KR101468751B1 - Numerical control system having graphic-based user interface - Google Patents

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KR101468751B1 KR1020090053937A KR20090053937A KR101468751B1 KR 101468751 B1 KR101468751 B1 KR 101468751B1 KR 1020090053937 A KR1020090053937 A KR 1020090053937A KR 20090053937 A KR20090053937 A KR 20090053937A KR 101468751 B1 KR101468751 B1 KR 101468751B1
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Abstract

본 발명은 수치제어장치 조작 시 사용자가 보다 직관적으로 조작할 수 있도록 하기 위한 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a numerical control system having a graphical user interface for allowing a user to operate more intuitively in operation of a numerical control device.

이를 위한 본 발명의 수치제어시스템의 사용자 인터페이스가 공작 기계와 상기 공작 기계를 구성하는 부품들을 3차원 그래픽 형태로 저장하고, 상기 공작 기계의 각 부품이 수행할 수 있는 기능을 나타내는 메뉴들을 저장하고, 공작 기계의 조작 요구 시 상기 공작 기계와 부품들을 그래픽 형태로 화면에 표시하고, 사용자로부터 소정 부품 및 그와 관련된 메뉴 선택에 따라 선택된 메뉴의 기능을 수행할 수 있도록 한다.The user interface of the numerical control system of the present invention for this purpose stores a machine tool and parts constituting the machine tool in a three-dimensional graphic form, stores menus representing functions that each part of the machine tool can perform, The machine tool and the parts are displayed on the screen in a graphic form when the operation of the machine tool is requested and the function of the menu selected according to the selected part and related menu selection is performed by the user.

수치제어가공, NC, 3차원 그래픽, 시뮬레이터 Numerical control, NC, 3D graphics, simulator

Description

그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템{NUMERICAL CONTROL SYSTEM HAVING GRAPHIC-BASED USER INTERFACE} [0001] NUMERICAL CONTROL SYSTEM HAVING GRAPHIC-BASED USER INTERFACE [0002]

본 발명은 수치제어시스템의 사용자 인터페이스에 관한 것으로서, 특히 수치제어장치 조작 시 사용자가 보다 직관적으로 조작할 수 있도록 하기 위한 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a user interface of a numerical control system, and more particularly, to a numerical control system having a graphical user interface for allowing a user to operate the numerical control device more intuitively.

일반적으로 수치제어시스템(NC; Numerical control)은 프로그래밍, 제어장치, 수치제어 가공기계인 공작기계로 구성되어 피가공물을 원하는 형상으로 재단하는 시스템을 말한다.Numerical control (NC) generally refers to a system that consists of a machine tool, which is a programming, control device, and numerical control processing machine, and cuts the workpiece into a desired shape.

이 중 공작기계는 1종의 작업뿐만 아니라 여러 종류의 작업을 할 수 있으면서도 공구 자동 교환 및 가공물 자동 탈착 기능 등을 갖는 머시닝 센터가 일반화 되고 있다.Among these machines, machining centers, which can perform not only one kind of work but also various types of work, and automatic tool change and automatic workpiece removal function, are becoming common.

또한, 수치제어시스템은 실행중인 가공 프로그램의 검증 및 재편집을 위한 가공상태의 그래픽 시뮬레이션 기능도 제공되고 있다.In addition, the numerical control system is also provided with a graphical simulation function in a processing state for verification and re-editing of a part program being executed.

그런데 현재 수치제어시스템은 공작기계의 작동 조작을 위한 사용자 조작 화면에는 공작 기계, 공작 기계를 구성하는 부품과 같이 조작에 필요한 모델들이 텍 스트로만 표시되고 있다. 이로 인해 사용자는 텍스트로 표시된 공작기계 및 부품들 정보만으로 공작기계와 각 부품에 대한 형상을 인지할 수 있어야 한다.However, in the numerical control system, the user operation screen for the operation of the machine tool displays only the textures necessary for the operation such as the machine tool and the parts constituting the machine tool. Therefore, the user must be able to recognize the shape of the machine tool and each part by only the information of the machine tool and parts displayed in the text.

즉, 조작과 관련된 메뉴들이 텍스트 방식 또는 버튼 방식으로 제공됨으로써 기기 작동에 대한 전문적인 지식이 없는 사용자의 경우에는 조작하기가 어려운 불편함이 있다.That is, since the menus related to the operation are provided in a text mode or a button mode, it is inconvenient for a user who does not have expert knowledge on the operation of the apparatus.

따라서, 본 발명은 수치제어 가공기계의 조작을 위한 공작 기계의 부품 및 메뉴를 그래픽 형태로 제공함으로써 사용자가 직관적으로 조작을 위한 입력을 할 수 있도록 하기 위한 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a numerical control system having a graphic-based user interface for allowing the user to intuitively input for manipulation by providing parts and menus of the machine tool for manipulation of the numerical control machine in graphic form to provide.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수치제어시스템은, 공작 기계와 상기 공작 기계를 구성하는 부품들을 그래픽 형태로 저장하고, 상기 공작 기계의 각 부품이 수행할 수 있는 기능을 나타내는 메뉴들을 저장하고, 공작 기계의 조작 요구 시 상기 공작 기계와 부품들을 그래픽 형태로 화면에 표시하고, 사용자로부터 소정 부품 및 그와 관련된 메뉴 선택에 따라 선택된 메뉴의 기능을 수행하도록 하고, 사용자로부터 조작 명령을 입력받는 사용자 인터페이스(100)와, 사용자 인터페이스(100)를 통해 조작 명령이 입력되면 입력된 조작 명령을 이용하여 서보 제어 명령을 생성하는 상기 수치제어커널(200)과, 상기 수치제어커널(200)로부터 상기 서보 제어 명령이 입력되면, 상기 서보 제어 명령에 따라 공작 기계를 구동시키는 서보 장치(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a numerical control system according to the present invention stores a machine tool and parts constituting the machine tool in a graphic form, and stores menus representing functions that each part of the machine tool can perform And displays the machine tool and parts in a graphic form on the screen when the operation of the machine tool is requested and performs the function of the menu selected according to the selected part and related menu selection from the user, A numerical control kernel 200 for generating a servo control command using an input manipulation command when an manipulation command is inputted through the user interface 100; And a servo apparatus 300 for driving the machine tool according to the servo control command when the servo control command is inputted And that is characterized.

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 사용자 인터페이스(100)는, 공작 기계의 각각 부품에 관련된 메뉴들을 작동 모드 별로 저장하는 메뉴맵 데이터베이스(150)와, 공작 기계와 상기 공작 기계를 구성하는 부품들 각각에 대한 3차원 실측 정보 를 저장하는 데이터베이스(160)와, 키 입력 또는 포인팅 장치 입력에 따른 입력신호를 생성하는 입력부(102)와, 상기 입력부(102)를 통해 공작 기계의 파트 프로그램 설정 요구 입력신호가 인가되면 상기 데이터베이스(160)로부터 상기 그래픽 형태의 공작 기계를 독출하여 화면에 표시하고, 상기 입력부(102)를 통해 공작 기계의 소정 구성 부품 선택 입력신호가 인가되면 상기 데이터베이스(160)로부터 상기 선택된 구성 부품을 그래픽 형태로 화면에 표시하는 공작 기계 모델 뷰어부(110)와, 상기 선택된 구성 부품과 연관된 메뉴 항목들 중 현재 작동상태에 대응되는 메뉴 항목들을 상기 메뉴맵 데이터베이스(150)를 통해 독출하여 상기 구성 부품이 표시된 화면 일부에 표시한 후 사용자에 의해 소정 메뉴 항목이 선택되면 상기 선택된 메뉴에 따른 정보 입력창을 화면 일부에 표시하는 메뉴 수행부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the user interface 100 includes a menu map database 150 for storing menus related to respective parts of the machine tool by operation mode, And an input unit 102 for generating an input signal according to a key input or a pointing device input, and a part program setting request signal input unit 102 for inputting, via the input unit 102, When the predetermined component selection input signal of the machine tool is applied through the input unit 102, the control unit 160 reads the machine tool from the database 160, A machine tool model viewer unit (110) for displaying the component parts in a graphic form on the screen; Menu items corresponding to the current operation state among the new items are read out through the menu map database 150 and displayed on a part of the screen on which the component parts are displayed and when a predetermined menu item is selected by the user, And a menu performing unit 130 for displaying an input window on a part of a screen.

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 사용자 인터페이스(100)는, 상기 수치제어커널(200)로부터 상기 서보 제어 명령이 입력되면, 상기 서보 제어 명령에 따라 상기 그래픽 형태의 공작 기계에 반영하는 화면에 표시하는 실시간 시뮬레이터부(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an example of the present invention, when the servo control command is input from the numerical control kernel 200, the user interface 100 displays on the screen reflected on the graphic form machine tool in accordance with the servo control command And a real-time simulator (120).

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 데이터베이스(160)는, 상기 사용자 인터페이스(100)가 탑재된 공작 기계의 호기, 모델명, 제작일, 소프트웨어(S/W) 버전 중 적어도 하나를 포함하는 기본 구성 정보와, 척, 치구, 방진구의 부가장치들의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보를 의미하는 부가장치 정보와, 공구의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보를 의미하는 공구 정보와, 공작 기계의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보를 의미하는 기계 정보, 가공 전 파트의 3차원 형상 정보를 의미하는 가공 전 파트 정보, 실시간 시뮬레이션 후의 가공 파트의 3차원 형상 정보를 의미하는 가공 후 파트 정보 중 적어도 하나의 정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an example of the present invention, the database 160 may include basic configuration information including at least one of a CPU, a model name, a production date, and a software (S / W) version of a machine tool on which the user interface 100 is mounted Three-dimensional shape information of the additional devices of the chuck, jig, and dust proof mouth and the additional attribute information indicating the attribute information, tool information indicating the three-dimensional shape information of the tool and the related attribute information, Machining part information that represents the three-dimensional shape information of the part before machining, and part information after machining that represents the three-dimensional shape information of the machining part after the real-time simulation Is stored.

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 사용자 인터페이스(100)는, 상기 데이터베이스(160)에 저장된 가공 전 파트 정보와 가공 후 파트 정보를 비교 분석하여 분석 결과를 화면에 표시하는 분석 도구부(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an example of the present invention, the user interface 100 includes an analysis tool unit 140 for comparing and analyzing pre-processing part information stored in the database 160 and post-processing part information and displaying analysis results on a screen And further comprising:

본 발명에 따른 수치제어시스템의 사용자 인터페이스는 조작을 위한 공작 기계와 공작 기계를 구성하는 부품을 실측 이미지인 3차원 그래픽 형태로 표시하기 때문에 종래와 같이 텍스트 형태로 표시하는 것에 비해 사용자가 직관적으로 조작을 수행할 수 있는 이점이 있다. 이에 따라 초보자라도 쉽게 조작을 위한 부품을 선택할 수 있는 이점이 있다.Since the user interface of the numerical control system according to the present invention displays a machine tool for operation and a part constituting the machine tool in a three-dimensional graphical form as a real image, the user can intuitively operate Can be performed. Accordingly, even a novice user can easily select the parts for the operation.

또한, 3차원 그래픽 형태의 공작 기계 및 부품을 이용하여 실제 공작 기계의 움직임을 실시간으로 시뮬레이션 함으로써 가공 중 발생할 수 있는 문제를 예측하고, 가공 결과를 분석하는 것과 같은 부가 기능의 수행을 가능케 한다.In addition, by simulating real-time motion of a real machine tool by using machine tools and parts of a three-dimensional graphic form, it is possible to perform additional functions such as predicting problems that may occur during machining and analyzing machining results.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이 다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as possible whenever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to help a more thorough understanding of the present invention. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a numerical controller having a graphical user interface according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 수치제어시스템에 대하여 살펴보도록 한다.First, a numerical control system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수치제어시스템은 사용자 인터페이스(HMI)(100), 수치제어커널(NCK)(200) 및 서보장치(300), 기계 툴(400)를 구비한다.1, a numerical control system according to the present invention includes a user interface (HMI) 100, a numerical control kernel (NCK) 200 and a servo device 300, and a machine tool 400. [

사용자 인터페이스(HMI: Human-Machine Interface)(100)는 수치제어커널(200)과의 통신을 통해 공작 기계의 조작 설정을 위한 화면 및 작동 상태를 그래픽 형태로 표시하고, 사용자로부터 조작 명령을 입력받는다. 이와 같이 입력된 조작 명령은 수치제어커널(200)로 제공한다.A user interface (HMI: Human-Machine Interface) 100 displays a screen and an operating state for operating setting of the machine tool in a graphical form through communication with the numerical control kernel 200 and receives an operation command from a user . The input operation command is provided to the numerical control kernel 200.

또한, 사용자 인터페이스(100)는 수치제어커널(200)에서 서보 장치(300)로 출력하는 축 제어 명령과 동일한 명령을 입력받아 축 제어 명령에 따른 공작 기계의 움직임을 실시간으로 시뮬레이션하여 3차원 그래픽 형식으로 표시한다. 이때, 사용자 인터페이스(100)를 통해 표시되는 공작 기계의 3차원 모델은 실제 공작 기계의 실측 모델에 기반하고 있으며, 축의 움직임 또한 축 제어 명령에 따름으로써, 공작 기계의 움직임은 실제 움직임과 1:1 매칭된다. 또한, 피삭재의 가공 형상 또 한 실제 가공중인 피삭재의 형상과 동일하게 표시된다.In addition, the user interface 100 receives the same command as the axis control command output from the numerical control kernel 200 to the servo device 300, simulates the movement of the machine tool according to the axis control command in real time, . At this time, the three-dimensional model of the machine tool displayed through the user interface 100 is based on the actual model of the actual machine tool, and the movement of the axis is also based on the axis control command, Matching. The machining shape of the workpiece is also displayed in the same manner as the shape of the workpiece being actually machined.

또한, 사용자 인터페이스(100)는 사용자로부터 조작 명령 입력에 따라 해당 조작 명령을 수치제어커널(200)로 전달한다. 이와 같은 명령대로 실제 공작 기계의 조작이 가능하도록 한다.In addition, the user interface 100 transmits a corresponding operation command to the numerical control kernel 200 according to an operation command input from the user. In this way, it is possible to operate the actual machine tool.

이때, 사용자는 이러한 사용자 인터페이스(100)의 화면상에 표시되는 3차원 공작 기계 모델을 시각적으로 확인하여 조작을 위한 입력을 할 수 있게 되어 직관적으로 조작을 위한 선택을 할 수 있게 된다.At this time, the user visually confirms the three-dimensional machine tool model displayed on the screen of the user interface 100 and can input for the operation, so that the user can intuitively select for the operation.

그러면, 이러한 사용자 인터페이스(100)의 내부 구성에 대하여 도 2를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the internal structure of the user interface 100 will be described in more detail with reference to FIG.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 사용자 인터페이스(100)는 입력부(102), 3D 공작 기계 모델 뷰어(Viewer)부(110)와 실시간 시뮬레이터(120), 메뉴 수행부 (130), 분석 도구부(140), 메뉴맵 데이터베이스(150), 데이터베이스(160)를 포함한다. 여기서, 3D 공작 기계 모델 뷰어(Viewer)부(110)와 실시간 시뮬레이터(120), 메뉴 수행부(130), 분석 도구(140)는 입력부(102)로부터 사용자 입력신호를 입력받아 입력신호에 따른 동작을 수행하여 수행 상황 또는 수행 결과를 표시하는 구성이다. 또한, 메뉴맵 데이터베이스(150)와 데이터베이스(160)는 저장되는 정보에 따라 별도의 구성으로 분리하여 도시하였지만, 하나의 데이터베이스로 구현할 수 있음은 물론이다.2, a user interface 100 according to the present invention includes an input unit 102, a 3D machine tool model viewer unit 110, a real-time simulator 120, a menu execution unit 130, A menu map database 150, and a database 160. Here, the 3D machine tool model viewer 110, the real-time simulator 120, the menu performing unit 130, and the analysis tool 140 receive a user input signal from the input unit 102, And displays the performance status or performance result. In addition, although the menu map database 150 and the database 160 are separately shown according to the stored information, they may be implemented as a single database.

먼저, 입력부(102)는 사용자에 의해 입력되는 키에 대응하는 입력신호 또는 마우스와 같은 포인팅 디바이스를 통한 입력신호를 메뉴 수행부(130) 또는 분석 도 구부(140) 또는 실시간 시뮬레이터부(120)로 출력한다.First, the input unit 102 inputs an input signal corresponding to a key input by a user or an input signal through a pointing device such as a mouse to the menu execution unit 130, the analysis execution unit 140, or the real time simulator unit 120 Output.

데이터베이스(160)는 3차원 기계 모델, 공구 모델, 부가장치 모델, 가공전/후 파트 모델을 저장한다. 이러한 데이터베이스(160)에 저장되는 정보들은 도 3과 같이 도시할 수 있다.The database 160 stores a three-dimensional mechanical model, a tool model, an additive device model, and a post-machining part model. The information stored in the database 160 can be shown in FIG.

도 3을 참조하면, 데이터베이스(160)는 기본 구성 정보(161), 부가장치 정보(162), 공구 정보(163), 기계 정보(164), 가공 전 파트 정보(165), 가공 후 파트 정보(166)로 구성된다.3, the database 160 includes basic configuration information 161, additional device information 162, tool information 163, machine information 164, pre-machining part information 165, 166).

먼저, 기본 구성 정보(161)는 사용자 인터페이스(100)가 탑재된 공작 기계의 호기, 모델명, 제작일, S/W 버전과 같은 공작 기계의 기본적인 구성에 대한 정보이다. 그리고, 부가장치 정보(162)는 척, 치구, 방진구와 같은 부가장치들의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보이다. 또한, 공구 정보(163)는 공구의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보이다. 또한, 기계 정보(164)는 공작 기계의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보이다. 마지막으로, 가공 전 파트 정보(165)는 가공 전 파트의 3차원 형상 정보이고, 가공 후 파트 정보(166)는 실시간 시뮬레이션 후의 가공 파트의 3차원 형상 정보이다.First, the basic configuration information 161 is information on a basic configuration of a machine tool, such as a machine name, a model name, a production date, and an S / W version of a machine tool on which the user interface 100 is mounted. The additional device information 162 is three-dimensional shape information and related property information of additional devices such as a chuck, a jig, and an anti-vibration device. The tool information 163 is three-dimensional shape information of the tool and related attribute information. The machine information 164 is three-dimensional shape information of the machine tool and related attribute information. Finally, the part information 165 before machining is three-dimensional shape information of the part before machining, and the part information after machining 166 is three-dimensional shape information of the machining part after real-time simulation.

그러면 다시 도 2를 참조하여 설명하면, 3D 공작 기계 모델 뷰어(Viewer)부(110)는 상기 데이터베이스(160)에 저장된 3차원 공작 기계 모델의 그래픽을 화면에 표시한다.Referring again to FIG. 2, the 3D machine tool model viewer unit 110 displays a graphic of the three-dimensional machine tool model stored in the database 160 on the screen.

실시간 시뮬레이터부(120)는 상기 수치제어커널(200)로부터 상기 서보 제어 명령이 입력되면, 상기 서보 제어 명령에 따라 상기 그래픽 형태의 공작 기계에 반 영하는 화면에 표시한다. 이때, 수치제어커널(200)로부터 입력되는 서보 제어 명령은 사용자에 의한 조작명령에 따라 수치제어커널(200)이 서보 장치(300)로 출력하는 축 제어 명령과 동일한 명령이다. When the servo control command is inputted from the numerical control kernel 200, the real-time simulator 120 displays the servo control command on the screen reflecting the graphic form of the machine tool according to the servo control command. At this time, the servo control command input from the numerical control kernel 200 is the same command as the axis control command that the numerical control kernel 200 outputs to the servo apparatus 300 in accordance with an operation command by the user.

즉, 본 발명에서는 실시간 시뮬레이터(120)를 구비함으로써 사용자의 조작명령에 따른 실제 공작 기계의 움직임을 3차원 그래픽으로 화면에 표시해줌으로써 사용자가 공작 기계의 실제 움직임을 보지 않고, 화면을 통해서 현재 상태가 어떤지 확인할 수 있게 된다. 이에 따라 사용자는 편리하게 제어 명령 이행 상태를 확인할 수 있는 이점이 있다.That is, according to the present invention, since the real-time simulator 120 is provided, the movement of the actual machine tool according to the user's operation command is displayed on the screen in a three-dimensional graphic, so that the user does not see the actual movement of the machine tool, You can see how it works. Accordingly, the user can conveniently check the control command execution status.

메뉴맵 데이터베이스(150)는 3차원 공작 기계를 구성하는 3차원 기계 모델, 공구 모델, 부가장치 모델들 각각이 수행할 수 있는 기능을 나타내는 메뉴의 정의를 저장한다.The menu map database 150 stores definitions of menus indicating functions that each of the three-dimensional machine model, the tool model, and the add-on device models constituting the three-dimensional machine tool can perform.

이러한 메뉴맵 데이터베이스(150)에 저장되는 메뉴맵을 나타낸 블록도는 도 4와 같이 도시할 수 있다. 도 4를 참조하면, 메뉴맵은 공작 기계의 구조와 구성 요소들을 정의하는 3차원 공작 기계 구성 모델과 공작 기계를 구성하는 구성 요소들과 연관된 메뉴 정보로 구성된다.A block diagram showing a menu map stored in the menu map database 150 may be shown in FIG. Referring to FIG. 4, the menu map includes a three-dimensional machine tool construction model that defines the structure and components of the machine tool, and menu information associated with the components that constitute the machine tool.

즉, 사용자가 3D 공작 기계 모델 뷰어부(110)를 통해 표시된 기계의 특정 한 부품들을 선택하는 경우, 현재 공작 기계의 작동 모드가 모니터링 모드인지 준비 모드인지 이상상황 모드인지 측정/보정 모드인지에 따라 해당되는 메뉴 항목들을 디스플레이한다. 이때, 해당되는 메뉴들은 도 4와 같이 도시되는 메뉴맵에 정의되어 있다.That is, when the user selects specific parts of the displayed machine through the 3D machine tool model viewer unit 110, it is determined whether the operation mode of the current machine tool is the monitoring mode, the preparation mode, the abnormal situation mode, And displays the corresponding menu items. At this time, the corresponding menus are defined in the menu map shown in FIG.

또한, 참고로 공작 기계의 작동 모드와 각 작동 모드에 해당되는 기능들의 구현 예에 대해 도 5를 참조하여 살펴보도록 한다.For reference, an operation mode of the machine tool and examples of functions corresponding to the respective operation modes will be described with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 공작 기계 모델 기반의 사용자 인터페이스(HMI)에서의 작동 모드와 각 작동 모드에 해당되는 기능들의 구현 예시를 간략히 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an operation mode in a user interface (HMI) based on a 3D machine tool model according to an embodiment of the present invention and an implementation example of functions corresponding to each operation mode.

도 5를 참조하면, 준비 모드(500)에 해당되는 기능으로는 옵셋 설정(501), 공구 준비(502), 파트 프로그램 작성/수정(503), 파트 프로그램 검증(504), 파트 프로그램 선택 및 로드(505), 로컬 좌표 설정(506)의 기능이 포함된다.5, functions corresponding to the preparation mode 500 include an offset setting 501, a tool preparation 502, a part program creation / modification 503, a part program verification 504, (505), and local coordinate setting (506).

준비 모드(500)가 완료되어 가공이 시작되면 공작 기계의 작동 모드는 모니터링 모드(510)가 된다. 이러한 모니터링 모드(510)에 해당되는 기능으로는 가공 상황 모니터링(512), 가공 형상 모니터링(514)의 기능이 포함된다.When the preparation mode 500 is completed and machining is started, the operation mode of the machine tool is the monitoring mode 510. [ The functions corresponding to the monitoring mode 510 include the processing status monitoring 512 and the processing shape monitoring 514.

모니터링 모드(510)에서 이상상황이 발생하게 되면 문제 해결 모드(520)로 모드전환이 이루어진다.When an abnormal situation occurs in the monitoring mode 510, the mode is switched to the troubleshooting mode 520.

이후, 문제 해결 모드(520)에서 가공이 재개되면 측정/보정 모드(530)로 전환되고, 측정/보정 모드(530)에 해당되는 기능으로는 과절삭/미절삭 분석(532), 옵셋 보정(524), 로컬 좌표 보정(536)의 기능이 포함된다. 이후, 측정/보정 모드(530)에서 가공이 종료되면 다시 준비 모드(500)로 진행하게 되는 것이다.Then, when the machining is resumed in the problem solving mode 520, the measurement / correction mode 530 is switched to the measurement / correction mode 530. The functions corresponding to the measurement / correction mode 530 include over / undercut analysis 532, 524, and local coordinate correction 536. Thereafter, when the machining is completed in the measurement / correction mode 530, the process proceeds to the preparation mode 500 again.

다시 도 2를 참조하면, 메뉴 수행부(130)는 사용자의 소정 부품 선택에 따라 메뉴맵 데이터베이스(150)에 저장된 메뉴맵을 이용하여 대응되는 메뉴의 기능을 수행한다.Referring again to FIG. 2, the menu execution unit 130 performs a function of a corresponding menu using the menu map stored in the menu map database 150 according to a user's selection of a predetermined part.

분석 도구부(140)는 데이터베이스(160)에 저장된 가공 전/후의 파트 정보를 비교 분석하여 사용자의 요구에 따라 분석 결과를 표시한다.The analysis tool unit 140 compares and analyzes the part information before and after the processing stored in the database 160 and displays the analysis result according to the user's request.

그러면 이제 상기의 도 2와 같이 구성되는 사용자 인터페이스(100)의 동작에 대하여 살펴보도록 한다.Now, the operation of the user interface 100 configured as shown in FIG. 2 will be described.

3D 공작 기계 모델 뷰어부(110)는 입력부(102)를 통해 입력되는 사용자의 조작 입력에 따라 데이터베이스(160)에 저장되어 있는 공작 기계 정보, 공구 정보, 부가장치 정보, 가공전 파트 정보를 3차원 그래픽 형식으로 표시한다.The 3D machine tool model viewer unit 110 displays machine tool information, tool information, additional device information, and part information before machining stored in the database 160 in accordance with a user's operation input inputted through the input unit 102, Display in graphic format.

사용자가 입력부(102)를 통해 3D 공작 기계 모델 뷰어부(110)에 표시된 공작 기계 구성 부품들 중 하나의 부품을 선택하면, 메뉴 수행부(130)는 현재 공작 기계의 작동 모드와 선택한 구성 부품에 연관된 메뉴들을 메뉴맵 데이터베이스(150)에서 독출하여 화면에 표시한다. 이때, 부품 선택은 마우스와 같은 포인팅 디바이스를 이용하여 선택할 수도 있고, 각 부품마다 번호를 부여하여 번호를 입력하여 선택할 수도 있다. 또한, 여기서 작동 모드로는 모니터링 모드, 준비 모드, 이상상황 모드, 측정/보정 모드가 있을 수 있고, 각각의 작동 모드에 따라 연관된 메뉴들을 상기의 구성에서 설명한 바와 같이 메뉴맵 데이터베이스(150)에 정의된다.When the user selects one of the machine tool component parts displayed on the 3D machine tool model viewer unit 110 through the input unit 102, the menu performing unit 130 displays the current operation mode of the machine tool and the selected component The related menus are read out from the menu map database 150 and displayed on the screen. At this time, selection of a part can be made using a pointing device such as a mouse, or a number can be assigned to each part to input a number. In addition, the operation mode may be a monitoring mode, a preparation mode, an abnormal situation mode, and a measurement / correction mode, and the related menus may be defined in the menu map database 150 as described in the above- do.

예를 들어, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 모델 기반의 사용자 인터페이스(HMI)의 화면을 통해 사용자가 가공을 위한 조작 입력에 따라 표시되는 과정을 설명하도록 한다.For example, referring to FIG. 6, a description will be made of a process in which a user is displayed according to an operation input for machining through a screen of a three-dimensional model-based user interface (HMI) according to the present invention.

먼저, (a)화면에서 사용자가 사용자 인터페이스(HMI) 상의 터렛(turret)을 선택하게 되면 (b)와 같이 선택한 터렛(turret)을 줌-인(zoom-in)하여 사용자 인터 페이스(HMI) 화면에 표시한다. 이후, 사용자가 터렛이 줌-인(zoom-in)된 화면에서 특정한 부분을 선택하게 되면, 메뉴 수행부(130)는 메뉴맵으로부터 사용자가 선택한 부분에 대응되는 메뉴 항목들을 화면에 표시한다. 이때 화면은 (c)와 같이 도시될 수 있고, 메뉴 항목을 화면의 일부 영역에 표시될 수 있는데 본 발명의 실시 예인 (c)에서는 좌측 하단에 메뉴 항목(600)이 표시됨을 보이고 있다.First, when the user selects a turret on the user interface (HMI) on the screen (a), the turret selected in (b) is zoom- . Thereafter, when the user selects a specific portion of the zoom-in screen of the turret, the menu performing unit 130 displays menu items corresponding to the portion selected by the user on the menu map. At this time, the screen may be displayed as shown in (c), and the menu item may be displayed in a part of the screen. In (c) of the embodiment of the present invention, the menu item 600 is displayed at the lower left.

이후, 사용자가 표시된 메뉴 항목들 중에서 원하는 기능을 나타내는 메뉴 항목을 선택하면, 메뉴 수행부(130)는 사용자가 선택한 메뉴에 따른 입력 화면을 팝업시켜 (d)와 같이 화면 일부에 표시한다. 이와 같이 화면에 입력 화면을 표시함으로써, 선택한 메뉴의 기능을 수행한다. 즉, 여기서 기능 수행이란 선택한 메뉴의 기능에 해당되는 입력 화면을 표시하는 것이다.Then, when the user selects a menu item indicating a desired function from the displayed menu items, the menu performing unit 130 pops up the input screen according to the menu selected by the user and displays it on a part of the screen as shown in (d). By displaying the input screen on the screen, the function of the selected menu is performed. That is, the function execution is to display the input screen corresponding to the function of the selected menu.

상기와 같이 가공을 위한 조작 설정이 완료되면, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자 인터페이스(100)는 수치제어커널(200)로 조작 명령을 전달한다. 이때, 수치제어커널(200)은 서보 장치(300)와 사용자 인터페이스(100)로 축 제어 명령을 전송한다.When the operation setting for machining is completed as described above, the user interface 100 transmits an operation command to the numerical control kernel 200 as shown in FIG. At this time, the numerical control kernel 200 transmits an axis control command to the servo device 300 and the user interface 100.

즉, 공작 기계가 가공을 수행 중인 경우, 수치제어커널(200)은 서보 장치(300)와 사용자 인터페이스(100)의 실시간 시뮬레이터부(120)로 동시에 축 위치 명령을 전송하는 것이다.That is, when the machine tool is performing machining, the numerical control kernel 200 transmits axis position commands to the servo device 300 and the real-time simulator 120 of the user interface 100 at the same time.

그러면, 실시간 시뮬레이터부(120)는 데이터베이스(160)에 저장된 공작 기계의 실측 3차원 모델과 전송받은 축 위치 명령을 이용하여 실제 공작 기계의 움직임을 가상으로 묘사하여 화면에 표시한다. 이때, 실제 공작 기계에서의 피삭재의 가 공 동작 및 피삭재의 상태가 동일하게 화면에 표시되며, 이렇게 가공된 최종 피삭재의 이미지는 데이터베이스(160)에 저장된다.Then, the real-time simulator 120 virtually describes the motion of the actual machine tool using the actual three-dimensional model of the machine tool stored in the database 160 and the received axis position command, and displays the virtual machine on the screen. At this time, the operation of the workpiece in the actual machine tool and the state of the workpiece are displayed on the same screen, and the image of the final workpiece thus processed is stored in the database 160.

상기와 같이 가공이 종료된 후, 분석 도구부(140)는 데이터베이스(160)에 저장된 가공 전 파트 정보와 가공 후 파트 정보, 사용된 공구 정보를 종합하여 가공의 오차를 분석한다.After finishing the machining process as described above, the analysis tool unit 140 analyzes the machining error by integrating the pre-machining part information stored in the database 160, the machining part information, and the used tool information.

이후, 분석 결과를 기반으로 수치제어기내에 존재하는 공구의 옵셋 정보, 피삭재의 셋업 정보, 로컬 좌표계의 정보를 보정하거나, 가공 결과를 화면에 표시함으로써 사용자에게 가공 결과를 알려줄 수 있다. 이러한 분석 과정을 가공 종료 후 자동으로 수행되도록 설정할 수도 있고, 사용자에 의해 분석 수행 선택을 받아 수행되도록 설정할 수도 있다.Then, based on the analysis result, it is possible to inform the user of the machining result by correcting the offset information of the tool present in the numerical controller, the setup information of the workpiece, and the information of the local coordinate system or displaying the machining result on the screen. The analysis process may be set to be performed automatically after completion of the process, or may be set to be performed by the user to perform the analysis execution selection.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been described above, it should be understood that the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, but various modifications and variations may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 수치제어 가공시스템의 구성도,1 is a configuration diagram of a numerical control processing system according to the present invention;

도 2는 도 1의 사용자 인터페이스의 내부 구성도,FIG. 2 is an internal configuration diagram of the user interface of FIG. 1;

도 3은 도 2의 사용자 인터페이스에 구비되는 데이터베이스의 내부 구성도,3 is an internal configuration diagram of a database provided in the user interface of FIG.

도 4는 도 2의 메뉴맵의 구성도,4 is a configuration diagram of the menu map of Fig. 2,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 인터페이스의 메뉴 구성 예를 개략적으로 보인 도면, 5 is a diagram schematically illustrating an example of a menu configuration of a user interface according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 인터페이스를 이용하여 공작 기계의 조작을 입력하는 동작을 설명하기 위한 사용자 인터페이스의 화면 예시도.6 is a view illustrating a screen of a user interface for explaining an operation of inputting operation of a machine tool using a user interface according to an embodiment of the present invention;

Claims (5)

수치제어시스템에 있어서,In the numerical control system, 공작 기계와 상기 공작 기계를 구성하는 부품들을 그래픽 형태로 저장하고, 상기 공작 기계의 각 부품이 수행할 수 있는 기능을 나타내는 메뉴들을 저장하고, 공작 기계의 조작 요구 시 상기 공작 기계와 부품들을 그래픽 형태로 화면에 표시하고, 사용자로부터 소정 부품 및 그와 관련된 메뉴 선택에 따라 선택된 메뉴의 기능을 수행하도록 하고, 사용자로부터 조작 명령을 입력받는 사용자 인터페이스(100)와,A method of operating a machine tool, the method comprising: storing a machine tool and parts constituting the machine tool in a graphic form, storing menus representing functions that each part of the machine tool can perform, A user interface 100 for allowing a user to perform a function of a menu selected according to a predetermined part and a menu selection associated therewith and receiving an operation command from a user, 사용자 인터페이스(100)를 통해 조작 명령이 입력되면 입력된 조작 명령을 이용하여 서보 제어 명령을 생성하는 수치제어커널(200)과,A numerical control kernel 200 for generating a servo control command using an input operation command when an operation command is inputted through the user interface 100, 상기 수치제어커널(200)로부터 상기 서보 제어 명령이 입력되면, 상기 서보 제어 명령에 따라 공작 기계를 구동시키는 서보 장치(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템.And a servo device (300) for driving the machine tool according to the servo control command when the servo control command is inputted from the numerical control kernel (200). 제 1항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스(100)는,The apparatus of claim 1, wherein the user interface (100) 공작 기계의 각각 부품에 관련된 메뉴들을 작동 모드별로 저장하는 메뉴맵 데이터베이스(150)와,A menu map database 150 for storing menus related to the respective parts of the machine tool for each operation mode, 공작 기계와 상기 공작 기계를 구성하는 부품들 각각에 대한 3차원 실측 정보를 저장하는 데이터베이스(160)와,A database (160) for storing three-dimensional measurement information on the machine tool and each of the components constituting the machine tool, 키 입력 또는 포인팅 장치 입력에 따른 입력신호를 생성하는 입력부(102)와,An input unit 102 for generating an input signal according to a key input or a pointing device input, 상기 수치제어시스템의 기동과 함께 상기 데이터베이스(160)로부터 상기 그래픽 형태의 공작 기계를 독출하여 화면에 표시하고, 상기 입력부(102)를 통해 공작 기계의 소정 구성 부품 선택 입력신호가 인가되면 상기 데이터베이스(160)로부터 상기 선택된 구성 부품을 그래픽 형태로 화면에 표시하는 공작 기계 모델 뷰어부(110)와,The graphical machine tool is read out from the database 160 and displayed on the screen together with the activation of the numerical control system. When a predetermined component selection input signal of the machine tool is applied through the input unit 102, A machine tool model viewer unit 110 for displaying the selected component parts on a screen in a graphic form, 상기 선택된 구성 부품과 연관된 메뉴 항목들 중 현재 작동상태에 대응되는 메뉴 항목들을 상기 메뉴맵 데이터베이스(150)를 통해 독출하여 상기 구성 부품이 표시된 화면 일부에 표시한 후 사용자에 의해 소정 메뉴 항목이 선택되면 상기 선택된 메뉴에 따른 파트 프로그램 입력창을 화면 일부에 표시하는 메뉴 수행부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템.The menu items corresponding to the current operating state among the menu items associated with the selected component are read out through the menu map database 150 and displayed on a part of the screen displayed with the component parts, and a predetermined menu item is selected by the user And a menu execution unit (130) for displaying a part program input window according to the selected menu on a part of the screen. 제 2항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스(100)는,3. The apparatus of claim 2, wherein the user interface (100) 상기 수치제어커널(200)로부터 상기 서보 제어 명령이 입력되면, 상기 서보 제어 명령에 따라 공작 기계의 움직임을 그래픽 형태로 화면에 표시하는 실시간 시뮬레이터부(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템.And a real-time simulator (120) for displaying the motion of the machine tool in a graphic form on the screen according to the servo control command when the servo control command is inputted from the numerical control kernel (200) Of the numerical control system. 제 3항에 있어서, 상기 데이터베이스(160)는,4. The method of claim 3, wherein the database (160) 상기 사용자 인터페이스(100)가 탑재된 공작 기계의 호기, 모델명, 제작일, 소프트웨어(S/W) 버전 중 적어도 하나를 포함하는 기본 구성 정보와, 척, 치구, 방진구의 부가장치들의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보를 의미하는 부가장치 정보와, 공구의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보를 의미하는 공구 정보와, 공작 기계의 3차원 형상 정보와 관련 속성 정보를 의미하는 기계 정보, 가공 전 파트의 3차원 형상 정보를 의미하는 가공 전 파트 정보, 실시간 시뮬레이션 후의 가공 파트의 3차원 형상 정보를 의미하는 가공 후 파트 정보 중 적어도 하나의 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템.The basic configuration information including at least one of a machine name, a model name, a production date, and a software (S / W) version of a machine tool on which the user interface 100 is mounted, and a three- Tool information indicating information and related attribute information, tool information indicating three-dimensional shape information of tool and related attribute information, machine information indicating three-dimensional shape information of the machine tool and related attribute information, Processing part information indicating the three-dimensional shape information of the machining part after the simulation, and post-processing part information indicating the three-dimensional shape information of the machining part after the simulation in real time. Control system. 제 4항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스(100)는,5. The method of claim 4, wherein the user interface (100) 상기 데이터베이스(160)에 저장된 가공 전 파트 정보와 가공 후 파트 정보를 비교 분석하여 분석 결과를 화면에 표시하는 분석 도구부(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 갖는 수치제어시스템.And an analysis tool unit (140) for comparing and analyzing the pre-machined part information stored in the database (160) and the processed part information and displaying the analysis result on the screen. system.
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