature value of the bearing stored in the memory unit with the measured temperature of the bearing stored in the temperature storage unit; And controlling on / off of the power supply device according to the compared temperature.

본 발명에 의한 정적 처짐에 의한 공작기계의 보정장치 및 보정방법은 실시간으로 정적 처짐에 의한 공작기계의 위치 오차를 보정하여 가공물의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The apparatus and method for correcting a machine tool by static deflection according to the present invention have the effect of improving productivity of a workpiece by correcting a position error of the machine tool due to static deflection in real time.

또한, 본 발명에 의한 정적 처짐에 의한 공작기계의 보정장치 및 보정방법은 공작기계의 각각의 구조물의 측정 위치마다 처짐 오차량을 예측에 따라 결정하고 보정량을 결정하는 것이 아니라 실제 정적 처짐에 따른 보정량을 계산하여 보정을 함으로써 정확한 오차 보정을 통해 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Further, the apparatus and method for correcting machine tool by static deflection according to the present invention are designed not to determine the correction amount and to determine the correction amount for each measurement position of each structure of the machine tool, So that the productivity can be improved through accurate error correction.

더욱이, 본 발명에 의한 정적 처짐에 의한 공작기계의 보정장치 및 보정방법은 공작기계의 모든 이송구간에 따라 예상 오차량을 산출할 필요가 없어 정적 처짐에 의한 위치 보정을 위한 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
Further, the apparatus and method for correcting a machine tool by static deflection according to the present invention do not need to calculate an expected error according to all the transfer sections of the machine tool, thereby saving time and cost for position correction by static deflection There is an effect that can be.

도 1은 종래 볼스크류를 구비한 공작기계에서 열변위를 방지하기 위한 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 개념도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치에서 히팅유닛과 온도센서의 설치위치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치에서 히팅유닛의 상세 단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지방법의 절차도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a device for preventing thermal displacement in a conventional machine tool having a ball screw.
2 is a conceptual diagram of an apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a mounting position of a heating unit and a temperature sensor in an apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a detailed sectional view of a heating unit in a device for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flow chart of a method of preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 가지도록 하고 있다.
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals are used to refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 개념도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치에서 히팅유닛과 온도센서의 설치위치를 나타내는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치에서 히팅유닛의 상세 단면도를 나타낸다.2 is a conceptual diagram of an apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a mounting position of a heating unit and a temperature sensor in an apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross- Fig. 3 is a detailed sectional view of a heating unit in a device for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw. Fig.

도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치를 설명한다. 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치는 베어링(22), 베어링 하우징(21), 공간부(50), 히팅유닛(30), 온도센서(40), 및 제어유닛(70)으로 이루어진다. 2 to 4, an apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention will be described. The apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention includes a bearing 22, a bearing housing 21, a space 50, a heating unit 30, a temperature sensor 40, 70).

일반적으로 볼스크류(10)는 회전운동을 직선운동으로 변환하여 공작기계의 이송수단으로 사용된다. 베어링(22)이 볼스크류(10)의 외주연에 설치된다. In general, the ball screw 10 is used as a conveying means of a machine tool by converting rotational motion into linear motion. A bearing (22) is provided on the outer periphery of the ball screw (10).

베어링 하우징(21)이 베어링(22)을 지지하고, 베어링(22)을 볼스크류(10)에 결합하기 위해 베어링 하우징(21)이 베어링(22)을 둘러싸도록 설치된다. A bearing housing 21 is installed to surround the bearing 22 in order to support the bearing 22 and to couple the bearing 22 to the ballscrew 10.

온도센서(40)와 히팅유닛(30)이 설치되는 공간을 확보하기 위해, 공간부(50)가 베어링 하우징(21)의 상부 일측면에 형성된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 바람직한 실시에에서, 공간부(50)는 길이가 90mm이고 직경이 6φ로 형성된다. 또한, 도 3에 도시된 것처럼 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 바람직한 일 실시예에서, 공간부(50)는 2층 구조로 형성되어 히팅유닛(30)과 온도센서(40)과 공작기계의 작동중에도 공간부(50)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.A space portion 50 is formed on one upper surface of the bearing housing 21 to secure a space in which the temperature sensor 40 and the heating unit 30 are installed. In a preferred embodiment of the apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention, the space 50 is formed to have a length of 90 mm and a diameter of 6?. 3, in a preferred embodiment of the apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention, the space portion 50 is formed in a two-layer structure, It is possible to prevent the sensor 40 and the machine tool from being separated from the space portion 50 even during operation.

히팅유닛(30)은 공간부(50)의 내부 형상에 대응되는 외부 형상을 구비하고, 공간부(50)에 삽입되어 설치된다.The heating unit 30 has an outer shape corresponding to the inner shape of the space portion 50 and is inserted and installed in the space portion 50. [

온도센서(40)는 히팅유닛(30)과 마주하도록 베어링 하우징(21)의 상부 타측면에 설치된다.The temperature sensor 40 is installed on the other upper surface of the bearing housing 21 so as to face the heating unit 30.

제어유닛(70)은 온도센서(40)에서 측정된 온도에 따라 상기 히팅유닛(30)에 전원을 공급하는 전원공급장치(80)의 온/오프(on/off)를 제어한다. 즉, 온도센서(40)를 통해 실시간으로 베어링(22)의 온도를 측정하고, 베어링의 실시간 온도를 기설정된 온도와 비교하여 전원공급장치(80)의 온/오프를 제어한다.The control unit 70 controls the on / off of the power supply unit 80 that supplies power to the heating unit 30 according to the temperature measured by the temperature sensor 40. That is, the temperature of the bearing 22 is measured in real time via the temperature sensor 40, and the on / off state of the power supply device 80 is controlled by comparing the real time temperature of the bearing with a predetermined temperature.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 기설정된 온도는 18°C~ 20°C로 설정되는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the predetermined temperature is preferably set to 18 ° C to 20 ° C.

이에 따라 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치는 볼스크류와 베어링의 기계적 마찰에 의해 발생되는 마찰열에 의한 열변형 방지를 최소화하여, 공작물의 가공오차를 감소시켜 공작물의 생산성을 증가시키는 효과가 있다. 또한, 히팅유닛(30)에 전원을 공급하는 전원공급장치(80)의 온/오프 제어를 통해 공작기계의 가공물 가공하기 전에 장비의 적정 온도 워밍업 작업을 장시간 동안 시행하던 것을 히팅유닛(30)을 이용하여 단시간에 가공물 가공을 위한 장비의 워밍업 작업을 시행하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 더욱이 가공물을 가공하는 장비가 적정 온도로 운전됨에 따라 열변형 방지를 감소시키고, 열변형 방지를 유지하기 위한 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
Accordingly, the apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention minimizes the prevention of thermal deformation due to frictional heat generated by mechanical friction between the ball screw and the bearing, thereby reducing machining errors of the workpiece, . ≪ / RTI > It is also possible to prevent the heating unit 30 from performing the warming-up operation of the proper temperature of the equipment for a long time before processing the workpiece of the machine tool through on / off control of the power supply unit 80 for supplying power to the heating unit 30 It is possible to improve the productivity by warming up the equipment for processing the workpiece in a short time. Further, as the apparatus for processing a workpiece is operated at an appropriate temperature, the prevention of thermal deformation is reduced, and the cost for maintaining thermal deformation prevention can be reduced.

도 4에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 바람직한 일 실시예에 따르면, 히팅유닛(30)은 열선핀(34), 열선코일(33), 열선애자(32), 및 열선 전선(31)으로 이루어진다.4, according to a preferred embodiment of the apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention, the heating unit 30 includes a heat line pin 34, a heat line coil 33, An insulator 32, and a hot wire wire 31.

열선핀(34)은 공간부(50)의 내부 형상에 대응되는 형상을 구비한다. 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 바람직한 일 실시예에서 열선핀(34)은 공간부(50)의 2층 구조에 상응하도록 베어링 하우징(22)의 외부로 돌출되는 열선핀(34)의 상부가 열선핀(34)의 하부보다 더 큰 직경을 구비하도록 형성된다.The heating wire pin 34 has a shape corresponding to the inner shape of the space portion 50. In a preferred embodiment of the apparatus for preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention, the heat-conducting pin 34 protrudes out of the bearing housing 22 so as to correspond to the two-layer structure of the space portion 50 The upper portion of the hot wire pin 34 is formed to have a larger diameter than the lower portion of the hot wire pin 34. [

열선코일(33)은 열선핀(34)의 내부 공간상에 설치된다. 열선코일(33)은 제어유닛에 의해 전원공급장치(80)가 온으로 될 경우에 열선 전선(31)을 통해 공급받는 전원에 의해 열을 발생시켜 베어링(21)을 워밍업 시키게 된다. The hot wire coil 33 is installed on the inner space of the hot wire pin 34. When the power supply unit 80 is turned on by the control unit, the heat coil 33 generates heat by the power supplied through the hot wire 31 to warm up the bearing 21. [

열선 애자(32)는 열선핀(34)의 상단에 설치된다. 열선 애자(32)에 의해 열선코일(33)에 전원이 인가된 경우 발생되는 누전 등의 사고로 부터 히팅유닛(30)을 보호하게 된다.The hot wire insulator 32 is installed at the upper end of the hot wire pin 34. The heating unit 30 is protected from an accident such as a short circuit which occurs when power is applied to the heat coil 33 by the hot wire insulator 32. [

열선 전선(31)의 일단은 열선 애자(32)의 내부로 삽입되어 열선코일(33)과 연결되고, 열선 전선(31)의 타단은 전원공급장치(80)와 연결되어 전원공급장치(80)가 온(on)된 경우에 열선 코일(33)에 전원을 공급한다.
One end of the hot wire 31 is inserted into the hot wire insulator 32 and connected to the hot wire coil 33. The other end of the hot wire 31 is connected to the power supply device 80, Power is supplied to the heating coil 33 when the heating coil 33 is turned on.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제어유닛(70)은 온도저장부(71), 메모리부(72), 및 제어부(73)로 이루어진다.2, the control unit 70 includes a temperature storage unit 71, a memory unit 72, and a control unit 72. The control unit 70 controls the temperature of the ball screw 71, And a control unit 73.

온도저장부(71)는 온도센서(40)에서 실시간으로 측정된 베어링(22)의 온도를 저장하고, 실시간으로 저장된 베어링(220의 온도를 제어부(73)로 전송한다.The temperature storage unit 71 stores the temperature of the bearing 22 measured in real time by the temperature sensor 40 and transmits the temperature of the bearing 220 stored in real time to the control unit 73.

메모리부(72)는 볼스크류의 길이와 직경 등을 고려하여 베어링(22)의 적정 온도를 데이타 베이스(data base)화 하여 저장되어 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치의 메모리부(72)에 저장된 베어링의 기설정 온도는 18°C ~ 20°C인 것이 바람직하고, 메모리부에 저장된 베어링의 기설정 온도는 20°C인 것이 가장 바람직하다. The memory unit 72 stores the temperature of the bearing 22 in a database in consideration of the length and diameter of the ball screw. The predetermined temperature of the bearing stored in the memory unit 72 of the apparatus for preventing thermal displacement of the machine tool having the ball screw according to the present invention is preferably 18 ° C to 20 ° C, It is most preferable that the preset temperature of the bearing stored at 20 ° C.

제어부(73)는 실시간으로 측정되어 온도저장부(71)에 저장된 베어링의 온도와 메모리부(72)에 기설정된 온도로 저장된 수치를 비교하여 전원공급장치(80)의 온/오프(on/off)를 제어한다.The control unit 73 compares the temperature of the bearing measured in real time and stored in the temperature storage unit 71 with the value stored in the memory unit 72 at a predetermined temperature to determine whether the power supply 80 is on / ).

이에 따라, 열변형 방지가 불필요한 경우에는 전원공급장치의 전원을 차단하여, 불필요한 에너지가 낭비되는 것을 방지하여, 비용을 절감할 수 있다. 또한, 열변형 방지를 최소화하여 가공오차를 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
Accordingly, when the prevention of thermal deformation is unnecessary, the power supply of the power supply device is turned off, unnecessary energy is prevented from being wasted, and the cost can be reduced. In addition, it is possible to minimize the prevention of thermal deformation, thereby reducing the machining error and improving the productivity.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지방법의 절차도를 나타낸다.FIG. 5 is a flow chart of a method of preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5를 참고하여 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지방법을 설명한다. 본 발명에 의한 본 발명에 의한 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지방법은 베어링의 실시간 온도를 측정하는 단계(S1), 측정된 온도를 온도저장부로 전송하는 단계(S2), 기설정 온도와 온도저장부에 저장된 측정온도를 비교하는 단계(S3), 및 전원공급장치(80)의 온/오프(on/off)를 제어하는 단계(S4)로 이루어진다.A method of preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention will be described with reference to FIG. A method of preventing thermal displacement of a machine tool having a ball screw according to the present invention includes the steps of measuring a real time temperature of a bearing (S1), transmitting a measured temperature to a temperature storage unit (S2) (S3) of comparing the measured temperature stored in the temperature storage unit with the measured temperature stored in the temperature storage unit (S4), and controlling the on / off of the power supply unit (80).

온도센서(40)에 의해 실시간으로 베어링의 온도를 측정한다. 베어링의 온도측정 단계(S1) 이후에, 측정된 베어링의 실시간 온도를 온도저장부(71)로 전송한다. 온도저장부(71)로 전송하는 단계(S2) 이후에, 메모리부(72)에 저장된 베어링(22)의 기설정 온도(18°C ~ 20°C)와 온도저장부(71)에 저장된 베어링의 실시간 측정온도를 비교한다. 기설정 온도와 실시간 측정온도를 비교하는 단계(S3) 이후에, 비교된 온도에 따라 전원공급장치(80)의 온/오프(on/off)를 제어부(73)를 통해 제어한다.
The temperature of the bearing is measured in real time by the temperature sensor (40). After the temperature measurement step S1 of the bearing, the measured temperature of the bearing is transmitted to the temperature storage unit 71. [ (18 ° C to 20 ° C) of the bearing 22 stored in the memory unit 72 and the temperature of the bearing 22 stored in the temperature storage unit 71 after the step S2, The real-time measurement temperature of the sample is compared. After the step S3 of comparing the preset temperature with the real time measurement temperature, the on / off of the power supply device 80 is controlled through the control unit 73 according to the compared temperature.

본 발명은 도면에 도시된 변형예와 상기에서 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범주내에 속하는 다른 실시예로 확장될 수 있다.
The present invention is not limited to the modifications shown in the drawings and the embodiments described above, but may be extended to other embodiments falling within the scope of the appended claims.

10 : 볼 스크류, 21 : 베어링 하우징,
22 : 베어링, 30 : 히팅유닛,
31 : 열선 전선, 32 : 열선 애자,
33 : 열선코일, 34 : 열선핀,
40 : 온도센서, 50 : 공간부,
70 : 제어유닛, 71 : 온도저장부,
72 : 메모리부, 73 : 제어부,
80 : 전원공급장치,
S1 : 베어링의 실시간 온도를 측정하는 단계,
S2 : 측정된 온도를 온도저장부로 전송하는 단계,
S3 : 기설정 온도와 온도저장부에 저장된 측정온도를 비교하는 단계,
S4 : 전원공급장치(80)의 온/오프(on/off)를 제어하는 단계.10: ball screw, 21: bearing housing,
22: bearing, 30: heating unit,
31: hot wire, 32: hot wire,
33: heat coil, 34: heat pin,
40: temperature sensor, 50: space portion,
70: control unit, 71: temperature storage unit,
72: memory unit, 73: control unit,
80: Power supply,
S1: measuring the real time temperature of the bearing,
S2: transferring the measured temperature to the temperature storage section,
S3: comparing the preset temperature with the measured temperature stored in the temperature storage unit,
S4: controlling on / off of the power supply device 80;

Claims (4)

볼스크류를 구비하는 공작기계에 있어서,
상기 볼스크류의 외주연에 설치되는 베어링;
상기 베어링을 지지하기 위한 베어링 하우징;
상기 베어링 하우징의 상부 일측면에 형성된 공간부;
상기 공간부의 내부 형상에 대응되는 외부 형상을 구비하는 히팅유닛;
상기 히팅유닛과 마주하는 위치에 설치되는 온도센서; 및
상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 히팅유닛에 전원을 공급하는 전원공급장치의 온/오프(on/off)를 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치.
In a machine tool having a ball screw,
A bearing installed on an outer circumference of the ball screw;
A bearing housing for supporting the bearing;
A space formed on one side surface of the upper portion of the bearing housing;
A heating unit having an outer shape corresponding to an inner shape of the space portion;
A temperature sensor installed at a position facing the heating unit; And
And a control unit for controlling on / off of a power supply for supplying power to the heating unit according to a temperature measured by the temperature sensor. Thermal deflection prevention device.
제1항에 있어서,
상기 히팅유닛은,
상기 공간부의 내부 형상에 대응되는 형상을 구비하는 열선핀;
상기 열선핀의 내부에 설치되고, 열을 발생시키는 열선코일;
상기 열선코일의 절연을 위해 상기 열선핀의 상단에 설치되는 열선 애자; 및
일단은 상기 열선 애자의 내부로 삽입되어 상기 열선코일과 연결되고, 타단은 전원공급장치와 연결되어 상기 열선코일에 전원을 공급하는 열선 전선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치.
The method according to claim 1,
The heating unit includes:
A hot wire pin having a shape corresponding to an inner shape of the space portion;
A hot wire coil installed inside the hot wire pin to generate heat;
A hot wire insulator provided at an upper end of the hot wire pin to insulate the hot wire coil; And
And a hot wire which is inserted into the hot wire insulator and connected to the hot wire coil, and the other end is connected to a power supply device to supply power to the hot wire coil. .
제2항에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 온도센서에서 측정된 베어링의 온도를 저장하는 온도저장부;
상기 베어링의 기설정 온도가 저장된 메모리부; 및
상기 온도저장부에 저장된 베어링의 측정온도와 상기 메모리부에 저장된 온도를 비교하여 상기 전원공급장치의 온/오프(on/off)를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the control unit comprises:
A temperature storage unit for storing the temperature of the bearing measured by the temperature sensor;
A memory unit for storing a predetermined temperature of the bearing; And
And a control unit for controlling on / off of the power supply by comparing the measured temperature of the bearing stored in the temperature storage unit with the temperature stored in the memory unit. Device for preventing thermal displacement of machine tool.
온도센서에 의해 베어링의 온도를 측정하는 단계;
상기 측정된 베어링의 온도를 온도저장부로 전송하는 단계;
메모리부에 저장된 상기 베어링의 기설정 온도와 상기 온도저장부에 저장된 베어링의 측정온도를 비교하는 단계; 및
상기 비교된 온도에 따라 전원공급장치의 온/오프(on/off)를 제어하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼스크류를 구비한 공작기계의 열변위 방지방법.Measuring a temperature of the bearing by a temperature sensor;
Transmitting the temperature of the measured bearing to a temperature storage unit;
Comparing the predetermined temperature of the bearing stored in the memory unit with the measured temperature of the bearing stored in the temperature storage unit; And
And controlling on / off of the power supply according to the compared temperature. The method of preventing a thermal distortion of a machine tool according to claim 1,
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