KR101072001B1 - Automatic setting system and method of work origin for machine tool - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로써, 가공 과정에서 발생되는 가공 원점의 인식을 실시간 감지하여 수동 작업으로 인한 시간 지연을 최소화시키고, 조업자의 청각/시각에 의존한 가공 원점의 인식을 자동화시킴으로써 형상 오차를 감소시킬 수 있는, 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템은, 공작 기계에 구비되는 척(1)에 구비되어, 상기 공작 기계에 안착된 소재의 이미지를 캡쳐하는 이미지 장치(10)와, 상기 공작 기계에 내장되고 상기 이미지 장치(10)에 연결되어 이미지 처리를 통해 자동 포커싱 및 이에 따른 가공 원점 설정을 수행하는 임베디드 장치(20)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, to minimize the time delay caused by manual operation by real-time recognition of the machining origin generated during the machining process, depending on the hearing / visual of the operator It is an object of the present invention to provide an automatic machining origin recognition system and method of a machine tool, which can reduce the shape error by automating the recognition of the machining origin.
Automatic machine origin recognition system of the machine tool of the present invention for achieving the above object is provided in the chuck (1) provided in the machine tool, the image device for capturing an image of the material seated on the machine tool ( 10) and an embedded device 20 embedded in the machine tool and connected to the image device 10 to perform automatic focusing and processing origin setting according to image processing.

Description

공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템 및 방법{Automatic Setting System and Method of Work Origin for Machine Tool}Automatic Machining Origin Recognition System and Method for Machine Tools {Automatic Setting System and Method of Work Origin for Machine Tool}

본 발명은 공작 기계에서 새로운 소재를 가공하기 위해 가공 원점을 자동으로 감지하여 이를 보상함으로써 가공 소재가 바뀔 때마다 가공 원점을 조그 모드로 측정해야 하는 시간을 제거하여 생산성을 증대시키는, 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention automatically increases the productivity of the machine tool by eliminating the time required to measure the machining origin in jog mode whenever the workpiece changes, by automatically detecting and compensating for the machining origin to process new materials in the machine tool. A processing origin recognition system and method.

공작 기계를 이용한 가공 시, 가공 소재가 새로 바뀔 때마다 가공 원점을 새로 세팅하는 작업이 필요하게 되어 생산성 저하에 악영향을 미치고 있는 실정이다.When machining with a machine tool, a new setting of the machining origin is required every time the workpiece is changed, which adversely affects productivity.

가공 원점이란 공작 기계를 이용한 가공과정에서 기계 원점으로 복귀 후 각 축에 해당하는 소재의 가공 시작점을 말한다. 가공 원점 세팅 작업이란, 작업자는 새로운 가공물에 대해 항상 조그 모드로 소재와 공구를 저속으로 접촉시켜 각 축의 기계 원점에서 소재까지의 상대적인 거리를 측정하여 설정해야 하는 작업을 말하는데, 이러한 작업 시 발생되는 시간 지연은 생산성을 저하시키는 대표적인 원인으로 작용한다. 뿐만 아니라 현재의 방법으로는, 소재와 공구의 마찰을 작업자의 시각과 청각에만 의존하여 설정하게 되는 바, 가공 원점의 정밀한 측정에는 한계가 존재하여 가공 후 제품의 형상 오차를 유발하는 대표적인 원인이 된다. 따라서 생산성을 확보하는 측면과 제품의 가공 형상 오차를 제거하는 측면에서 이러한 수동 작업은 반드시 제거되어야 한다는 점이 지적되어 왔다.Machining origin refers to the machining starting point of the material corresponding to each axis after returning to the machine origin in the machining process using a machine tool. Machining reference point setting refers to a task in which the operator always needs to measure and set the relative distance from the machine origin of each axis to the workpiece at low speed in the jog mode for a new workpiece. Delays are a major cause of lower productivity. In addition, in the current method, the friction between the material and the tool is set only depending on the operator's vision and hearing, and thus there is a limit in precise measurement of the machining origin, which is a representative cause of product shape error after machining. . Therefore, it has been pointed out that such manual work must be eliminated in terms of securing productivity and eliminating machining shape errors in the product.

공작 기계의 가공 공정에서 나타나는 가공 원점의 수동 작업을 자동 작업으로 대체하고자 하는 시도가 종래에도 있어 왔다. 종래에는, 자동툴 체인져에 사용되는 척에 이미지 센서를 부착하고, 공작 기계의 기계 원점 복귀 후 이전 가공 원점 가공 소재의 형상의 이미지를 실시간 획득하여 소재의 형상 치수를 자동으로 도출하는 자동 작업을 수행함으로써 수동 작업으로 인한 시간 지연을 제거하였다.Attempts have been made in the past to replace the manual work of the machining origin appearing in the machining process of machine tools with automatic work. In the related art, an image sensor is attached to a chuck used in an automatic tool changer, and an automatic operation of automatically deriving a shape dimension of a material is obtained by real-time acquiring an image of a shape of a previous machining origin after a machine origin return of a machine tool. This eliminates time delays due to manual work.

한편, 기존의 자동 원점 보상 작업은 ATC(Automatic Tool Changer, 자동 툴 체인져)에 입력된 공구의 치수 정보와 새로운 가공 소재의 치수 정보를 기입하여 자동으로 가공 원점을 설정하는 방법이 대표적으로 사용되어 왔다. 그런데 이러한 방식은 입력되는 소재의 치수 정보에 오차가 존재할 경우와 오차가 허용 범위 안에 있을지라도 바이스에 소재를 물릴 경우 발생하는 각 축과의 정렬 오차가 존재할 경우 가공 원점은 필연적으로 오차를 가질 수밖에 없는 문제점이 있었다.
On the other hand, the conventional automatic origin compensation operation has been typically used to automatically set the machining origin by filling in the dimensional information of the tool entered into the ATC (Automatic Tool Changer (Auto Tool Changer)) and the dimension information of the new workpiece material . However, in this method, if there is an error in the dimensional information of the input material and even if the error is within the allowable range, if there is an alignment error with each axis generated when the material is bitten in the vise, the machining origin will inevitably have an error. There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로써, 가공 과정에서 발생되는 가공 원점의 인식을 실시간 감지하여 수동 작업으로 인한 시간 지연을 최소화시키고, 조업자의 청각/시각에 의존한 가공 원점의 인식을 자동화시킴으로써 형상 오차를 감소시킬 수 있는, 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, to minimize the time delay caused by manual operation by real-time recognition of the machining origin generated during the machining process, depending on the hearing / visual of the operator It is an object of the present invention to provide an automatic machining origin recognition system and method of a machine tool, which can reduce the shape error by automating the recognition of the machining origin.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템은, 공작 기계에 구비되는 척(1)에 구비되어, 상기 공작 기계에 안착된 소재의 이미지를 캡쳐하는 이미지 장치(10)와, 상기 공작 기계에 내장되고 상기 이미지 장치(10)에 연결되어 이미지 처리를 통해 자동 포커싱 및 이에 따른 가공 원점 설정을 수행하는 임베디드 장치(20)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Automatic machine origin recognition system of the machine tool of the present invention for achieving the above object is provided in the chuck (1) provided in the machine tool, the image device for capturing an image of the material seated on the machine tool ( 10) and an embedded device 20 embedded in the machine tool and connected to the image device 10 to perform automatic focusing and processing origin setting according to image processing.

본 발명은 공작 기계의 가공 중 발생되는 가공 원점 설정을 실시간 이미지 처리를 통해 설정함으로써, 수동 세팅으로 인한 시간 지연을 감소시켜 단위 시간 생산량을 증대시킬수 있을 뿐만 아니라 수동 세팅의 오차를 제거함으로써 보다 정밀한 가공물을 생산할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by setting the processing origin setting during machining of the machine tool through real-time image processing, it is possible to reduce the time delay caused by the manual setting, thereby increasing the unit time yield, and to eliminate the error of the manual setting. There is an effect that can produce.

또한, 본 발명에서 제안하는 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템 및 방법은 이미지를 처리하는 임베디드 장치에서 기존의 소재에 대한 정보를 저장할 수 있기 때문에, 획득된 이미지에서 일정 부분만을 필터 처리하여 원점 도출이 가능한 바, 동일한 소재로 작업할 경우 매우 빠른 시간 안에 새로운 가공 원점의 도출이 가능한 큰 장점이 있다. 더불어, 임베디드 시스템에 무선 통신 모듈인 블루투스를 부착할 경우 원격으로 이러한 정보를 CNC 컨트롤러와 작업자에게 송수신이 가능하므로, 실시간으로 현재와 이전의 가공 원점에 대한 이력을 DB화 가능하게 할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the automatic machine origin recognition system and method of the machine tool proposed in the present invention can store information on an existing material in an embedded device for processing an image, so that only a portion of the acquired image is filtered to obtain the origin. As far as possible, when working with the same material, there is a big advantage that it is possible to derive a new machining origin in a very short time. In addition, when Bluetooth, a wireless communication module, is attached to the embedded system, this information can be sent and received to the CNC controller and the operator remotely, which makes it possible to make a DB of the history of the current and previous machining origin in real time. have.

도 1은 본 발명에 따른 이미지 장치가 구비된 척의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 이미지 장치가 구비된 척의 조립 구성도.
도 3은 이미지 처리를 위한 임베디드 장치의 내부 기능.
도 4는 자동 원점 인식 시스템과 공작 기계의 작업 시퀀스를 도시한 흐름도.
1 is a block diagram of a chuck equipped with an image device according to the present invention.
Figure 2 is an assembly configuration of the chuck with an image device according to the invention.
3 is an internal function of an embedded device for image processing.
4 is a flow chart showing a working sequence of an automatic home recognition system and a machine tool.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, an automatic machining origin recognition system and method for a machine tool according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따라 개조된 척의 이미지 장치의 구성도로서, 보다 상세하게는 일반적으로 ATC(Automatic Tool Changer, 자동 툴 체인져)에서 종래에 사용되던 일반적인 척에 이미지 센서 및 조명부가 구비되는 본 발명의 척의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이미지 장치가 구비된 척의 조립 구성도이며, 도 3은 이미지 장치에서 출력되는 이미지를 획득/처리하여 가공 원점을 자동으로 도출하는 임베디드 장치의 기능 블록선도이다.1 is a block diagram of an image device of a chuck modified according to the present invention, and more particularly, the present invention includes an image sensor and an illumination unit in a general chuck conventionally used in ATC (Automatic Tool Changer). 2 is an assembly configuration diagram of a chuck equipped with an image device according to the present invention, and FIG. 3 is a functional block of an embedded device that automatically derives a processing origin by acquiring / processing an image output from the image device. Is leading.

본 발명의 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템은, 공작 기계에 구비되는 척(1)에 구비되어, 상기 공작 기계에 안착된 소재의 이미지를 캡쳐하는 이미지 장치(10)와, 상기 공작 기계에 내장되고 상기 이미지 장치(10)에 연결되어 이미지 처리를 통해 자동 포커싱 및 이에 따른 가공 원점 설정을 수행하는 임베디드 장치(20)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이하에서 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다.
The automatic machining origin recognition system of the machine tool of the present invention is provided in the chuck 1 provided in the machine tool, and is embedded in the machine tool and an image device 10 for capturing an image of a material seated on the machine tool. And an embedded device 20 connected to the image device 10 to perform automatic focusing and processing origin setting according to image processing. Hereinafter, each part will be described in more detail.

상기 이미지 장치(10)는, 내장된 콘트롤러의 제어에 의해 구동되는 공작 기계의 ATC에서 사용되는 척(1)에 구비된다. 이 때, 상기 이미지 장치(10)는, 카메라(4), 카메라 고정부(3), 하우징 고정부(5) 및 조명부(2)를 포함하여 이루어진다.The image device 10 is provided in the chuck 1 used in the ATC of a machine tool driven by the control of a built-in controller. In this case, the image device 10 includes a camera 4, a camera fixing part 3, a housing fixing part 5, and an illumination part 2.

상기 카메라(4)는, 소재의 가공 원점 부분의 이미지 사이즈와 초점 거리를 결정하는 렌즈(4a)를 포함하여 이루어지며, 상기 렌즈(4a)로부터 입력되는 아날로그 타입의 소재 형상 정보를 CCD 셀에 조사하여 디지털화한다.The camera 4 includes a lens 4a for determining an image size and a focal length of the processing origin portion of the material, and irradiates the CCD cell with analog type material shape information input from the lens 4a. To digitize.

상기 카메라 고정부(3)는 상기 카메라(4)를 고정하며, 상기 하우징 고정부(5)는 상기 카메라 고정부(3)와 상기 척(1)을 연결 고정한다.The camera fixing part 3 fixes the camera 4, and the housing fixing part 5 connects and fixes the camera fixing part 3 and the chuck 1.

상기 조명부(2)는, 상기 카메라(4) 및 하기 조명부(2)에 사용되는 신호선을 외부로 연결하는 신호선 연결부(2a), 실제 광을 제공하는 LED(2c) 및 상기 LED(2c)에 필요 전력을 공급하는 회로부(2b)를 포함하여 이루어지진다. 상기 조명부(2)는 도시된 바와 같이 상기 척(1) 외관에 중공 원통형으로 설치되어 이미지 획득 시 필요한 광량을 제공하는 역할을 한다.The lighting unit 2 is required for the signal line connecting unit 2a for connecting the signal lines used for the camera 4 and the following lighting unit 2 to the outside, the LED 2c for providing the actual light, and the LED 2c. And a circuit portion 2b for supplying power. As shown, the lighting unit 2 is installed in a hollow cylindrical shape on the exterior of the chuck 1 and serves to provide an amount of light required for image acquisition.

상기 임베디드 장치(20)는, 상기 공작 기계에 내장 구비되되, 상기 이미지 장치(10)와 연결되어, 상기 신호선 연결부(2a)에서 출력되는 이미지 신호를 사용하여, 소재 판별 작업 및 이미지 선명도를 통한 소재 두께 방향에 대한 가공 원점 도출 작업을 수행하며, 도출된 가공 원점을 상기 공작 기계의 상기 콘트롤러로 전달하는 역할을 한다.
The embedded device 20 is provided in the machine tool, is connected to the image device 10, by using the image signal output from the signal line connection portion 2a, the material through the material determination operation and image sharpness It performs a machining origin derivation work in the thickness direction, and serves to deliver the derived machining origin to the controller of the machine tool.

이 때 상기 임베디드 장치(20)는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 트리거 인터페이스부(31)와, 버퍼부(32)와, 필터부(33)와, 자동 포커싱부(34)와, 가공 원점 도출부(35)와, 통신부(36)를 포함하여 이루어진다.At this time, the embedded device 20, as shown in Figure 3, the trigger interface unit 31, the buffer unit 32, the filter unit 33, the automatic focusing unit 34, processing It includes the origin derivation unit 35 and the communication unit 36.

상기 트리거 인터페이스부(31)는, 상기 공작 기계의 기계 원점 완료 신호를 트리거 신호로 사용하여 트리거 신호에 동기화하여 이미지를 캡쳐한다.The trigger interface unit 31 captures an image by synchronizing with a trigger signal using the machine origin completion signal of the machine tool as a trigger signal.

상기 버퍼부(32)는 이전 소재와 동일한 소재를 가공할 경우를 대비해 이전 이미지를 저장 및 처리한다.The buffer unit 32 stores and processes the previous image in case of processing the same material as the previous material.

상기 필터부(33)는 이미지 처리를 위해 상기 버퍼부(32)에서 획득된 이미지를 통해 소재의 에지라인을 검출한다.The filter unit 33 detects an edge line of a material through an image obtained by the buffer unit 32 for image processing.

상기 자동 포커싱부(34)는 소재의 두께 방향에 대한 가공 원점을 도출하도록 상기 트리거 인터페이스부(31)에서 캡쳐된 이미지의 선명도를 기준으로 자동 포커싱한다.The auto focusing unit 34 automatically focuses on the basis of the sharpness of the image captured by the trigger interface unit 31 so as to derive the machining origin in the thickness direction of the material.

상기 가공 원점 도출부(35)는, 상기 트리거 인터페이스부(31), 상기 버퍼부(32), 상기 필터부(33) 및 상기 자동 포커싱부(34)에서 전달되는 정보를 사용하여 가공 원점을 검출한다.The machining origin derivation unit 35 detects a machining origin using information transmitted from the trigger interface unit 31, the buffer unit 32, the filter unit 33, and the automatic focusing unit 34. do.

상기 통신부(36)는, 상기 가공 원점 도출부(35)에서 도출된 가공 원점을 상기 공작 기계의 상기 컨트롤러로 전달한다. 이 때, 상기 통신부(36)는 가공 원점 정보와 함께 상기 자동 포커싱부(34)에서 수행되는 자동 포커싱 알고리즘에서 지령되는 미세 z축 지령을 상기 컨트롤러로 더 전달하게 된다. (여기에서, z축 방향은 소재 두께 방향을 말한다.)
The communication unit 36 transmits the machining origin derived from the machining origin deriving unit 35 to the controller of the machine tool. At this time, the communication unit 36 further transmits the fine z-axis command commanded by the auto focusing algorithm performed by the auto focusing unit 34 together with the processing origin information to the controller. (Here, the z-axis direction refers to the material thickness direction.)

도 4는 상술한 바와 같은 장치를 실제 적용될 시에 사용되는 제어 시퀀스를 도시한 흐름도로서, 즉 상술한 바와 같은 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템의 자동 가공 원점 인식 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart showing a control sequence used when the apparatus as described above is actually applied, that is, a flowchart of the automatic machining origin recognition method of the automatic machining origin recognition system of the machine tool as described above.

본 발명의 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 방법은, 도 4에 도시된 바와 같이 초기화 단계(S01) - 이미지 툴셋 변경 단계(S02) - 기계 원점 복귀 단계(S03) - 가공 원점 보정 단계(S04) - 트리거 시그널 체크 단계(S05) - 이미지 획득/처리 단계(S06) - 가공 원점 재설정 단계(S07) - 툴셋 변경 지령 단계(S08)를 포함하여 이루어진다. 간략히 설명하자면, 본 발명의 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템의 신호 처리 흐름에 있어서, 먼저 공작 기계에 새로운 소재가 바이스에 안착된 후 공작 기계에 툴 변경 신호가 인가되면서 ATC는 개조된(즉 상기 이미지 장치(10)가 구비된) 상기 척(1)을 스핀들에 장착한다. 상기 척(1)이 스핀들에 장착된 후 공작 기계의 각 축이 기계 원점으로 복귀되고, 공작 기계의 기계 원점 복귀 완료 신호를 받아 상기 임베디드 장치(20)는 상기 이미지 장치(10)를 이미지 캡쳐 준비 대기로 설정하여 기 입력된 소재의 두께와 렌즈의 초점 거리를 반영하여 상응하는 z축의 높이로 스핀들을 움직이도록 상기 통신부(36)를 이용하여 지령한다. 지령이 완료된 신호를 트리거 신호로 활용하여 상기 카메라(4)는 트리거 신호에 동기화된 이미지를 캡쳐하고, 이를 상기 임베디드 장치(20)로 보낸 뒤 이미지 처리 완료 신호를 대기한다. 이미지 처리 완료 신호가 패스되면 상기 임베디드 장치(20)는 내부에서 도출된 가공 원점의 좌표를 공작 기계의 컨트롤러에 전달하여 새로운 가공 원점 세팅이 완료하게 되는 것이다.
Automatic machining origin recognition method of the machine tool of the present invention, as shown in Figure 4 initialization step (S01)-image toolset changing step (S02)-machine origin return step (S03)-machining origin correction step (S04)- The trigger signal check step (S05)-image acquisition / processing step (S06)-machining origin reset step (S07)-toolset change command step (S08). Briefly, in the signal processing flow of the automatic machining origin recognition system of the machine tool of the present invention, first, a new material is placed on the vise, and then a tool change signal is applied to the machine tool, thereby modifying the ATC (i.e., The chuck 1 (with an imaging device 10) is mounted on a spindle. After the chuck 1 is mounted on the spindle, each axis of the machine tool returns to the machine origin, and upon receiving the machine origin return completion signal of the machine tool, the embedded device 20 prepares to capture the image device 10. In order to set the atmosphere, the communication unit 36 is instructed to move the spindle to the height of the corresponding z-axis reflecting the thickness of the input material and the focal length of the lens. The camera 4 captures an image synchronized with the trigger signal by using the command completed signal as a trigger signal, sends it to the embedded device 20, and waits for an image processing completion signal. When the image processing completion signal passes, the embedded device 20 transmits the coordinates of the machining origin derived therein to the controller of the machine tool to complete a new machining origin setting.

보다 상세히 각 단계에 대하여 설명하면 다음과 같다.Each step will be described in more detail as follows.

상기 초기화 단계(S01)에서는, a) 상기 공작 기계에 새 가공 소재가 안착되고 상기 컨트롤에 소재 두께가 입력된다. 상기 이미지 툴셋 변경 단계(S02)에서는, b) 상기 공작 기계에 상기 이미지 장치(10)가 구비된 상기 척(1)이 장착된다. 다음으로 상기 기계 원점 복귀 단계(S03)에서는, c) 상기 공작 기계의 상기 컨트롤러에 의하여 상기 공작 기계의 각 축 원점이 기계 원점으로 복귀된다. 이렇게 해서 실질적인 가공 원점 보정의 초기화 작업이 이루어지게 된다.In the initializing step (S01), a) a new workpiece is placed on the machine tool and the material thickness is input to the control. In the image toolset changing step S02, b) the chuck 1 equipped with the image device 10 is mounted on the machine tool. Next, in the machine origin return step (S03), each axis origin of the machine tool is returned to the machine origin by the controller of the machine tool. In this way, the initial work of actual machining origin correction is performed.

이후, 먼저 상기 가공 원점 보정 단계(S04)에서는, d) 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 소재 두께가 반영된 가공 원점 보정 및 상기 척(1) 이동이 수행된다. 이와 같이 기초 위치를 잡은 다음에는, 상기 트리거 시그널 체크 단계(S05)에서 e) 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 소재 두께 및 상기 렌즈(4a) 초점 거리에 따라 산출된 z축 방향 초기 위치로 상기 척(1)이 이동 지령이 수행되고, 상기 이동 지령을 트리거 신호로 사용하여 상기 카메라(4)에 의해 이미지를 캡쳐되도록 하는 작업이 수행된다. 이 때, 상기 트리거 시그널 체크 단계(S05)에서 이미지 캡쳐가 정상적으로 수행되지 않으면(S05-No), 상기 기계 원점 복귀 단계(S03)로 되돌아가게 된다.Thereafter, first, in the machining origin correction step (S04), d) the machining origin correction in which the material thickness is reflected by the embedded device 20 and the movement of the chuck 1 are performed. After the base position is set in this way, in the trigger signal check step (S05), the chuck is set to the initial position in the z-axis direction calculated by the embedded device 20 according to the material thickness and the focal length of the lens 4a. (1) The movement command is performed, and a job is performed so that the image is captured by the camera 4 using the movement command as a trigger signal. At this time, if the image capture is not normally performed in the trigger signal check step (S05) (S05-No), it returns to the machine home return step (S03).

상기 이미지 획득/처리 단계(S06)에서는 f) 상기 트리거 시그널 체크 단계(S05)가 수행되어 이미지 캡쳐가 정상적으로 이루어지면(S05-Yes), 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 획득된 이미지의 선명도 및 이에 따른 가공 원점 재보정 값이 산출된다.In the image acquisition / processing step S06, f) when the trigger signal check step S05 is performed to capture the image normally (S05-Yes), the sharpness of the image acquired by the embedded device 20 and the The corresponding machining zero point recalibration value is calculated.

상기 가공 원점 재설정 단계(S07)에서는 g) 상기 이미지 획득/처리 단계(S06)에서 가공 원점 재보정 값이 산출되면(S06-Yes), 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 가공 원점 재보정 값이 상기 컨트롤러로 전송되고, 상기 컨트롤러에 의하여 상기 척(1)의 위치가 이동되어 가공 원점이 재설정되게 된다. 이 때, 상기 이미지 획득/처리 단계(S06)에서 가공 원점 재보정 값이 정상적으로 산출되지 않으면, 상기 기계 원점 복귀 단계(S03)로 되돌아가게 된다.In the machining origin resetting step (S07), g) when the machining origin recalibration value is calculated in the image acquisition / processing step (S06) (S06-Yes), the machining origin recalibration value is set by the embedded device 20. It is transmitted to the controller, and the position of the chuck 1 is moved by the controller to reset the machining origin. At this time, if the machining origin recalibration value is not normally calculated in the image acquisition / processing step S06, the process returns to the machine origin return step S03.

이와 같은 단계를 거쳐 가공 원점 보정이 완료된 후에는, 실제 소재의 가공을 위하여 상기 툴셋 변경 지령 단계(S08)에서 h) 상기 컨트롤러에 의하여 상기 공작 기계로 상기 척(1)을 가공 툴 척으로 교환하도록 하는 명령이 전달되게 된다.
After the machining origin correction is completed through the above steps, in the toolset change command step (S08) to process the actual material, h) by the controller to replace the chuck 1 with the machining tool chuck by the controller. Command is passed.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

1 : 척
2 : 조명부 프레임
2a : 신호 연결부
2b : LED 회로부
2c : LED
3 : 카메라 하우징 고정부
4 : 카메라
4a : 렌즈
5 : 하우징 고정부
1: Chuck
2: lighting frame
2a: signal connection
2b: LED circuit part
2c: LED
3: camera housing fixing part
4: camera
4a: Lens
5: housing fixing part

Claims (4)

내장된 컨트롤러의 제어에 의해 구동되는 공작 기계의 ATC(Automatic Tool Changer, 자동 툴 체인져)에서 사용되는 척(1)에 구비되는 이미지 장치로서,
소재의 가공 원점 부분의 이미지 사이즈와 초점 거리를 결정하는 렌즈(4a)를 포함하여 이루어지며, 상기 렌즈(4a)로부터 입력되는 아날로그 타입의 소재 형상 정보를 CCD 셀에 조사하여 디지털화하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)를 고정하기 위한 카메라 고정부(3)와, 상기 카메라 고정부(3)와 상기 척(1)을 연결 고정하는 하우징 고정부(5)와, 상기 카메라(4) 및 하기 조명부(2)에 사용되는 신호선을 외부로 연결하는 신호선 연결부(2a), 실제 광을 제공하는 LED(2c) 및 상기 LED(2c)에 필요 전력을 공급하는 회로부(2b)를 포함하여 이루어지며, 상기 척(1) 외관에 중공 원통형으로 설치되어 이미지 획득 시 필요한 광량을 제공하는 조명부(2)를 포함하여 이루어지는 이미지 장치(10);
상기 공작 기계에 내장 구비되되, 상기 이미지 장치(10)와 연결되어, 상기 신호선 연결부(2a)에서 출력되는 이미지 신호를 사용하여, 소재 판별 작업 및 이미지 선명도를 통한 소재 두께 방향에 대한 가공 원점 도출 작업을 수행하며, 도출된 가공 원점을 상기 공작 기계의 상기 컨트롤러로 전달하는 임베디드 장치(20);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템.
An image device included in the chuck 1 used in an ATC (Automatic Tool Changer) of a machine tool driven by the control of a built-in controller,
A camera 4 which comprises a lens 4a for determining an image size and a focal length of a processing origin portion of a material, and irradiates and digitizes analog type material shape information input from the lens 4a to a CCD cell. A camera fixing part 3 for fixing the camera 4, a housing fixing part 5 for connecting and fixing the camera fixing part 3 and the chuck 1, the camera 4 and It includes a signal line connecting portion (2a) for connecting the signal line used in the lighting unit (2) to the outside, an LED (2c) for providing the actual light and a circuit portion (2b) for supplying the necessary power to the LED (2c) An image device 10 including a lighting unit 2 installed in a hollow cylindrical shape on the exterior of the chuck 1 to provide an amount of light required for image acquisition;
It is provided in the machine tool, is connected to the image device 10, using the image signal output from the signal line connecting portion (2a), the work origin derivation work for the material thickness direction through the material determination operation and image sharpness An embedded device 20 for transmitting the derived machining origin to the controller of the machine tool;
Automatic machining origin recognition system of a machine tool, characterized in that comprises a.
제 1항에 있어서, 상기 임베디드 장치(20)는
상기 공작 기계의 기계 원점 완료 신호를 트리거 신호로 사용하여 트리거 신호에 동기화하여 이미지를 캡쳐하는 트리거 인터페이스부(31)와, 이전 소재와 동일한 소재를 가공할 경우를 대비해 이전 이미지를 저장/처리하는 버퍼부(32)와, 이미지 처리를 위해 상기 버퍼부(32)에서 획득된 이미지를 통해 소재의 에지라인을 검출하는 필터부(33)와, 소재의 두께 방향에 대한 가공 원점을 도출하도록 상기 트리거 인터페이스부(31)에서 캡쳐된 이미지의 선명도를 기준으로 자동 포커싱하는 자동 포커싱부(34)와, 상기 트리거 인터페이스부(31), 상기 버퍼부(32), 상기 필터부(33) 및 상기 자동 포커싱부(34)에서 전달되는 정보를 사용하여 가공 원점을 검출하는 가공 원점 도출부(35)와, 상기 가공 원점 도출부(35)에서 도출된 가공 원점을 상기 공작 기계의 상기 컨트롤러로 전달하는 통신부(36)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템.
The method of claim 1, wherein the embedded device 20
Trigger interface unit 31 for capturing an image by synchronizing with a trigger signal using the machine origin complete signal of the machine tool as a trigger signal, and a buffer for storing / processing the previous image in case of processing the same material as the previous material The trigger interface for detecting the edge line of the material through the section 32, the image obtained by the buffer unit 32 for image processing, and the trigger interface to derive the processing origin in the thickness direction of the material An auto focusing unit 34 for auto focusing based on the sharpness of the image captured by the unit 31, the trigger interface unit 31, the buffer unit 32, the filter unit 33 and the auto focusing unit The machining origin derivation unit 35 which detects a machining origin by using the information transmitted from 34, and the machining origin derived from the machining origin derivation unit 35 in the controller of the machine tool. Automatic machine origin recognition system of a machine tool, characterized in that it comprises a communication unit for transmitting to.
제 2항에 있어서, 상기 통신부(36)는
가공 원점 정보와 함께 상기 자동 포커싱부(34)에서 수행되는 자동 포커싱 알고리즘에서 지령되는 미세 z축 지령을 상기 컨트롤러로 전달하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템.
(여기에서, z축 방향은 소재 두께 방향)
The method of claim 2, wherein the communication unit 36
An automatic machining origin recognition system of a machine tool, characterized in that it transmits a fine z-axis instruction commanded by an automatic focusing algorithm performed by the automatic focusing unit (34) together with machining origin information to the controller.
(Where the z-axis direction is the material thickness direction)
제 1항 내지 제 3항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 시스템의 자동 가공 원점 인식 방법에 있어서,
a) 상기 공작 기계에 새 가공 소재가 안착되고 상기 컨트롤에 소재 두께가 입력되는 초기화 단계(S01);
b) 상기 공작 기계에 상기 이미지 장치(10)가 구비된 상기 척(1)이 장착되는 이미지 툴셋 변경 단계(S02);
c) 상기 공작 기계의 상기 컨트롤러에 의하여 상기 공작 기계의 각 축 원점이 기계 원점으로 복귀되는 기계 원점 복귀 단계(S03);
d) 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 소재 두께가 반영된 가공 원점 보정 및 상기 척(1) 이동이 수행되는 가공 원점 보정 단계(S04);
e) 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 소재 두께 및 상기 렌즈(4a) 초점 거리에 따라 산출된 z축 방향 초기 위치로 상기 척(1)이 이동 지령이 수행되고, 상기 이동 지령을 트리거 신호로 사용하여 상기 카메라(4)에 의해 이미지를 캡쳐되도록 하는 트리거 시그널 체크 단계(S05) (여기에서, z축 방향은 소재 두께 방향);
f) 상기 트리거 시그널 체크 단계(S05)가 수행되어 이미지 캡쳐가 정상적으로 이루어지면(S05-Yes), 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 획득된 이미지의 선명도 및 이에 따른 가공 원점 재보정 값이 산출되는 이미지 획득/처리 단계(S06);
g) 상기 이미지 획득/처리 단계(S06)에서 가공 원점 재보정 값이 산출되면(S06-Yes), 상기 임베디드 장치(20)에 의하여 가공 원점 재보정 값이 상기 컨트롤러로 전송되고, 상기 컨트롤러에 의하여 상기 척(1)의 위치가 이동되어 가공 원점이 재설정되는 가공 원점 재설정 단계(S07);
h) 상기 컨트롤러에 의하여 상기 공작 기계로 상기 척(1)을 가공 툴 척으로 교환하도록 하는 명령이 전달되는 툴셋 변경 지령 단계(S08);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 자동 가공 원점 인식 방법.
In the automatic machining origin recognition method of the automatic machining origin recognition system of a machine tool by any one of Claims 1-3,
a) an initialization step (S01) in which a new workpiece is placed on the machine tool and a material thickness is input to the control;
b) an image toolset changing step (S02) in which the chuck (1) equipped with the imaging device (10) is mounted on the machine tool;
c) a machine origin return step (S03) in which each axis origin of the machine tool is returned to a machine origin by the controller of the machine tool;
d) a machining origin correction step in which material thickness is reflected by the embedded device 20 and a machining origin correction step (S04) in which the movement of the chuck 1 is performed;
e) The movement command is performed by the embedded device 20 to the initial position in the z-axis direction calculated according to the material thickness and the focal length of the lens 4a, and the movement command is used as a trigger signal. A trigger signal check step S05 for capturing an image by the camera 4 (here, the z-axis direction is the material thickness direction);
f) If the trigger signal check step (S05) is performed to capture the image normally (S05-Yes), the image of the sharpness of the image obtained by the embedded device 20 and the corresponding processing origin recalibration value is calculated Acquisition / processing step (S06);
g) If the machining origin recalibration value is calculated in the image acquisition / processing step (S06) (S06-Yes), the machining origin recalibration value is transmitted to the controller by the embedded device 20, and by the controller A machining origin reset step (S07) in which the position of the chuck 1 is moved to reset the machining origin;
h) a tool set change command step (S08) to which a command for causing the controller to exchange the chuck (1) with the machine tool chuck by the controller is transferred;
Automatic machining origin recognition method for a machine tool, characterized in that comprises a.
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