KR100584203B1 - 공작기계의 공구 자동 전송방법 - Google Patents

공작기계의 공구 자동 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동공구 전송장치에 수개의 공작기계가 연계하여 공구를 전송하는 방법에 있어서,
공작기계로부터 필요공구 예측을 위한 정보를 읽어드리는 제 1 단계;
읽어드린 정보를 분석하여 긴급 전송 요구가 없으면 부족 공구가 발견될 때까지 확인하는 제 2 단계;
부족 공구가 있는 것으로 판단되면 부족 공구 상태의 기계가 어느 위치에 위치하는 것 인지를 계산하는 제 3 단계;
공구 전송장치에 상기 제 3 단계에서 인식한 공구가 존재하는지 확인하는 제 4 단계;
공구 장치에 공구가 없으면 다른 기계에 해당 공구가 존재하는지를 확인하여 없으면 경보하는 제 5 단계;
상기 제 4 및 제 5 단계에서 공구가 존재하는 것으로 판단되면 해당하는 공구를 부족 공구 위치로 전송하고 초기 제 1 단계로 복귀하는 제 6 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로하는 공작기계의 공구 자동 전송방법이다.

Description

공작기계의 공구 자동 전송방법
본 발명은 공작기계의 공구 자동 전송방법에 관한 것으로, 공구전송장치가 각각의 공작기계에 필요한 공구를 판단하여 필요한 시점에 전송하며, 공작기계로부터의 전송 요구에도 대응할 수 있게하므로 시스템의 효율을 극대화시키는 공작기계의 공구 자동 전송방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계 특히 수직형 머시닝 센터는 도 1 과 같이 칼럼(1)에 의하여 이동하는 스핀들 유니트(2)의 하부에는 가공물을 안치하는 팔레트(3)가 설치되며, 스핀들 유니트(2)에 결착된 공구(4)는 자동공구 교환기(5)를 사용하여 공구 매거진(6)의 공구를 교환 사용토록 이루어진다.
도 2 는 공작기계 특히 머시닝 센터의 동작을 제어하는 구성을 나타낸 블록도로, 주 조작반(11)의 지령을 인식하고 프로그램 저장부(12)의 프로그램을 통하여 제어하는 수치 제어부(13)와, 수치 제어부(13)의 지령에 따라 시퀀스 제어를 지령하는 프로그래머블 제어부(14)와, 기계 입출력부(15)와, 기계 제어부(16)와, 자동 공구 교환기(17) 및 자동 팔레트 교환기(18)를 포함한다. 상기 수치 제어부(13)는 스핀들 구동부(19)와 서보 구동부(21)의 지령을 제어한다. (20)는 스핀들 모터, (22)는 서보 모터, (17-1)는 자동 공구 교환기(17)의 수동 조작반, (18-1)은 자동 팔레트 교환기(18)의 수동 조작반이다.
이와 같이 구성된 일반적인 공작기계는 국내 특허 공고 제 96-13175호의 일반적인 동작을 수행하는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이러한 기본적 단위 공작기계의 개념을 넘어 각각의 공작기계가 자동 공구 전송장치를 공유하면서 필요한 가공 공정을 수행하는 이른바 융통성있는 생산시스템(FMS;Flexible Manufacturing System)으로 발전하고 있다. 이러한 방식의 일 예로는 도 3 과 같이 호스트 컴퓨터(30)와 각각의 공작기계(20)에 해당하는 수치제어기(13)가 데이터 버스로 데이터를 공유하고, 또한 각각의 공작기계(20)는 공구 전송장치(40)로 데이터를 공유토록 이루어진다. 이는 수개의 공작기계(20)가 동일 자동공구 전송장치(40)를 공유하여 공구의 활용성을 증진시킨다.
그런데 이러한 자동 공구 전송장치(40)는 각각의 공작기계에 필요한 공구가 전송이 완료된후 가공이 개시되므로 여러대의 공작기계에서 하나의 공구를 동시에 필요로하는 경우에 대응하기 위하여 동일 종류의 공구를 공작기계 수 만큼 확보해야하므로 비용과 공간 활용 측면에 어려움이 있었으며, 또한, 가공중에 발생한 공작기계(20)로부터 공구전송 요구에 능동적으로 대응할 수 없었다.
본 고안의 목적은 공구전송장치가 각각의 공작기계에 필요한 공구를 판단하여 필요한 시점에 전송하며, 공작기계로부터의 전송 요구에도 대응할 수 있게하므로 시스템의 효율을 극대화 하는데 있다.
이를위한 본 발명은 자동공구 전송장치에 수개의 공작기계가 연계하여 공구를 전송하는 방법에 있어서,
공작기계로부터 필요공구 예측을 위한 정보를 읽어드리는 제 1 단계;
읽어드린 정보를 분석하여 긴급 전송 요구가 없으면 부족 공구가 발견될 때까지 확인하는 제 2 단계;
부족 공구가 있는 것으로 판단되면 부족 공구 상태의 기계가 어느 위치에 위치하는 것 인지를 계산하는 제 3 단계;
공구 전송장치에 상기 제 3 단계에서 인식한 공구가 존재하는지 확인하는 제 4 단계;
공구 장치에 공구가 없으면 다른 기계에 해당 공구가 존재하는지를 확인하여 없으면 경보하는 제 5 단계;
상기 제 4 및 제 5 단계에서 공구가 존재하는 것으로 판단되면 해당하는 공구를 부족 공구 위치로 전송하고 초기 제 1 단계로 복귀하는 제 6 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로하는 공작기계의 공구 자동 전송방법을 제공하려는 것이다.
이하 본발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4 는 본 발명의 제어용 플로우차트로써, 공작기계로부터 필요공구 예측을 위한 정보를 읽어드리는 제 1 단계(S1);
읽어드린 정보를 분석하여 긴급 전송 요구가 없으면 부족 공구가 발견될 때까지 확인하는 제 2 단계(S2);
부족 공구가 있는 것으로 판단되면 부족 공구 상태의 기계가 어느 위치에 위치하는 것 인지를 계산하는 제 3 단계(S3);
공구 전송장치에 상기 제 3 단계에서 인식한 공구가 존재하는지 확인하는 제 4 단계(S4);
공구 장치에 공구가 없으면 다른 기계에 해당 공구가 존재하는지를 확인하여 없으면 경보하는 제 5 단계(S5);
상기 제 4 및 제 5 단계(S4, S5)에서 공구가 존재하는 것으로 판단되면 해당하는 공구를 부족 공구 위치로 전송하고 초기 제 1 단계(S1)로 복귀하는 제 6 단계(S6)를 포함하여 수행한다.
도 5 는 본 발명의 긴급전송 요구를 수행하는 플로우차트로, 도 4 에 보인 단계(S2)의 긴급 전송 요구가 있을 때 가공기계의 요청에 의한 공구 긴금 전송 요구가 있을 때 공구 찾는 명령을 처리하는 단계(S21), 그리고 공작기계 설치 공구를 찾는 단계(S22), 이어 공구가 있는 것으로 인식되는 지를 확인하는 단계(S23), 공구가 있는 것으로 확인되면 공구 지령을 종료하는 단계(S24), 상기 단계(S23)에서 공구가 없으면 긴급전송 요청 정보를 설정하여 상기 단계(S22)를 수행토록 제어하는 단계를 순차 수행한다.
도 6a 는 공작 기계측의 긴급 전송 요청단계를 나타낸 플로우차트로, 긴급정송요청 정보를 설정하여 부족 공구 번호를 공유 영역에 저장하는 단계(S25-1), 그리고 긴급 전송요구 명령을 공유 영역에 저장하고 종료하는 단계(S25-2)를 수행한다.
도 6b 는 전송장치측의 긴급 전송 요청단계를 나타낸 플로우차트로, 긴급전송요청 정보를 확인하여 긴급전송 요구 명령을 공유영역에서 확인하는
단계(S25-3), 그리고 긴급 전송 요구가 있는지를 확인하는 단계(S25-4), 긴급 전송 요구가 있을 때 부족 공구번호를 통신망을 통해 공유 영역에 확인하는
단계(S25-5), 상기 단계(S25-4)에서 요구가 없거나 상기 단계(S25-5)를 수행한 후에 확인 결과를 보고하는 단계(S25-6) 를 수행한다.
이와같이 구성한 본 발명을 도면을 참조하여 설명한다.
도 3 과같은 구성을 이룬 시스템에서, 호스트컴퓨터(30)는 가공 기계(20)의 정보(필요공구 예측정보)를 읽어드린다(S1). 그리고 읽어드린 정보(예를들면 공구정보, 가공중 프로그램 번호, 가공중 프로그램 현재 진행정보, 기타 상태정보등)중에서 긴급 전송 요구가 없고 부족공구가 발견되면(단계(S2)), 어느 기계의 공구가 부족한 상태인지를 계산한다(S3).
이어 공구 전송장치에 부족한 공구와 같은 공구가 존재하는지를 확인하여(단계(S4)), 없을 때 오류 처리한다(단계(S5)). 상기 단계(S4, S5)에서 공구가 존재하면 공구를 전송한다(단계(S6)).
상기 단계(S2)에서 긴급 전송 요구가 있을 때는 도 5 와같이 전송에 의한 공구 찾는 명령(T 명령)을 처리하고 공작기계 설치 공구를 찾는다(단계(S21, S22)). 이 경우 공작기계는 공구 전송 명령(T 명령)을 수행할 때 해당 공구가 없으면 해당공구가 전송 될 때 까지 대기상태를 유지하게하고, 긴급 공구전송 요구(긴급 전송요청 정보 설정)를 발행하는데 이 요구를 공구전송장치는 최우선하여 처리하고, 상기 단계(S22)를 수행토록 제어하는 단계(S23, S25)를 순차 수행한다.
상기에서 공작 기계측의 긴급 전송 요청 정보를 설정하는 단계는 도 6a 및 도 6b와 같이, 긴급정송요청 정보를 설정하여 부족 공구 번호를 공유 영역에 저장하고, 긴급 전송요구 명령을 공유 영역에 저장하고 종료한다.(단계(S25-1, S25-2). 이에 반하여 전송장치측의 긴급 전송 요청단계는 긴급전송요청 정보를 확인하여 긴급전송 요구 명령을 공유영역에서 확인하고, 긴급 전송 요구가 있는지를 우선 확인한다(단계(S25-3, S25-4)). 이어 긴급 전송 요구가 있을 때 부족 공구번호를 통신망을 통해 공유 영역에 확인하고(단계(S25-5)), 상기 단계(S25-4)에서 요구가 없거나 상기 단계(S25-5)를 수행한 후에는 확인 결과를 보고한다(단계(S25-6)). 즉, 긴급공구 전송명령이거나 통상의 공구 전송이 필요한 경우에 제어용 컨트롤러(호스트 컴퓨터(30))는 공구 전송장치내의 공구 저장소에 해당 공구가 있는지, 없다면 어떤 공작기계에 장착되어 있는지, 사용할 때점이 빠른지 등을 분석하여 해당공구를 취할 전송원을 결정한다.해당공작기계에 대해서는 비어있는 매거진 상의 공구장착 포트 위치를 찾아내며 빈 포트가 없는 경우 사용하지 않거나 사용 시점이 늦은 공구를 우선 전송장치로 가져와 빈포트를 확보한 후 재계산을 통하여 전송처를 결정한다. 이어 필요하 공구의 출발지와 목적지가 결정되면 전송장치 구동부에 명령을 내려 전송작업을 수행하게한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상과 같이 본 발명은 필요한 시점에 필요한 공구를 각 공작기계에 전송하여 공구를 효율적으로 이용할 수 있게 함으로써 공구 구입 비용을 절감할 수 있고, 대신 공구류를 다양화하여 다양한 공정을 수용할 수 있도록 함으로써 시스템의 효율을 극대화할 수 있다.
도 1 은 일반적인 공작기계의 요부 구조도,
도 2 는 일반적인 머시닝 센터의 구성을 보이는 블록도,
도 3 은 일반적인 복합 가공 시스템의 요부 블록도,
도 4 는 본 발명의 플로우차트,
도 5 는 도 4 의 긴급 전송요구과정을 나타낸 플로우차트,
도 6a 는 본 발명의 공작기계측 긴급전송요청 과정을 보이는 플로우차트,
도 6b 는 본 발명의 전송장치측 긴급전송요청 과정을 보이는 플로우차트이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

Claims (2)

  1. 자동공구 전송장치에 수개의 공작기계가 연계하여 공구를 전송하는 방법에 있어서,
    공작기계로부터 필요공구 예측을 위한 정보를 읽어드리는 제 1 단계;
    읽어드린 정보를 분석하여 긴급 전송 요구가 없으면 부족 공구가 발견될 때까지 확인하는 제 2 단계;
    부족 공구가 있는 것으로 판단되면 부족 공구 상태의 기계가 어느 위치에 위치하는 것 인지를 계산하는 제 3 단계;
    공구 전송장치에 상기 제 3 단계에서 인식한 공구가 존재하는지 확인하는 제 4 단계;
    공구 장치에 공구가 없으면 다른 기계에 해당 공구가 존재하는지를 확인하여 없으면 경보하는 제 5 단계;
    상기 제 4 및 제 5 단계에서 공구가 존재하는 것으로 판단되면 해당하는 공구를 부족 공구 위치로 전송하고 초기 제 1 단계로 복귀하는 제 6 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 자동 전송방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서 가공기계의 요청에 의한 공구 긴급 전송 요구가 있을 때 공구 찾는 명령을 처리하는 단계(S21), 그리고 공작기계 설치 공구를 찾는 단계(S22), 이어 공구가 있는 것으로 인식되는 지를 확인하는 단계(S23), 공구가 있는 것으로 확인되면 공구 지령을 종료하는 단계(S24), 상기 단계(S23)에서 공구가 없으면 긴급전송 요청 정보를 설정하여 상기 단계(S22)를 수행토록 제어하는 단계를 순차 수행함을 특징으로 하는 공작기계의 공구 자동 전송방법.
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