KR20150089722A - Apparatus and method for diagnosing trouble of machine tool using power consumption - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서는 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a machine tool failure using power consumption.
공작기계는 소재를 가공하여 원하는 형상을 만드는 기계이다. 이러한 공작기계는 전기 에너지를 동력원으로 사용하는 수많은 부품의 조립체이다. 공작기계는 특히 소재를 정확하게 가공하기 위해서 원하는 속도로 운동할 수 있는 회전계 부품과, 정확한 위치로 이송할 수 있는 이송계 부품들로 구성되어 있다.A machine tool is a machine that processes a material to produce a desired shape. Such machine tools are assemblies of numerous components that use electrical energy as a power source. The machine tool is composed of a rotary part that can move at a desired speed to accurately process the material and a transfer part that can be transported to the correct position.
이러한 구동계통뿐만 아니라, 공작기계를 구성하고 있는 주변 부품들 역시 전기에너지를 사용하여 동작을 한다. 전기에너지를 기계에너지의 형태로 변환하여 사용하는 이러한 부품들은 에너지를 변환하는 과정에 의해서 일정한 손실을 가질 수밖에 없다. 이러한 손실은 입력대비 출력의 형태인 효율로 나타낼 수 있다. 공작기계가 고장 나거나 노후 되었을 때에는 일반적으로 손실이 많아져서 출력이 저하되는 현상이 나타날 수 있다.In addition to these drive systems, peripheral components that make up a machine tool also operate using electrical energy. These components, which convert electrical energy into mechanical energy form, are forced to have a certain loss by the process of energy conversion. This loss can be expressed as efficiency in the form of input versus output. When the machine tool breaks down or becomes old, the loss generally increases and the output may decrease.
공작기계의 구동부품의 속도와 위치는 수치제어(NC: Numerical Control) 코드의 지령대로 동작하는 방식으로 결정된다. 이때, 출력은 고정되고 입력이 가변적인 형태이다. 특히, 스핀들 모터와 같은 부품은 지령된 속도에 도달하기까지 많은 전기에너지를 소비한다. 공작기계는 그와 관련된 계통이 단순 고장이 아닌 기계의 마모나 노후화가 진행된 상태이면 동일한 운동을 하기 위해서는 더 많은 에너지를 사용할 수밖에 없다. 종래의 단순히 전력량을 누적하여 측정하는 방법과 상평형 검사 등의 단순한 전기적 검사로는 구동계통의 마모나 노후화로 인한 고장 현상을 파악할 수 없다.The speed and position of the driven parts of the machine tool are determined in a manner that operates according to the instructions of the numerical control (NC) code. At this time, the output is fixed and the input is variable. Particularly, parts such as spindle motors consume a lot of electrical energy until reaching the commanded speed. The machine tool is forced to use more energy in order to perform the same exercise if the related system is not a simple failure but the machine is worn or aged. It is not possible to grasp a failure phenomenon due to wear and deterioration of the drive system simply by a conventional method of simply measuring the amount of electric power accumulation and a simple electrical inspection such as phase balance inspection.
한편, 종래에는 공작기계의 부품에 대해 고장을 진단하기 위하여 사용자가 해당 부품을 육안으로 확인하거나 평소와는 다른 소음 및 진동을 감지한다. 또한, 공작기계 제작사의 A/S를 통해 고장이라고 여겨지는 부품을 직접 분해하여 고장 여부를 판단하였다.Conventionally, in order to diagnose a failure of a component of a machine tool, the user visually checks the part or detects noise and vibration different from usual. In addition, through the A / S of the machine tool maker, parts considered to be malfunctions were directly disassembled to judge whether or not the malfunction occurred.
그러나 공작기계는 수많은 부품으로 이루어져 동시 다발적으로 운동한다. 공작기계가 설치되어있는 작업장과 공작기계의 동작 특성상 많은 소음과 진동이 동시에 존재하게 된다. 따라서 정확하게 고장 및 이상 상태를 나타내는 부품을 사람의 오감을 이용해 판단하는 데에는 한계가 있다. 그리고 해당 부품의 계통을 분해 및 조립하는 데에 있어서 인건비와 작업의 지연에 대한 손실비용 등이 발생한다.Machine tools, however, consist of many parts and work simultaneously. Due to the operating characteristics of the workplace and the machine tool where the machine tool is installed, a lot of noise and vibration exist simultaneously. Therefore, there is a limit to accurately judging a part showing a failure and an abnormal state by using the human sense of the five. And the cost of labor for disassembling and assembling the system of the part and the loss cost for the delay of the work.
본 명세서의 일부의 실시 예는 공작기계의 소비전력을 단순히 누적량의 개념이 아닌 구동계통별 소비전력 패턴의 형태로 측정하고 그 측정된 구동계통별 소비전력을 정상 동작 패턴 또는 이상 동작 패턴과 비교하여 구동계통별 고장을 진단할 수 있는, 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In some embodiments of the present invention, the power consumption of the machine tool is measured not only by the concept of the accumulation amount but also by the power consumption pattern for each drive system, and comparing the measured power consumption of each drive system with the normal operation pattern or the abnormal operation pattern An apparatus and method for diagnosing a machine tool using power consumption capable of diagnosing a failure of each drive system.
본 명세서의 일 실시 예에 따르는 장치는 공작기계의 정상 동작 구간에서 정상 소비전력 패턴 및 이상 동작 구간에서 이상 소비전력 패턴을 저장하는 데이터 저장부; 구동 시험용 공작기계 프로그램에 따라 공작기계를 설정하고 상기 설정된 공작기계를 이송축 또는 회전축에 대해 구동시키는 구동 시험부; 상기 구동 시험부에 의해 구동되는 공작기계의 소비전력을 측정 시간의 변화 추이에 따라 측정하는 소비전력 측정부; 상기 측정된 공작기계의 소비전력과 상기 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교하거나 상기 측정된 공작기계의 소비전력이 이상 파형에 해당되는지를 확인하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단하고, 이상 동작으로 판단되는 경우 상기 공작기계의 전력 계층도의 이상 동작 여부를 고장계통별로 판단하는 소비전력 분석부; 및 상기 측정된 소비전력 및 상기 판단된 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.An apparatus according to an embodiment of the present invention includes a data storage unit for storing a normal power consumption pattern in a normal operation interval of the machine tool and an abnormal power consumption pattern in an abnormal operation interval; A driving test section for setting a machine tool according to a machine tool program for driving test and driving the set machine tool with respect to a transfer shaft or a rotary shaft; A power consumption measuring unit for measuring the power consumption of the machine tool driven by the drive test unit according to a change in measurement time; The normal operation or the abnormal operation is determined by comparing the power consumption of the measured machine tool with the stored normal power consumption pattern or by checking whether the power consumption of the measured machine tool corresponds to the abnormal waveform, A power consumption analyzer for determining whether an abnormal operation of the power hierarchy of the machine tool is performed for each failure system; And an output unit for outputting the measured power consumption and the diagnostic result of the determined normal operation or abnormal operation.
상기 구동 시험부는 상기 공작기계의 이송축 또는 회전축에 대해 최소 내지 최대 속도를 단계별로 나누어 가감속 또는 등속으로 구동시키거나, 상기 공작기계의 이송축 별로 양(+) 및 음(-) 방향의 최소 내지 최대 이송거리로 구동시킬 수 있다.The driving test section divides the minimum or maximum speed of the machine tool in a stepwise manner or a decelerating speed or a constant speed with respect to a transfer axis or a rotational axis of the machine tool, To the maximum feed distance.
상기 소비전력 분석부는 상기 판단된 고장계통별 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과와 각 동작에 따른 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴을 고장계통별로 상기 데이터 저장부에서 저장할 수 있다.The power consumption analyzing unit may store a failure diagnosis result for a normal operation or an abnormal operation for each of the determined failure systems and a normal power consumption pattern or an abnormal power consumption pattern according to each operation in the data storage unit for each failure system.
상기 소비전력 분석부는 상기 측정된 공작기계의 소비전력과 상기 저장된 정상 소비전력 패턴 간의 차이가 공작기계의 종류별로 다르게 설정된 기준치를 초과하면 이상 동작으로 판단할 수 있다.The power consumption analyzing unit may determine that the abnormal operation is performed if the difference between the measured power consumption of the machine tool and the stored normal power consumption pattern exceeds a reference value set differently for each type of machine tool.
상기 소비전력 분석부는 상기 소비전력 측정부에 의해 구동계통의 입력단마다 측정된 소비전력을 이용하여 복수의 스핀들 모터에 대응되는 회전축 또는 복수의 서보 모터에 대응되는 이송축에 대한 구동계통별 이상 동작을 판단할 수 있다.Wherein the power consumption analyzing unit uses the power consumption measured for each input terminal of the drive system by the power consumption measuring unit to perform an abnormal operation by a drive system for a rotation axis corresponding to a plurality of spindle motors or a transfer axis corresponding to a plurality of servo motors It can be judged.
한편, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 방법은 구동 시험용 공작기계 프로그램에 따라 공작기계를 설정하고 상기 설정된 공작기계를 이송축 또는 회전축에 대해 구동시키는 단계; 상기 설정된 공작기계의 구동시 공작기계의 소비전력을 측정하고 상기 측정된 소비전력을 이용하여 측정 시간의 변화 추이에 해당하는 소비전력 패턴을 생성하는 단계; 상기 측정된 공작기계의 소비전력과 미리 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교하거나 상기 측정된 공작기계의 소비전력이 이상 파형에 해당되는지를 확인하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단하고, 이상 동작으로 판단되는 경우 상기 공작기계의 전력 계층도의 이상 동작 여부를 고장계통별로 판단하는 단계; 및 상기 측정된 소비전력 및 상기 판단된 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for driving a machine tool, the method comprising: setting a machine tool according to a machine tool program for driving test and driving the set machine tool with respect to a transfer shaft or a rotary shaft; Measuring a power consumption of the machine tool when the set machine tool is driven and generating a power consumption pattern corresponding to a change in the measurement time using the measured power consumption; A normal operation or an abnormal operation is determined by comparing the power consumption of the measured machine tool with a previously stored normal power consumption pattern or by checking whether the power consumption of the measured machine tool corresponds to an abnormal waveform, Determining whether an abnormal operation of the power hierarchy diagram of the machine tool is performed for each failure system; And outputting the measured power consumption and the diagnostic result of the determined normal operation or abnormal operation.
상기 방법은 상기 판단된 고장계통별 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과와 각 동작에 따른 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴을 고장계통별로 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 고장계통별로 판단하는 단계는 상기 저장하는 단계에서 저장된 각 동작에 따른 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴을 이용하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단할 수 있다.The method may further include storing a fault diagnosis result for normal operation or abnormal operation for each fault system and a normal power consumption pattern or an abnormal power consumption pattern for each fault system according to each operation, The normal operation or the abnormal operation may be determined using the normal power consumption pattern or the abnormal power consumption pattern according to each operation stored in the storing step.
상기 구동시키는 단계는 상기 공작기계의 이송축 또는 회전축에 대해 최소 내지 최대 속도를 단계별로 나누어 가감속 또는 등속으로 구동시키는 단계; 및 상기 공작기계의 이송축 별로 양(+) 및 음(-) 방향의 최소 내지 최대 이송거리로 구동시키는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of driving comprises the steps of driving the machine tool at an acceleration / deceleration or a constant speed by dividing the minimum or maximum speed of the machine tool in a stepwise manner; And a minimum to maximum transport distance in a positive (+) and negative (-) direction for each transport axis of the machine tool.
상기 판단하는 단계는 상기 측정된 공작기계의 소비전력과 상기 저장된 정상 소비전력 패턴 간의 차이가 공작기계의 종류별로 다르게 설정된 기준치를 초과하면 이상 동작으로 판단할 수 있다.The determining step may be determined as an abnormal operation if the difference between the measured power consumption of the machine tool and the stored normal power consumption pattern exceeds a reference value differently set for each type of machine tool.
상기 판단하는 단계는 상기 소비전력 측정부에 의해 구동계통의 입력단마다 측정된 소비전력을 이용하여 복수의 스핀들 모터에 대응되는 회전축 또는 복수의 서보 모터에 대응되는 이송축에 대한 구동계통별 이상 동작을 판단할 수 있다.Wherein the determining is performed by using the power consumption measured by the power consumption measuring unit for each of the input terminals of the drive system to perform an abnormal operation for each drive system with respect to the rotation axis corresponding to the plurality of spindle motors or the transfer axis corresponding to the plurality of servomotors It can be judged.
본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 공작기계에 설정된 구동 시험용 수치제어 코드를 실행하여 구동 시험을 실행하고 그 구동 시험 중에 측정된 구동계통의 소비전력과 미리 저장된 정상 또는 이상 동작의 소비전력 패턴과 비교함으로써, 구동계통의 이상 유무를 파악할 수 있어 유지 및 보수가 유리할 수 있고 공작기계의 애프터 서비스를 용이하게 할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, a numerical control code for a driving test set on a machine tool is executed to execute a driving test, and the power consumption of the driving system measured during the driving test is compared with the power consumption pattern of the normal or abnormal operation stored in advance It is possible to grasp the presence or absence of an abnormality in the drive system so that the maintenance and repair can be advantageous and the after-service of the machine tool can be facilitated.
또한, 본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 공작기계의 구동계통별 고장이 진단되는 경우 해당 케이스에 대한 이상 소비전력 패턴을 데이터베이스화하여 추후 고장 진단시 데이터베이스화된 소비전력 패턴을 이용하여 구동계통의 세밀한 부품까지 고장 진단할 수 있다.In addition, according to some embodiments of the present invention, when a failure of each driving system of the machine tool is diagnosed, the abnormal power consumption pattern for the case is converted into a database, and the power system of the driving system It is possible to diagnose faults to detailed parts.
또한, 본 명세서의 일부의 실시 예에 따른 고장 진단 장치를 공작기계에 직접 설치할 수 있으며, 공작기계의 종류에 관계없이 전력 계층도의 구동계통별로 고장을 진단할 수 있다.In addition, the fault diagnosis apparatus according to some embodiments of the present invention can be installed directly on a machine tool, and a fault can be diagnosed for each drive system of the power hierarchy regardless of the type of the machine tool.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 공작기계의 회전축 및 이송축에 대한 구동 시험 과정에 대한 설명도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 공작기계의 소비전력과 정상 소비전력 패턴 간의 비교 과정에 대한 설명도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 공작기계에서의 전력 계층도에 대한 구동계통에 대한 설명도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 방법에 대한 흐름도이다.1 is a block diagram of a fault diagnosis apparatus for a machine tool using power consumption according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a driving test procedure for a rotary shaft and a feed shaft of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
3 is an explanatory diagram illustrating a process of comparing a power consumption of the machine tool with a normal power consumption pattern according to an embodiment of the present invention.
4 is an explanatory diagram of a drive system for a power hierarchy diagram in a machine tool according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a failure of a machine tool using power consumption according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which this specification belongs and which are not directly related to this specification are not described. This is for the sake of clarity without omitting the unnecessary explanation and without giving the gist of the present invention.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a fault diagnosis apparatus for a machine tool using power consumption according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 공작기계의 고장 진단 장치(100)는 구동 시험부(110), 소비전력 측정부(120), 소비전력 분석부(130), 데이터 저장부(140) 및 출력부(150)를 포함한다. 여기서, 이러한 고장 진단 장치(100)의 구성요소는 공작기계에 설치되거나 부착이 가능하다. 사용자는 소비전력 측정 및 분석을 위해 공작기계를 고장 진단 장치(100)를 부착할 수 있다. 만약, 공작기계에 부착된 고장 진단 장치(100)가 소비전력 측정 및 분석 기능을 수행하지 않으면, 공작기계는 일반적인 공작 작업을 수행할 수 있다.1, the apparatus for diagnosing a
여기서, 공작기계는 수많은 구동부품 및 제어장치로 구성되어 있다. 이와 같은 공작기계의 부품들은 동작에 따라 필연적으로 생기는 마찰, 진동, 열 및 충돌 등에 의해 영향을 받아 마모가 진행이 된다. 또한, 부품들의 과도한 동작이 누적됨에 따라 특정 부품이 파손되는 등의 고장 증상이 나타날 수 있다. 이에 따라 각 부품들은 이상 증상을 보이거나 운동 효율이 감소하여 동일한 동작을 하기 위해 더 많은 에너지를 소비하는 경향을 보일 수 있다.Here, the machine tool is composed of a number of driving parts and control devices. Such parts of the machine tool are affected by friction, vibration, heat and collision, which are inevitably caused by the operation, and the wear proceeds. Further, as the excessive operation of the parts accumulates, malfunction symptoms such as breakage of the specific parts may occur. As a result, each part may exhibit abnormal symptoms or decrease in exercise efficiency and tend to consume more energy to perform the same operation.
따라서 본 명세서의 일 실시 예에 따른 공작기계의 고장 진단 장치(100)는 이러한 에너지 소비 경향에 따른 구동계통별 소비전력을 측정하고 그 측정된 소비전력을 미리 저장된 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴과 비교하여 공작기계의 구동계통별 고장을 진단할 수 있다.Therefore, the
이하, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 공작기계의 고장 진단 장치(100)의 구성요소 각각에 대해서 살펴보기로 한다.Hereinafter, each of the components of the
구동 시험부(110)는 구동 시험용 공작기계 프로그램에 따라 공작기계를 설정하고 그 설정된 공작기계를 이송축 또는 회전축에 대해 구동시킨다. 여기서, 구동 시험부(110)는 구동계통 구동 시험용 수치제어(NC) 프로그램에 따라 공작기계를 설정하고 구동 시험을 실행한다. 구동 시험부(110)의 구동계통 구동 시험용 NC 프로그램은 공작기계의 공장 출하 시 기본으로 설치될 수 있다. 또한, 해당 NC 프로그램이 존재하지 않을 경우 설치가 가능하다. 이때, 공작기계의 안전한 구동시험을 위해서 사용자가 임의로 프로그램을 수정할 수 없도록 프로그램 보안 기능이 적용될 수 있다. NC 프로그램의 기본 세팅에 따라 공작기계가 자동으로 설정될 수 있다. 또한, 사용자가 설정 매뉴얼에 따라 자신이 원하는 구동시험에 알맞은 공작기계 상태를 설정할 수 있다. 구동 시험부(110)는 설정이 모두 완료되면 구동 시험을 실행한다.The
구동 시험부(110)는 공작기계의 이송축 또는 회전축에 대해 최소 내지 최대 속도를 단계별로 나누어 가감속 또는 등속으로 구동시킬 수 있다. 구동 시험부(110)는 공작기계의 이송축 별로 양(+) 및 음(-) 방향의 최소 내지 최대 이송거리로 구동시킬 수 있다.The
소비전력 측정부(120)는 구동 시험부(110)에 의해 구동되는 공작기계의 소비전력을 측정 시간의 변화 추이에 따라 측정한다. 소비전력 측정부(120)는 구동 시험부(110)와 동시에 동작을 하며, 구동시험 시 소비전력을 측정하고 데이터 저장부(140)에 저장하거나 자체에 구비된 메모리에 저장할 수 있다.The power
구동계통에 대한 에너지 소비량, 즉 소비전력은 하기의 [수학식 1]과 같이 전기 및 기계적으로 표현될 수 있다.The energy consumption for the drive system, that is, the power consumption can be expressed electrically and mechanically as shown in the following equation (1).
여기서, P는 소비전력(모터출력), V는 입력전압, I는 입력전류, T는 모터의 토크, w는 모터의 회전속도 및 η는 기계적 효율을 나타낸다.Where P is the power consumption (motor output), V is the input voltage, I is the input current, T is the torque of the motor, w is the rotational speed of the motor, and?
소비전력은 일반적으로 전압과 전류의 곱으로 표현할 수 있다. 하지만, 소비전력은 기계적으로 모터의 토크와 회전 속도의 곱을 기계적 효율로 나눈 것으로 표현될 수 있다. 즉, 기계 효율이 떨어지면 동일한 토크와 회전속도를 내기 위해 더 많은 전력이 소비되어야 한다. 이와 같은 관점에 기초하여, 소비전력 분석부(130)는 공작기계의 소비전력 측정 및 분석을 통해 공작기계의 구동부품의 소비전력 및 고장 진단을 수행할 수 있다.Power consumption is generally expressed as the product of voltage and current. However, the power consumption can be expressed mechanically by multiplying the motor torque and rotation speed by the mechanical efficiency. That is, as machine efficiency drops, more power is consumed to achieve the same torque and rotational speed. Based on this viewpoint, the power
소비전력 분석부(130)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 공작기계의 소비전력과 데이터 저장부(140)에서 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단한다. 소비전력 분석부(130)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 공작기계의 소비전력이 이상 파형에 해당되는지를 확인하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단한다. 구체적으로, 소비전력 분석부(130)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 공작기계의 소비전력과 데이터 저장부(140)에서 저장된 정상 소비전력 패턴 간의 차이가 공작기계의 종류별로 다르게 설정된 기준치를 초과하면 이상 동작으로 판단할 수 있다.The power
여기서, 여기서, A는 미리 저장된 소비전력 값, B는 구동 시험시 측정된 소비전력 값을 나타낸다.Here, A represents a previously stored power consumption value, and B represents a power consumption value measured during a driving test.
소비전력 분석부(130)는 상기의 [수학식 2]와 같이 측정된 소비전력과 미리 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교할 수 있다. 이때, 소비전력 측정부(120)는 구동시험 시 측정된 소비전력 값을 시간에 따른 변화 추이로 저장을 한다. 이 패턴을 B라고 가정한다.The power
그리고 소비전력 분석부(130)는 소비전력 패턴(B)과 데이터 저장부(140)에 저장된 소비전력 패턴(A)을 비교하여 그 절대 값의 차이가 α%(예컨대, 10%)를 초과하거나 이상 파형이 검출된 경우에 이상 동작으로 판단한다. 이때, α%는 고장 및 노후로 판단할 수 있는 기준치로 공작기계의 장비별로 다를 수 있다.The power
그리고 소비전력 분석부(130)는 이상 동작으로 판단되는 경우 공작기계의 전력 계층도의 이상 동작 여부를 고장계통별로 판단한다.If it is determined that the operation is abnormal, the power
소비전력 분석부(130)는 소비전력 측정부(120)에 의해 구동계통의 입력단마다 측정된 소비전력을 이용하여 복수의 스핀들 모터에 대응되는 회전축 또는 복수의 서보 모터에 대응되는 이송축에 대한 구동계통별 이상 동작을 판단할 수 있다. 이를 위해, 소비전력 측정부(120)는 전력 계층도에서 구동계통의 입력단과 연결되고 그 연결된 입력단마다 소비전력 패턴을 측정할 수 있다.The power
출력부(150)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 소비전력 패턴 및 소비전력 분석부(130)에서 판단된 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과를 출력한다. 출력부(150)는 고장 진단 결과를 출력하기 전에 미리 사용자에게 고장 진단 결과에 대한 알림을 사용자에게 출력할 수 있다. 그리고 사용자는 알림 이후에 상세한 고장 진단 결과를 확인할 수 있다.The
이후, 소비전력 분석부(130)는 판단된 고장계통별 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과와 각 동작에 따른 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴을 고장계통별로 데이터 저장부(140)에서 추가로 저장할 수 있다.Thereafter, the power
데이터 저장부(140)는 이상 소비전력 패턴이 저장된 이상 동작 DB(141)와 정상 소비전력 패턴이 저장된 정상 동작 DB(142)를 포함한다. 데이터 저장부(140)는 공작기계의 정상 동작 구간에서 정상 소비전력 패턴 및 이상 동작 구간에서 이상 소비전력 패턴을 저장한다. 데이터 저장부(140)는 공작기계의 공장출하 시 구동 시험 결과를 저장할 수 있다. 데이터 저장부(140)는 소비전력 패턴이 정상 동작이라고 판단된 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 데이터 저장부(140)는 고장 및 이상 동작이라고 판단된 데이터를 저장할 수 있다.The
한편, 소비전력 분석부(130)와 데이터 저장부(140)가 네트워크를 통해 연결된 경우, 소비전력 분석부(130)는 고장 부품의 이상 소비전력 패턴을 네트워크를 이용하여 데이터 저장부(140)에 전송한다. 그리고 데이터 저장부(140)는 수신된 이상 소비전력 패턴을 데이터베이스화하여 저장한다. 추후 애프터서비스가 필요한 경우 저장된 이상 소비전력 패턴이 이용될 수 있다. 또한, 소비전력 분석부(130)는 정상 부품의 정상 소비전력 패턴을 네트워크를 이용하여 데이터 저장부(140)에 전송한다. 그리고 데이터 저장부(140)는 수신된 정상 소비전력 패턴을 데이터베이스화하여 저장한다. 추후 애프터서비스가 필요한 경우 저장된 정상 소비전력 패턴이 이용될 수 있다.Meanwhile, when the power
한편, 소비전력 분석부(130)는 구동시험 시 측정된 소비전력과 데이터 저장부(140)에 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교하여 그 차이 값이 정상 범위 내에 있으면 정상 소비전력 패턴을 정상 동작 DB(141)에 저장할 수 있다. 또한, 소비전력 분석부(130)는 그 차이 값이 이상 범위 내에 있으면 이상 소비전력 패턴을 이상 동작 DB(142)에 저장할 수 있다.Meanwhile, the power
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 공작기계의 회전축 및 이송축에 대한 구동 시험 과정에 대한 설명도이다.FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a driving test procedure for a rotary shaft and a feed shaft of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 구동 시험부(110)는 -Z축 방향인 공작기계의 회전축(201)에 대해 회전속도를 단계별로 나누어 가감속 또는 등속으로 구동시킬 수 있다.As shown in FIG. 2, the
구동 시험부(110)는 공작기계의 공구(202)를 X축, Y축 및 Z축이 포함된 이송축 별로 원점을 기준으로 양(+) 및 음(-) 방향의 최소 내지 최대 이송거리로 구동시킬 수 있다.The
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 공작기계의 소비전력과 정상 소비전력 패턴 간의 비교 과정에 대한 설명도이다.3 is an explanatory diagram illustrating a process of comparing a power consumption of the machine tool with a normal power consumption pattern according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 소비전력 측정부(120)는 구동 시험시 가공시간의 변화 추이에 따른 소비전력(302)을 측정한다. 소비전력 측정부(120)는 공작기계의 소비전력을 단순히 누적량의 개념이 아닌 구동계통별 소비전력 패턴의 형태로 측정한다.As shown in FIG. 3, the power
그리고 소비전력 분석부(130)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 소비전력(302)과 데이터 저장부(140)에 저장된 정상 소비전력 패턴(301) 간의 차이(311)를 분석한다.The power
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 공작기계에서의 전력 계층도에 대한 구동계통에 대한 설명도이다.4 is an explanatory diagram of a drive system for a power hierarchy diagram in a machine tool according to an embodiment of the present invention.
공작기계는 도 4의 전력 계층도에 대한 구동계통에 따라 구성될 수 있다. 공작기계는 메인 전력(40)과 연결된 전력 공급 모듈(400)을 포함한다. 전력 공급 모듈(400)은 회전축의 구동계통으로부터 신호를 전달받아 증폭시키는 스핀들 증폭 모듈(410)과 이송축의 구동계통으로부터 신호를 전달받아 증폭시키는 서보 증폭 모듈(420)과 연결되어 있다. 여기서, 스핀들 증폭 모듈(410)은 메인 스핀들 모터(411), 서브 스핀들 모터(412) 및 공구 회전 스핀들 모터(413)와 연결되어 있다. 또한, 서보 증폭 모듈(420)은 서보 X 모터(421), 서보 Y 모터(422) 및 서보 Z 모터(423)와 연결되어 있다.The machine tool may be configured according to the drive system for the power hierarchy diagram of FIG. The machine tool includes a power supply module (400) connected to the main power (40). The
소비전력 분석부(130)는 측정된 소비전력이 이상 동작으로 판단되는 경우, 도 4와 같은 전력 계층도를 파악하여 고장이 발생한 구동계통을 판단할 수 있다. 공작기계의 전력 소비는 계층적으로 이루어진다. 구동부품은 동일한 입력을 사용하여 스핀들 및 서보 모터에서 전력을 나누어 사용하여 각 이송 및 회전축별로 전달한다. 소비전력 측정부(120)는 이러한 특성을 이용하여 다수개의 측정부로 이루어지지 않고, 구동계통의 입력단에서만 소비전력을 측정한다. 그러면, 소비전력 분석부(130)는 구동계통의 입력단에서만 측정된 소비전력을 이용하여 구동계통별 소비전력을 측정할 수 있다.When the measured power consumption is determined to be an abnormal operation, the power
도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 방법에 대한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a failure of a machine tool using power consumption according to an embodiment of the present invention.
데이터 저장부(140)는 공작기계의 정상 동작 구간에서 측정된 소비전력 값(A)을 저장한다(S502).The
그리고 데이터 저장부(140)는 공작기계의 이상 동작 패턴 및 정상 동작 패턴을 데이터베이스화하여 저장한다(S504).The
고장 진단 장치(100)는 다수의 공작기계 중에서 구동시험 대상이 되는 공작기계를 사용자로부터 선택받는다. 여기서, 공작기계는 소비전력 분석 장치가 설치되어 있다(S506).The
고장 진단 장치(100)는 사용자에 의해 소비전력 분석을 수행하는지를 확인한다(S508).The
상기 확인결과(S508), 소비전력 분석을 수행하는 경우, 구동 시험부(110)는 구동계통 구동 시험용 NC 프로그램에 따라 공작기계를 설정한다(S510). 반면, 구동 시험부(110)는 소비전력 분석을 수행하지 않는 경우, 구동계통 구동 시험용 NC 프로그램에 따라 공작기계를 설정하지 않는다.When the power consumption analysis is performed (S508), the
구동 시험부(110)는 그 설정된 공작기계를 이송축 또는 회전축에 대해 구동시켜 구동 시험을 실행한다(S512). 구동 시험 과정을 살펴보면, 구동 시험부(110)는 공작기계의 이송축 또는 회전축에 대해 최소 내지 최대 속도를 단계별로 나누어 가감속 또는 등속으로 구동시킬 수 있다. 또한, 구동 시험부(110)는 공작기계의 이송축 별로 양(+) 및 음(-) 방향의 최소 내지 최대 이송거리로 구동시킬 수 있다.The
소비전력 측정부(120)는 구동 시험부(110)에서 설정된 공작기계의 구동시 공작기계의 소비전력 측정값(B)을 측정 시간의 변화 추이에 따라 측정하여 저장한다(S514).The power
소비전력 분석부(130)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 공작기계의 소비전력과 미리 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교하거나, 소비전력 측정부(120)에서 측정된 공작기계의 소비전력이 이상 파형에 해당되는지를 확인하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단한다(S516).The power
상기 판단 결과(S516), 이상 동작으로 판단되는 경우, 소비전력 분석부(130)는 공작기계의 전력 계층도의 이상 동작 여부를 고장계통별로 판단한다(S518). 여기서, 소비전력 분석부(130)는 소비전력 측정부(120)에 의해 구동계통의 입력단마다 측정된 소비전력을 이용하여 복수의 스핀들 모터에 대응되는 회전축 또는 복수의 서보 모터에 대응되는 이송축에 대한 구동계통별 이상 동작을 판단할 수 있다.If it is determined that there is an abnormal operation (S516), the power
출력부(150)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 소비전력 및 소비전력 분석부(130)에서 판단된 이상 동작에 대한 고장 진단 결과를 사용자에게 출력한다(S520).The
소비전력 분석부(130)는 전력 계층도에서 고장계통에 해당하는 고장부품의 소비전력 패턴을 산출하여 네트워크를 통해 데이터 저장부(140)에 데이터베이스화하여 저장한다(S522).The power
상기 판단 결과(S516), 정상 동작으로 판단되는 경우, 출력부(150)는 소비전력 측정부(120)에서 측정된 소비전력 및 소비전력 분석부(130)에서 판단된 정상 동작에 대한 고장 진단 결과를 사용자에게 출력한다(S524).If it is determined that the normal operation is performed (S516), the
소비전력 분석부(130)는 정상 동작의 소비전력 패턴을 산출하여 네트워크를 통해 데이터 저장부(140)에 데이터베이스화하여 저장한다(S526).The power
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.It will be appreciated that the combinations of blocks and flowchart illustrations in the process flow diagrams may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be loaded into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus, so that those instructions, which are executed through a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, Thereby creating means for performing functions. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory The instructions stored in the block diagram (s) are also capable of producing manufacturing items containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s). Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in the flowchart block (s).
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative implementations, the functions mentioned in the blocks may occur out of order. For example, two blocks shown in succession may actually be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.
이때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.Herein, the term " part " used in this embodiment refers to a hardware component such as software or an FPGA or an ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present specification is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present specification Should be interpreted.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
100: 고장 진단 장치
110: 구동 시험부
120: 소비전력 측정부
130: 소비전력 분석부
140: 데이터 저장부
150: 출력부
141: 이상 동작 DB
142: 정상 동작 DB
40: 메인 전력
400: 전력 공급 모듈
410: 스핀들 증폭 모듈
420: 서보 증폭 모듈
411: 메인 스핀들 모터
412: 서브 스핀들 모터
413: 공구 회전 스핀들 모터
421: 서보 X 모터
422: 서보 Y 모터
423: 서보 Z 모터100: fault diagnosis apparatus 110: drive test section
120: power consumption measuring unit 130: power consumption analyzing unit
140: Data storage unit 150: Output unit
141: abnormal operation DB 142: normal operation DB
40: main power 400: power supply module
410: Spindle amplification module 420: Servo amplification module
411: Main spindle motor 412: Sub spindle motor
413: Tool rotating spindle motor 421: Servo X motor
422: Servo Y motor 423: Servo Z motor
Claims (10)
구동 시험용 공작기계 프로그램에 따라 공작기계를 설정하고 상기 설정된 공작기계를 이송축 또는 회전축에 대해 구동시키는 구동 시험부;
상기 구동 시험부에 의해 구동되는 공작기계의 소비전력을 측정 시간의 변화 추이에 따라 측정하는 소비전력 측정부;
상기 측정된 공작기계의 소비전력과 상기 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교하거나 상기 측정된 공작기계의 소비전력이 이상 파형에 해당되는지를 확인하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단하고, 이상 동작으로 판단되는 경우 상기 공작기계의 전력 계층도의 이상 동작 여부를 고장계통별로 판단하는 소비전력 분석부; 및
상기 측정된 소비전력 및 상기 판단된 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과를 출력하는 출력부
를 포함하는 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 장치.A data storage unit for storing a normal power consumption pattern in a normal operation section of the machine tool and an abnormal power consumption pattern in an abnormal operation section;
A driving test section for setting a machine tool according to a machine tool program for driving test and driving the set machine tool with respect to a transfer shaft or a rotary shaft;
A power consumption measuring unit for measuring the power consumption of the machine tool driven by the drive test unit according to a change in measurement time;
The normal operation or the abnormal operation is determined by comparing the power consumption of the measured machine tool with the stored normal power consumption pattern or by checking whether the power consumption of the measured machine tool corresponds to the abnormal waveform, A power consumption analyzer for determining whether an abnormal operation of the power hierarchy of the machine tool is performed for each failure system; And
An output unit for outputting the measured power consumption and the result of diagnosis of the normal operation or the abnormal operation,
And a power supply for supplying power to the machine.
상기 구동 시험부는
상기 공작기계의 이송축 또는 회전축에 대해 최소 내지 최대 속도를 단계별로 나누어 가감속 또는 등속으로 구동시키거나, 상기 공작기계의 이송축 별로 양(+) 및 음(-) 방향의 최소 내지 최대 이송거리로 구동시키는 공작기계의 고장 진단 장치.The method according to claim 1,
The drive test section
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a minimum or a maximum speed of the machine tool in a positive or negative direction is divided into a plurality of steps, The failure diagnosis apparatus of the machine tool.
상기 소비전력 분석부는
상기 판단된 고장계통별 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과와 각 동작에 따른 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴을 고장계통별로 상기 데이터 저장부에서 저장하는 공작기계의 고장 진단 장치.The method according to claim 1,
The power consumption analysis unit
Wherein the data storage unit stores the fault diagnosis results for the normal operation or the abnormal operation for each fault system and the normal power consumption pattern or the abnormal power consumption pattern for each fault in the data storage unit.
상기 소비전력 분석부는
상기 측정된 공작기계의 소비전력과 상기 저장된 정상 소비전력 패턴 간의 차이가 공작기계의 종류별로 다르게 설정된 기준치를 초과하면 이상 동작으로 판단하는 공작기계의 고장 진단 장치.The method according to claim 1,
The power consumption analysis unit
And determines that the abnormal operation is caused when the difference between the measured power consumption of the machine tool and the stored normal power consumption pattern exceeds a reference value set differently for each type of machine tool.
상기 소비전력 분석부는
상기 소비전력 측정부에 의해 구동계통의 입력단마다 측정된 소비전력을 이용하여 복수의 스핀들 모터에 대응되는 회전축 또는 복수의 서보 모터에 대응되는 이송축에 대한 구동계통별 이상 동작을 판단하는 공작기계의 고장 진단 장치.The method according to claim 1,
The power consumption analysis unit
Wherein the power consumption measured by the power consumption measuring unit is used for each of the input terminals of the drive system to determine an abnormal operation of each of the drive systems with respect to the rotation axis corresponding to the plurality of spindle motors or the transfer axis corresponding to the plurality of servomotors Fault diagnosis device.
상기 설정된 공작기계의 구동시 공작기계의 소비전력을 측정하고 상기 측정된 소비전력을 이용하여 측정 시간의 변화 추이에 해당하는 소비전력 패턴을 생성하는 단계;
상기 측정된 공작기계의 소비전력과 미리 저장된 정상 소비전력 패턴을 비교하거나 상기 측정된 공작기계의 소비전력이 이상 파형에 해당되는지를 확인하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단하고, 이상 동작으로 판단되는 경우 상기 공작기계의 전력 계층도의 이상 동작 여부를 고장계통별로 판단하는 단계; 및
상기 측정된 소비전력 및 상기 판단된 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과를 출력하는 단계
를 포함하는 소비전력을 이용한 공작기계의 고장 진단 방법.Setting a machine tool according to a machine tool program for driving test and driving the set machine tool with respect to a transfer axis or a rotation axis;
Measuring a power consumption of the machine tool when the set machine tool is driven and generating a power consumption pattern corresponding to a change in the measurement time using the measured power consumption;
A normal operation or an abnormal operation is determined by comparing the power consumption of the measured machine tool with a previously stored normal power consumption pattern or by checking whether the power consumption of the measured machine tool corresponds to an abnormal waveform, Determining whether an abnormal operation of the power hierarchy diagram of the machine tool is performed for each failure system; And
Outputting the measured power consumption and a fault diagnosis result for the determined normal operation or abnormal operation;
Wherein the method comprises the steps of:
상기 판단된 고장계통별 정상 동작 또는 이상 동작에 대한 고장 진단 결과와 각 동작에 따른 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴을 고장계통별로 저장하는 단계를 더 포함하고,
상기 고장계통별로 판단하는 단계는 상기 저장하는 단계에서 저장된 각 동작에 따른 정상 소비전력 패턴 또는 이상 소비전력 패턴을 이용하여 정상 동작 또는 이상 동작을 판단하는 공작기계의 고장 진단 방법.The method according to claim 6,
Further comprising the step of storing a fault diagnosis result for the normal operation or the abnormal operation for each fault system and a normal power consumption pattern or an abnormal power consumption pattern for each fault system,
Wherein the step of determining for each failure system determines a normal operation or an abnormal operation using the normal power consumption pattern or the abnormal power consumption pattern according to each operation stored in the storing step.
상기 구동시키는 단계는
상기 공작기계의 이송축 또는 회전축에 대해 최소 내지 최대 속도를 단계별로 나누어 가감속 또는 등속으로 구동시키는 단계; 및
상기 공작기계의 이송축 별로 양(+) 및 음(-) 방향의 최소 내지 최대 이송거리로 구동시키는 단계
를 포함하는 공작기계의 고장 진단 방법.The method according to claim 6,
The step of driving
Driving at least one of a minimum speed and a maximum speed with respect to a conveying shaft or a rotating shaft of the machine tool in steps of acceleration / deceleration or constant speed; And
A minimum to maximum feed distance in a positive (+) and negative (-) direction for each feed axis of the machine tool,
The method comprising the steps of:
상기 판단하는 단계는
상기 측정된 공작기계의 소비전력과 상기 저장된 정상 소비전력 패턴 간의 차이가 공작기계의 종류별로 다르게 설정된 기준치를 초과하면 이상 동작으로 판단하는 공작기계의 고장 진단 방법.The method according to claim 6,
The determining step
If the difference between the measured power consumption of the machine tool and the stored normal power consumption pattern exceeds a reference value differently set for each type of machine tool, the malfunction is diagnosed.
상기 판단하는 단계는
상기 소비전력 측정부에 의해 구동계통의 입력단마다 측정된 소비전력을 이용하여 복수의 스핀들 모터에 대응되는 회전축 또는 복수의 서보 모터에 대응되는 이송축에 대한 구동계통별 이상 동작을 판단하는 공작기계의 고장 진단 방법.The method according to claim 6,
The determining step
Wherein the power consumption measured by the power consumption measuring unit is used for each of the input terminals of the drive system to determine an abnormal operation of each of the drive systems with respect to the rotation axis corresponding to the plurality of spindle motors or the transfer axis corresponding to the plurality of servo motors Fault diagnosis method.
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