KR100398004B1

KR100398004B1 - 수치제어 공작기계의 지-코드 생성방법

Info

Publication number: KR100398004B1
Application number: KR10-2001-0080513A
Authority: KR
Inventors: 유제석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-09-17
Also published as: KR20030050121A

Abstract

수치제어 공작기계에서 임의의 공작물을 가공하기 위한 가공 프로그램을 셋팅되는 정의 파일로부터 G- 코드 및 싸이클 코드를 생성하여 작업자 혹은 개발자가 가 쉽게 생성할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 공작물에 대한 가공 요구에 따라 각 NC별로 설정된 코드 정의 파일을 판독하여 필요한 가변 정의값 및 모달 G-코드를 셋팅하는 과정과, 설정된 G-코드 정의 파일을 이용하여 싸이클 코드를 호출한 다음 싸이클 코드의 셋팅부문과 코드 정의 파일에서 정의된 싸이클 코드 부문을 비교하여 확인하는 과정과, 사용될 NC의 사양에 맞는 G-코드와 가변 정의값을 확인하는 과정과, 셋팅된 코드가 모달로 정의되어 있는지를 확인하여 모달 G-코드를 생성하는 과정 및, 입력된 값들을 근거로 하여 NC 사양에 맞는 싸이클 코드를 생성하여 가공 프로그램을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수치제어 공작기계의 지-코드 생성방법{METHOD FOR G-CODE GENERATION OF NUMERICAL CONTROL TYPE MACHINE TOOL}

본 발명은 수치제어 공작기계(NUMERICAL CONTROL TYPE MACHINE TOOL : 이하 "NC" 라 한다.)에 관한 것으로, 상세하게는 임의의 공작물을 가공하기 위한 가공 프로그램을 설정된 정의값으로부터 G- 코드 및 싸이클 코드를 생성하여 작업자 혹은 개발자가 쉽게 생성할 수 있도록 하는 수치제어 공작기계의 지 코드 생성방법에 관한 것이다.

일반적으로 NC는 임의의 공작물에 대한 가공 작업이 자동으로 진행되는 장치로서, 기계에 동작을 지령하는 장치와 기계가 지령된 명령에 따라 정상적으로 움직이고 있는지의 여부를 검출하는 장치, 모재를 가공하기 위한 목표값과 가공되어지는 현재의 검출값을 비교하여 목표값과 편차가 있는 경우 목표값으로의 가공이 이루어지도록 하는 보정장치로 구성된다.

이러한, NC를 이용하여 임의의 공작물을 가공하기 위해서는 작업자는 CAD로 제작되는 공작물에 대한 도면으로부터 공작물의 모양과 치수, 가공순서, 절삭속도, 절삭공구의 종류 및 크기 등에 대한 조건을 NC에서 정해져 있는 고유의 코드형식에 따라 CAM 등의 외부 프로그램 개발장치를 이용하여 가공 프로그램을 작성한 다음 통신이나 플로피 디스크 및 기타의 방법을 이용하여 해당 NC에 셋업 한 다음 해당 공작물에 대한 가공이 이루어지도록 하고 있다.

이와 같은 임의의 공작물에 대하여 가공 프로그램을 생성하는 CAM의 경우 각 NC의 사양에 따라 G-코드를 생성하기 위한 G-코드 생성기를 갖고 있으며, 각 CAD/CAM 패키지에서는 모든 일련의 가공을 각 패키지 방식에 의하여 일반적인 G-코드를 사용하여 임의의 공작물에 대한 가공 프로그램을 생성해내며 G-코드 생성기를 통해서 NC가 인식할 수 있는 텍스트 파일(Text File)의 형식으로 변환한다.

상기와 같이 CAD/CAM의 패키지를 통해 생성되는 일련의 가공 프로그램에는 싸이클(Cycle)의 기능이 포함되어 있다.

상기에서 싸이클은 하나의 독립적인 가공을 일반적인 G-코드를 가지고 조합하여 생성한 것으로, 작업자들이 많이 사용하는 가동들을 기본으로 개발되었으며, 크게 구멍(Hole) 싸이클과 밀링 싸이클이 있으며 각 NC 회사에서는 자사 제품에 맞는 최적의 방식을 이용하여 개발되고 있다.

그 결과 CAD/CAM 패키지에서도 각 NC회사에서 가지고 있는 싸이클들을 이용한다면 더 안정적이고 정확한 가공 결과를 얻을 수 있다.

그러나, 대부분의 G-코드 생성기의 경우 일반적인 G-코드만을 정의하여 생성해 낼 수 있는 한정적인 단점이 있으며, 싸이클 코드를 지원해주지 못하는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 임의의 공작물을 가공하기 위한 가공 프로그램을 설정된 정의 파일로부터 G- 코드 및 싸이클 코드를 생성하여 작업자 혹은 개발자가 쉽고 편리하게 생성할 수 있도록 하며, 대형화 프로그램인 DPRO-M에서 다른 종류의 NC를 지원하거나 또는 NC의 G-코드 사양이 변경되는 경우라도 개발자나 사용자의 코드 정의 파일의 수정을 통해 가공 프로그램을 용이하게 생성할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수치제어 공작기계의 코드 생성장치의 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 수치제어 공작기계의 코드 생성을 수행하는 일 실시예의 흐름도.

도 3은 본 발명을 통해 생성된 G-코드의 가공 경로를 보이는 사용 예시도.

상기와 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 공작물에 대한 가공 요구에 따라 각 NC별로 설정된 코드 정의 파일을 판독하여 필요한 가변정의값 및 모달 G-코드를 셋팅하는 과정과; 설정된 G-코드 정의 파일을 이용하여 싸이클 코드를 호출한 다음 싸이클 코드의 셋팅부문과 코드 정의 파일에서 정의된 싸이클 코드 부문을 비교하여 확인하는 과정과; 사용될 NC의 사양에 맞는 G-코드와 가변 정의값을 확인하는 과정과; 셋팅된 코드가 모달로 정의되어 있는지를 확인하여 모달 G-코드를 생성하는 과정 및; 입력된 값들을 근거로 하여 NC 사양에 맞는 싸이클 코드를 생성하여 가공 프로그램을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수치제어 공작기계의 지-코드 생성장치는 가공 요청된 공작물의 도면으로부터 공작물의 모양과 치수, 가공순서, 절삭 공구의 속도, 종류 및 크기 등을 선정한 다음 가공시키고자 하는 NC에서 정의하는 코드값을 입력하여 실질적인 가공 프로그램을 설정하는 입력장치(10)와, 입력장치(10)로부터 셋업되는 임의의 공작물에 대한 가공 프로그램이 해당 NC에 적합한 코드의 형식으로 작성되었는지를 여부를 판단하며, 테이블에 설정된 G-코드 및 싸이클 정의값으로부터 NC 사양에 맞는 모랄 G-코드 및 싸이클 코드로 생성시키는 제어장치(20) 및, 제어장치(20)에서 인가되는 제어 구동 명령에 따라 가공수단을 이송 및 구동시켜 공작물의 가공을 수행하는 구동장치(30)로 이루어진다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 임의의 공작물에 대하여 작성된 가공 프로그램에서 G-코드와 싸이클 코드를 생성하는 동작은 다음과 같다.

각 NC 마다 'GC - G code'와 'MC - M code', 'VA - Variable', 'CC - Cycle Code', 'MT - Machining Time', 'CM - Comment Definition' 등의 6가지 정도 종류의 코드를 정의하여야 하는데, G-코드(code) 정의와 가변(Variable) 정의 및 싸이클 코드(Cycle Code)정의에 대하여 설명한다.

G-코드의 경우, "GC: G-code 이름(Fix) = G-code 정의(그룹번호)(모달여부) Cycle code or Not(C)"의 형식으로 파일에 정의하고 싶은 G-코드를 정의한다.

이에 대한 일 예는 다음과 같다.

GC:RAPID=G00(1)(Y);

GC:LINEAR=G01(1)(Y);

GC:CIRCLECW=G02(1)(Y);

GC:CIRCLECCW=G03(1)(Y);

GC:DWELL=G04(0)(N);

GC:RIGIDTAP=G84.2(9)(N)C;

GC:RIGIDTAPREV=G84.3(9)(N)C;

상기에서 맨 앞에 쓰이는 'GC'는 G-code라는 의미이고, ':' 후에 정의된 이름은 G-코드 생성기 자체에서 쓰이는 고유의 NC 기능의 이름으로써 사용자가 정의할 수는 없는 것으로, 'RAPID'는 급속이송을 나타내고, 'LINEAR'는 절삭이송을 나타내며, 'CIRCLECW'는 시계방향의 회전을 나타내고, 'CIRCLECCW'는 반시계방향의 회전을 나타내며, 'DWELL'은 운전의 휴지(休止)를 나타내고, 'RIGIDTAP'은 리지드 탭을 나타내며,'RIGIDTAPREV'은 리지드 탭의 역회전을 나타낸다.

또한, '=' 다음에 있는 'G00' 또는 'G01'은 G-코드의 정의를 표현한 것으로 예를들어, 급속이송은 'G00'으로 절삭이송은 'G01'로 표현한다.

또한, 첫번째 괄호'()'는 그룹번호를 나타내는 것으로써 그룹번호가 같다는 말은 서로 어떤 기능자체가 비슷하다는 뜻도 가능하며 같은 그룹내의 G-코드는 같은 라인(line)상에서 쓰일 수 없으며, 마지막 괄호'()'는 모달여부를 나타내는 기능으로써 모달이면 'Y' 아니면 'N'로 표시한다.

상기에서 모달이라는 의미는 어떤 코드가 선택이 된 후에 다른 코드를 선택하지 않는 이상 계속해서 그 코드가 적용된다는 의미이다.

마지막으로 'C'가 붙어 있다면 그 코드는 싸이클 코드라는 의미이다.

또한, 가변 정의 파일의 경우, VA: Variables 이름(Fix) = Variables 정의;의 형식으로 파일에 정의하고 싶은 가변값, 즉 가공값을 정의한다.

이에 대한 일 예는 다음과 같다.

VA:X_AXIS=X;

VA:Y_AXIS=Y;

VA:Z_AXIS=Z;

VA:FEEDRATE=F;

VA:I_ARC=I;

VA:J_ARC=J;

VA:K_ARC=K;

VA:RADIUS=R;

VA:P_DWELL=X;

VA:CHAMFER=C;

VA:SPINDLE=S;

VA:DIACOMP=D;

VA:LENCOMP=H;

VA:TOOL=T;

VA:MCODE=M;

VA:L_REPEAT=R;

VA:SCALE_P=P;

VA:ROTATE_R=R;

VA:END_REPEAT=L;

VA:TAP_DWELL=P;

;

상기에서 맨 앞에 정의되는 'VA'는 가변정의라는 의미이고, ':' 후에 정의된 이름은 G-코드 생성기 자체에서 쓰이는 고유의 가변정의 이름으로써 사용자가 정의할 수는 없는 것으로, 'X_AXIS'는 'X'축이라는 의미를 나타내고, 'Y_AXIS'는 'Y'축이라는 의미를 나타내며, 'Z_AXIS'는 'Z'축이라는 의미를 나타낸다.

또한, 'FEEDRATE'는 이송속도를 나타내고, '=' 다음에 있는 'X','Y','Z' 또는 'F'는 가변 정의를 표현한 것으로, 일예를 들어 M100의 NC에서 X축을 나타내는 가변정의는 'X', Y축을 나타내는 가변정의는 'Y', Z축을 나타내는 가변정의는 'Z', 그리고 이송속도는 'F'로 표현한다.

또한, 코드 정의 파일에 정의되어 있는 리지드 탭 사이클 코드의 정의 예는 다음과 같다.

CC:#RIGIDTAP;

CC:*ABSINC=3;

CC:*RT=10;

CC:*MINREV=5;

CC:(<ABSINC>,<RT>,<MINREV>);

CC:(RIGIDTAP, X_AXIS, Y_AXIS, Z_DEPTH, Z_CLEAR, FEEDRATE, END_REPEAT);

CC:#END;

상기에서, 맨 앞에 정의되는 'CC'는 싸이클 코드라는 의미이고, 선택한 싸이클 코드의 정의를 시작할 때에는 맨 위의 시작위치에 #Cycle 이름 그리고 정의가 끝나는 맨 아래 위치에 #END라고 표기한다.

상기의 예에서 CC: #RIGIDTAP으로 리지드 탭을 정의하였고, '*ABSINC=3'이라고 정의한 의미는 선택한 싸이클이 제대로 사용되기 위하여 필요한 전처리 셋팅(Pre-Setting)을 선택하는 것으로, '*ABSINC'는 절대치/증분치 셋팅이 필요함을 표시하고, '=3'은 절대치/증분치의 의미를 나타낸다.

또한, '*RT=10'은 싸이클 복귀점을 정해주는 부분으로써 초기점/R점 복귀가 있으며, '*MINREV'는 분당 이송인지 회전당 이송인지를 정해주는 부분이고, '(<ABSINC>, <RT>, <MINREV>)'는 가공프로그램에 표시되는 순서를 나타내고 '<>'의미는 아직 G-코드가 정해지지 않고 프로그램 도중에 위에서 정의된 G-그룹 중에 하나가 코드로 정해진다는 의미이다.

(RIGIDTAP, X_AXIS, Y_AXIS, Z_DEPTH, Z_CLEAR, FEEDRATE, END_REPEAT )는 RIGIDTAP의 코드 표현방법으로써 각각의 정의는 위의 G-코드 정의 부분과 가변 정의 부분에 나타나 있다.

상기한 바와 같은 G-코드의 정의와 가변값의 정의 및 싸이클 코드의 정의가이루어진 상태에서 임의의 공작물 가공을 위한 가공 프로그램에서 G-코드와 싸이클 코드의 변환을 수행하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

임의의 공작물을 가공하기 조건이 설정되면 가공 프로그램을 생성하기 위하여 상술한 바와 같이 설정된 각각의 코드 정의 파일을 판독한다(S101).

이후, 판독된 코드 정의 파일로부터 필요한 가변 정의값들을 일 예를들어 다음과 같이 셋팅 한다(S102).

X_AXIS(Pi,x);Y_AXIS(Pi,Y);

Z_DEPTH(dCutDepth+dha)*(-1);

Z_CLEAR(R);

FEEDRATE(dFeedrate);

상기와 같이 가변 정의값들에 대하여 셋팅이 완료되면 판독된 SetGcode()를 이용하여 필요한 모달 G-코드를 일 예를들어 다음과 같이 셋팅한다(S103).

SetGcode(ABSVALUE,RTCLEAR,MINMM);

상기와 같이 필요한 모달 G-코드의 셋팅을 완료하면 WriteGcodeFile()를 이용하여 사이클 코드를 일 예를들어 다음과 같이 호출한다(S104).

WriteGcodeFile(RIGITAP);

이후, 싸이클 코드의 셋팅 부문과 코드 정의 파일에서 정의된 싸이클 코드 부문을 비교하여 싸이클 코드의 정의를 확인한 다음(S105), 싸이클 코드의 정의에 이상이 없는 경우 사용될 NC의 사양에 맞는 G-코드와 가변 정의값을 일 예를 들어 다음과 같이 확인한다(S106).

<G-코드 정의>

GC:RAPID = G00(1)(Y);

GC:LINEAR = G01(1)(Y);

<가변 정의값>

VA:X_AXIS = X;

VA:Y_AXIS = Y;

VA:Z_AXIS = Z;

VA:FEEDRATE = F;

상기와 같이 사용될 NC 사양에 맞는 G-코드와 가변 정의값의 확인이 완료되면 셋팅된 코드가 모달로 정의되어 있는지의 여부를 확인하여 모달 코드 G99 G94를 생성한다(S107).

상기에서 모달 코드가 생성되면 입력된 값들을 근거로 NC 사양에 적합한 싸이클 코드를 일 예를들어 다음과 같이 생성하여 준다(S108).

G84 X42 Y-32 Z-30 R3 P0 F742

따라서, 정의된 코드값을 이용하여 G-코드 및 싸이클 코드를 편리하게 생성하게 된다.

일 예를들어 도 3과 같은 가공 경로값을 G-코드로 표시하게 되면 다음과 같이 생성된다.

G90 G01 X50 Y10 F400

G01 X50 Y25

G03 X45 Y30 R5

G01 X10 Y30

이에 대하여 GCG(G-CODE GENERATOR)를 이용하여 실제 대형화 프로그램인 DPRO-M의 리지드 탭 코드의 내용으로 변경하면 다음과 같이 형성된다.

G90 G01 X50 Y10 F400의 경우

WriteGcodeFile(ABSVALUE,LINEAR,X_AXIS(50.0),Y_AXIS(10.0),FEEDRATE(400.0);

G01 X50 Y25

WriteGcodeFile(LINEAR,X_AXIS(50.0),Y_AXIS(25.0);

G03 X45 Y30 R5

WriteGcodeFile(CIRCLECCW,X_AXIS(45.0),Y_AXIS(30.0),RADIUS(5.0);

G01 X10 Y30

WriteGcodeFile(LINEAR,X_AXIS(10.0),Y_AXIS(30.0);

상술한 바와 같이 본 발명은 각 코드의 표현방법이나 필요한 조건들을 개발자 또는 사용자가 원하는 NC 종류에 맞는 G-코드를 쉽게 정의할 수 있으며, G-코드 이외에도 싸이클 코드를 생성하여 가공 프로그램을 생성함으로써 보다 정확한 가공이 수행될 수 있다.

또한, 작업자 또는 개발자에 의한 프로그램의 수정시 DPRO-M 프로그램으로 다시 가서 수정할 필요없이 바로 NC자체에서 싸이클 코드의 수정이 가능하여 프로그램의 수정에 있어 편리성 및 신속성을 제공하여 가공시간을 단축한다.

Claims

공작물에 대한 가공 요구에 따라 각 NC별로 설정된 코드 정의 파일을 판독하여 필요한 가변 정의값 및 모달 G-코드를 셋팅하는 과정과;

설정된 G-코드 정의 파일을 이용하여 싸이클 코드를 호출한 다음 싸이클 코드의 셋팅부문과 코드 정의 파일에서 정의된 싸이클 코드 부문을 비교하여 확인하는 과정과;

사용될 NC의 사양에 맞는 G-코드와 가변 정의값을 확인하는 과정과;

셋팅된 코드가 모달로 정의되어 있는지를 확인하여 모달 G-코드를 생성하는 과정 및;

입력된 값들을 근거로 하여 NC 사양에 맞는 싸이클 코드를 생성하여 가공 프로그램을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 지-코드 생성방법.
제1항에 있어서,

상기 G-코드 정의 파일은 GC: G-code 이름(Fix) = G-code 정의(그룹번호)(모달여부) Cycle code or Not(C)와 같은 형식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 지-코드 생성방법.
제1항에 있어서,

상기 가변 정의 파일은 VA: Variables 이름(Fix) = Variables 정의; 의 형식으로 정의되는 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 지-코드 생성방법.
제1항에 있어서,

상기 싸이클 코드의 정의 파일은 하기와 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 지-코드 생성방법.

CC:#RIGIDTAP;

CC:*ABSINC=3;

CC:*RT=10;

CC:*MINREV=5;

CC:(<ABSINC>,<RT>,<MINREV>);

CC:(RIGIDTAP, X_AXIS, Y_AXIS, Z_DEPTH, Z_CLEAR, FEEDRATE, END_REPEAT);

CC:#END;

상기에서, 맨 앞에 정의되는 CC는 싸이클 코드라는 의미이고, 선택한 싸이클 코드의 정의를 시작할 때에는 맨 위의 시작위치에 #Cycle 이름 그리고 정의가 끝나는 맨 아래 위치에 #END라고 표기하며, CC: #RIGIDTAP는 리지드 탭을 의미하고, *ABSINC=3은 선택한 싸이클이 제대로 사용되기 위하여 필요한 전처리 셋팅을 선택하는 것으로, *ABSINC는 절대치/증분치 셋팅이 필요함을 표시하며, =3은 절대치/증분치의 의미를 나타내며, *RT=10은 싸이클 복귀점을 정해주는 부분으로 초기점/R점 복귀가 있으며, *MINREV는 분당 이송인지 회전당 이송인지를 정해주는 부분이고,(<ABSINC>, <RT>, <MINREV>)는 가공프로그램에 표시되는 순서를 나타내고 <>의미는 아직 G-코드가 정해지지 않고 프로그램 도중에 위에서 정의된 G-그룹 중에 하나가 코드로 정해진다는 의미이며, (RIGIDTAP, X_AXIS, Y_AXIS, Z_DEPTH, Z_CLEAR, FEEDRATE, END_REPEAT )는 RIGIDTAP의 코드 표현방법이다.