KR101563722B1 - Ar based i/o device for machine center - Google Patents

Ar based i/o device for machine center Download PDF

Info

Publication number
KR101563722B1
KR101563722B1 KR1020140071278A KR20140071278A KR101563722B1 KR 101563722 B1 KR101563722 B1 KR 101563722B1 KR 1020140071278 A KR1020140071278 A KR 1020140071278A KR 20140071278 A KR20140071278 A KR 20140071278A KR 101563722 B1 KR101563722 B1 KR 101563722B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
image data
tool
data
dimensional image
Prior art date
Application number
KR1020140071278A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박민수
정연찬
김헌
Original Assignee
서울과학기술대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울과학기술대학교 산학협력단 filed Critical 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority to KR1020140071278A priority Critical patent/KR101563722B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101563722B1 publication Critical patent/KR101563722B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

Disclosed is an apparatus for inputting/outputting geometry information of a machine tool comprising a machine center, an input member, and an augmented reality member. The machine center comprises: a plurality of jigs fixing a manufactured part; a tool to process the manufactured part; a tool movement part connected to the tool to change the tool′s position; a three-dimensional scanner arranged on the manufactured part to generate three-dimensional data; and an information processing device receiving the three-dimensional data from the three-dimensional scanner and controlling the tool movement part. The input part applies design data on the manufactured part to the information processing device. The augmented reality member displays real time three-dimensional image data corresponding to the three-dimensional image data depending on its position. Therefore, the machine tool′s precision can be improved, and the number of faults can be reduced.

Description

공작기계 형상정보 입출력장치{AR BASED I/O DEVICE FOR MACHINE CENTER}Technical Field [0001] The present invention relates to a machine tool shape information input /

본 발명은 공작기계 형상정보 입출력장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정확도가 향상되고 불량이 감소되는 공작기계 형상정보 입출력장치에 관한 것이다.The present invention relates to a machine tool shape information input / output apparatus, and more particularly, to a machine tool shape information input / output apparatus having improved accuracy and reduced defects.

금속 등 단단한 물체를 원형, 평면, 다각형 등 다양한 형상으로 가공하기 위하여 공작기계들이 개발되어 왔다. 최근에는 기계기술 및 제어기술의 발달로 복잡한 입체형상을 갖는 제품을 가공하기 위한 공작기계들이 연구되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Machine tools have been developed for machining solid objects such as metal into various shapes such as a circle, a plane, and a polygon. In recent years, machine tools for processing products having complicated three-dimensional shapes due to development of machine technology and control technology are being studied.

그러나 복잡한 입체형상의 경우, 공작물이 정위치에 고정되지 않거나, 툴(Tool)의 마모정도에 따른 오류발생, 공작물의 최종형상이 복잡한 경우 툴의 이동 중 공작물과 충돌하는 현상 등 다양한 문제점들이 발생한다. 특히 공작물을 고정하는 지그의 위치를 사전에 적절히 설정하지 않는 경우, 지그가 위치한 부위에 툴이 충돌하여 공작을 처음부터 다시 하게 될 수 있다.However, in the case of complicated three-dimensional shapes, various problems arise such that the workpiece is not fixed in position, an error occurs depending on the degree of abrasion of the tool, and a collision with the workpiece occurs while the tool is moving when the final shape of the workpiece is complicated. In particular, if the position of the jig for fixing the workpiece is not properly set in advance, the tool may collide with the portion where the jig is located, so that the workpiece can be restarted from the beginning.

또한 작업을 시작하기 전에 공작물 좌표계와 기계 좌표계를 정렬하기 위하여 공작물을 셋팅하는 시간이 오래걸려서 작업시간이 증가한다.Also, it takes a long time to set the workpiece to align the workpiece coordinate system and the machine coordinate system before starting work, which increases the work time.

더욱이 공작작업 도중에 외부에서 공작물을 건드리는 경우, 얼라인이 어긋나기 때문에 작업완료시까지는 공작작업이 제대로 수행되었는지 검사하기가 어렵다. 결국, 완성된 공작물이 디자인된 형상과 일치하지 않는 경우, 이러한 사실을 상대적으로 긴 시간이 걸리는 공작물 가공이 완료된 후에서야 확인할 수 있기 때문에 작업효율이 저하된다.Furthermore, when touching a workpiece from outside in the course of work, it is difficult to check whether the work has been performed properly until the work is completed because the alignment is out of alignment. As a result, if the completed workpiece does not match the designed shape, this fact can be confirmed only after completion of the machining of the workpiece, which takes a relatively long time, so that the working efficiency is lowered.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 정확도가 향상되고 불량이 감소되는 공작기계 형상정보 입출력장치를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a machine tool shape information input / output apparatus having improved accuracy and reduced defects.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 공작기계 형상정보 입출력장치는 공작센터, 입력부재 및 증강현실부재를 포함한다. 상기 공작센터는 공작물을 고정하는 복수개의 지그들과, 상기 공작물을 가공하는 툴(Tool)과, 상기 툴과 연결되어 상기 툴의 위치를 변경시키는 툴 이동부와, 상기 공작물 상에 배치되어 상기 공작물의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 3차원 스캐너와, 상기 3차원 스캐너로부터 상기 3차원 이미지 데이터를 인가받고 상기 툴 이동부를 제어하는 정보처리장치를 포함한다. 상기 입력부재는 상기 정보처리장치로 공작물디자인 데이터를 인가한다. 상기 증강현실부재는 위치에 따라 상기 3차원 이미지 데이터에 대응되는 실시간 3차원 이미지 데이터가 표시된다.In order to achieve the above object, the machine tool shape information input / output apparatus includes a work center, an input member, and an augmented reality member. The tool center includes a plurality of jigs for fixing a workpiece, a tool for machining the workpiece, a tool moving unit connected to the tool to change a position of the tool, Dimensional image data from the three-dimensional scanner, and an information processing apparatus for receiving the three-dimensional image data from the three-dimensional scanner and controlling the tool moving unit. The input member applies workpiece design data to the information processing apparatus. The augmented reality member displays real-time three-dimensional image data corresponding to the three-dimensional image data according to its position.

일 실시예에서, 상기 정보처리장치는 상기 공작물의 3차원 이미지 데이터와 상기 공작물디자인 데이터를 비교하여, 상기 공작물의 좌표계를 상기 공작센터의 기계 좌표계와 정렬할 수 있다.In one embodiment, the information processing apparatus can compare the three-dimensional image data of the workpiece with the workpiece design data, and align the coordinate system of the workpiece with the machine coordinate system of the work center.

일 실시예에서, 상기 지그들은 상기 공작물디자인 데이터에 따라 상기 공작물의 셋업을 새로 하고, 상기 정보처리장치는 상기 지그들의 위치가 변경될 때마다 상기 공작물의 좌표계를 상기 공작센터의 기계 좌표계와 다시 정렬할할 수 있다.In one embodiment, the information processing apparatus re-arranges the workpiece according to the workpiece design data, and the information processing apparatus rearranges the coordinate system of the workpiece with the machine coordinate system of the work center each time the positions of the workpieces are changed I can do it.

일 실시예에서, 상기 증강현실부재는 상기 공작물을 가공하여 생성된 작업물의 3차원 이미지 데이터가 상기 공작물디자인 데이터와 오차범위 내에 들어오는 부분과 오차범위를 벗어나는 부분을 서로 다른 컬러로 표시할 수 있다.In one embodiment, the augmented reality member may display portions of the three-dimensional image data of the workpiece generated by machining the workpiece within the error range and the portions of the workpiece design data that deviate from the error range in different colors.

일 실시예에서, 상기 정보처리장치는 상기 공작물을 가공하여 생성된 작업물의 3차원 이미지 데이터가 상기 공작물디자인 데이터와 오차범위를 벗어나는 부분에 대응되는 오류 이미지 데이터를 생성하고, 상기 오류 이미지 데이터를 보정 데이터로 설정할 수 있다.In one embodiment, the information processing apparatus generates error image data corresponding to a portion where the three-dimensional image data of the workpiece generated by machining the workpiece deviates from the error range with the workpiece design data, and corrects the error image data Data can be set.

일 실시예에서, 상기 공작센터는 상기 보정 데이터에 따라 상기 작업물의 일부를 다시 가공할 수 있다.In one embodiment, the craft center may process a portion of the workpiece again in accordance with the correction data.

일 실시예에서, 상기 입력부재는 상기 공작물디자인을 입력하는 디자인 입력부, 상기 공작물을 가공하여 생성된 작업물의 3차원 이미지 데이터가 상기 공작물디자인 데이터와 오차범위를 벗어나는 부분에 대응되는 오류 이미지에 대응되는 보정데이터를 입력하는 보정데이터 입력부, 및 상기 3차원 이미지 데이터 및 상기 보정데이터가 저장되는 메모리를 포함할 수 있다.In one embodiment, the input member includes a design input unit for inputting the workpiece design, a design input unit for inputting the three-dimensional image data of the workpiece generated by machining the workpiece to an error image corresponding to a portion of the workpiece design data, A correction data input unit for inputting correction data, and a memory in which the three-dimensional image data and the correction data are stored.

일 실시예에서, 상기 증강현실부재의 위치에 대응되는 위치 데이터 생성하는 위치감지부를 더 포함하고, 상기 정보처리장치는 상기 위치 데이터 및 상기 3차원 이미지 데이터를 이용하여 실시간 3차원 이미지 데이터를 생성할 수 있다.In one embodiment, the information processing apparatus further includes a position sensing unit for generating position data corresponding to the position of the augmented reality member, and the information processing apparatus generates real time three-dimensional image data using the position data and the three-dimensional image data .

상기와 같은 본 발명에 따르면, 공작센터가 3차원 스캐너를 포함하여, 실시간으로 공작물의 이미지 데이터를 생성한다. 정보처리장치는 상기 이미지 데이터를 공작물디자인과 실시간으로 비교하여 작업물의 오류부분을 확인할 수 있다. 작업물의 오류부분에 대응되는 오류이미지를 이용하여 보정데이터가 생성되고, 보정데이터에 따라 오류부분을 제거하여 보정된 작업물을 생성한다.According to the present invention, the work center includes a three-dimensional scanner to generate image data of a work in real time. The information processing apparatus can compare the image data with the workpiece design in real time to identify an error portion of the workpiece. Correction data is generated by using an error image corresponding to an error portion of the workpiece, and an error portion is removed according to the correction data to generate a corrected workpiece.

또한, 증강현실부재를 이용하여 작업도중 작업물의 실시간 3차원 이미지를 이용하여 작업의 진행정도를 용이하게 확인할 수 있다. 더욱이, 실시간 3차원 이미지와 기설정된 공작물디자인을 비교하여 오류부분을 실시간으로 확인할 수 있다.In addition, by using the augmented reality member, it is possible to easily confirm the progress of the work using the real time three-dimensional image of the work during the work. Furthermore, by comparing the real-time three-dimensional image with the preset workpiece design, the error part can be confirmed in real time.

더욱이, 증강현실부재는 공작센터로부터 이격되어 배치될 수 있으므로, 작업 도중 공작센터에서 안전사고가 발생하더라도 작업자의 안전이 보장된다.Furthermore, since the augmented reality member can be disposed apart from the work center, safety of the worker is assured even if a safety accident occurs in the work center during the work.

또한, 증강현실부재는 작업자에게 작업 가이드를 해 줄 수 있는 정보들,즉, 작업 공정 설계에 대한 정보를 미리 설정하여, 작업자가 처음 공작물을 놓는 위치로 어디가 좋은지, 지그는 어디에 위치시켜야 하는지, 다음 순서의 작업은 입력부재의 어느 버튼을 누르고 어떠한 순서대로 조작해야 하는지 등에 대한 정보를 작업자의 시선 트래킹을 통해 증강현실로 쉽게 가이드해줄 수 있다.In addition, the augmented reality member sets the information that can give a work guide to the worker, that is, the information about the work process design, and determines the position where the worker places the work piece first, where the work piece should be positioned, The operation of the order can easily guide the augmented reality through the operator's eye tracking information on which button of the input member is pressed and in what order to operate.

더욱이, 증강현실부재는 3차원 스캐너 및 위치감지부를 이용하여 3차원 스캐닝 및 포지션 트래킹이 가능하다. 즉, 증강현실부재는 작업자의 위치에 무관하게 현실 속 공작물과 3차원 이미지 상의 가상의 공작물 정보를 정확하게 동기화하여 제공하여, 공작기계 작업자의 교육/훈련, 셋업, 가공, 측정 및 검사 등 모든 작업을 하나의 통합된 증강현실기반 인터페이스로 지원할 수 있다.Further, the augmented reality member can perform three-dimensional scanning and position tracking using a three-dimensional scanner and a position sensing unit. That is, the augmented reality member accurately synchronizes the virtual workpiece information on the real workpiece and the virtual workpiece information on the three-dimensional image regardless of the position of the worker and provides all the tasks such as training / setup, And can be supported by one integrated augmented reality-based interface.

또한 공작물이 정위치에 셋팅되지 않더라도, 3차원 스캐너의 이미지 데이터를 이용하여 공작물의 변경된 위치를 용이하게 확인할 수 있다. 따라서 공작물디자인의 형상이 복잡하여 지그들을 한꺼번에 고정할 수 없는 경우에도, 툴의 위치를 용이하게 다시 셋팅할 수 있다.Even if the workpiece is not set in the correct position, the changed position of the workpiece can be easily confirmed using the image data of the three-dimensional scanner. Therefore, even if the shape of the workpiece design is complicated and the jigs can not be fixed at once, the position of the tool can be easily reset.

따라서 공작기계의 정확도가 향상되고 불량이 감소된다.Thus, the accuracy of the machine tool is improved and the defects are reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계 형상정보 입출력장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공작센터의 일부를 나타내는 이미지이다.
도 3은 도 1에 도시된 3차원 스캐너를 나타내는 이미지이다.
도 4는 도 1에 도시된 위치감지부를 나타내는 이미지이다.
도 5는 도 1에 도시된 공작기계 형상정보 입출력장치의 공작물디자인을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 공작기계 형상정보 입출력장치를 이용하여 생성된 미보정 작업물을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 증강현실부재에 도시된 실제 작업물 이미지를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 공작기계 형상정보 입출력장치를 이용하여 생성된 보정된 작업물을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 지그들에 의해 고정된 공작물을 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 공작물로부터 일부가 가공된 작업물을 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 작업물을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 10에 도시된 작업물의 나머지를 가공한 작업물을 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 작업물을 나타내는 사시도이다.1 is a block diagram showing a machine tool shape information input / output apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an image showing a part of the work center shown in Fig.
3 is an image showing the three-dimensional scanner shown in Fig.
4 is an image showing the position sensing unit shown in FIG.
5 is a perspective view showing a workpiece design of the machine tool shape information input / output apparatus shown in FIG.
6 is a perspective view showing an uncorrected work created using the machine tool shape information input / output apparatus shown in FIG.
7 is a perspective view showing an actual workpiece image shown in the augmented reality member shown in Fig.
8 is a perspective view showing a corrected workpiece generated by using the machine tool shape information input / output apparatus shown in FIG.
Fig. 9 is a plan view showing a workpiece fixed by the jigs shown in Fig. 1. Fig.
Fig. 10 is a plan view showing a workpiece partially machined from the workpiece shown in Fig. 9; Fig.
11 is a perspective view showing the work shown in Fig.
Fig. 12 is a plan view showing a workpiece obtained by machining the remainder of the workpiece shown in Fig. 10; Fig.
13 is a perspective view showing the work shown in Fig.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계 형상정보 입출력장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a machine tool shape information input / output apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 공작기계 형상정보 입출력장치는 공작센터(100), 증강현실부재(200), 위치감지부(210) 및 입력부재(300)를 포함한다.1, the machine tool shape information input / output apparatus includes a work center 100, an augmented reality member 200, a position sensing unit 210, and an input member 300.

공작센터(100)는 다양한 형상을 갖는 공작물디자인에 따라 공작물(10)을 가공하고, 가공중인 작업물을 실시간으로 보정한다. 본 실시예에서, 공작물(10)은 금속, 세라믹, 유리, 목재, 플라스틱 등의 단단한 재질을 포함한다.The machine tool center 100 processes the workpiece 10 according to a workpiece design having various shapes and corrects the workpiece being machined in real time. In the present embodiment, the workpiece 10 comprises a rigid material such as metal, ceramic, glass, wood, plastic, or the like.

공작센터(100)는 스테이지(110), 툴(Tool, 120), 툴 구동부(122), 툴 이동부(124), 3차원 스캐너(130) 및 정보처리장치(140)를 포함한다.The tool center 100 includes a stage 110, a tool 120, a tool driving unit 122, a tool moving unit 124, a three-dimensional scanner 130 and an information processing apparatus 140.

도 2는 도 1에 도시된 공작센터의 일부를 나타내는 이미지이다.2 is an image showing a part of the work center shown in Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 스테이지(110) 상에 공작물(10)이 배치된다. 스테이지(110)는 지그(Jig, 112)를 포함한다. 본 실시예에서, 스테이지(110)는 복수개의 지그들(112)을 포함하고, 지그들(112)은 공작물디자인에 따라 적절한 위치에서 공작물(10)을 고정한다. 예를 들어, 공작물디자인의 중앙부가 오목한 경우, 지그(112)는 공작물(10)의 중앙부를 제외한 위치에서 고정된다. 즉, 지그(112)가 공작물(10)의 중앙부를 고정하면, 작업시 툴(120)이 지그(112)에 걸려서 오목한 중앙부를 형성하는 것이 어려울 수 있다. 그러나 본 발명에서는 공작물디자인에 따라 지그들(112)을 다양하게 배열하여 작업에 방해가 되지 않는 위치에서 공작물(10)이 고정된다.Referring to Figures 1 and 2, a workpiece 10 is disposed on a stage 110. The stage 110 includes a jig 112. In this embodiment, the stage 110 includes a plurality of jigs 112, and the jigs 112 secure the workpiece 10 at an appropriate position in accordance with the workpiece design. For example, when the central portion of the workpiece design is concave, the jig 112 is fixed at a position other than the central portion of the workpiece 10. [ That is, when the jig 112 fixes the central portion of the workpiece 10, it may be difficult for the tool 120 to engage with the jig 112 during work to form a concave central portion. However, in the present invention, the jigs 112 are arranged in various ways according to the workpiece design, and the workpiece 10 is fixed at a position that does not disturb the work.

다른 실시예에서, 지그(112)는 정전척, 진공척 등을 포함하고, 스테이지(110)의 상면에 배치되어 공작물(10)의 하면을 밀착고정할 수도 있다.In another embodiment, the jig 112 includes an electrostatic chuck, a vacuum chuck, and the like, and may be disposed on the upper surface of the stage 110 to closely fix the lower surface of the work 10. [

본 실시예에서, 스테이지(110)는 공작센터(100)의 하면 상에 고정된다. 다른 실시예에서, 스테이지(110)는 X축 이동부(도시되지 않음) 및 Z축 이동부(도시되지 않음)를 포함하여 평면상에서 자유로이 이동될 수 있다. 예를 들어, 스테이지(110)는 정보처리장치(140)의 이동신호에 의해 이동될 수 있다.In this embodiment, the stage 110 is fixed on the lower surface of the machine center 100. [ In another embodiment, the stage 110 may be freely moved in a plane including an X-axis moving section (not shown) and a Z-axis moving section (not shown). For example, the stage 110 can be moved by the movement signal of the information processing apparatus 140. [

툴(120)은 스테이지(110) 상에 배치되어 공작물(10)을 가공한다. 본 실시예에서, 툴(120)은 원기둥 형상의 회전몸체 및 상기 회전몸체의 하부에 배치된 반구형 절삭부를 포함한다. 툴(120)이 축방향으로 회전하면서 공작물(10) 쪽으로 이동하면, 반구형 절삭부가 공작물(10)의 외면에 접촉한다. 본 실시예에서, 툴(120)의 축방향은 Y축 방향이다. 따라서, 공작물(10)의 외면은 반구형 절삭부에 의해 절삭된다.The tool 120 is disposed on the stage 110 to machine the workpiece 10. In this embodiment, the tool 120 includes a cylindrical rotating body and a hemispherical cutting portion disposed at a lower portion of the rotating body. When the tool 120 rotates in the axial direction and moves toward the workpiece 10, the hemispherical cutting portion comes into contact with the outer surface of the workpiece 10. In this embodiment, the axial direction of the tool 120 is the Y-axis direction. Thus, the outer surface of the workpiece 10 is cut by the hemispherical cutting portion.

툴 구동부(122)는 툴(120)과 연결되어 툴(120)을 축방향으로 회전시킨다. 본 실시예에서, 툴 구동부(122)는 정보처리장치(140)의 툴 구동신호에 따라 툴(120)을 회전시킨다. 예를 들어, 툴 구동부(122)는 툴(120)을 수백 내지 수천 RPM으로 회전시킬 수 있다.The tool driving unit 122 is connected to the tool 120 to rotate the tool 120 in the axial direction. In this embodiment, the tool driving unit 122 rotates the tool 120 in accordance with the tool driving signal of the information processing apparatus 140. For example, the tool drive 122 may rotate the tool 120 from hundreds to thousands of RPM.

툴 이동부(124)는 툴 구동부(122)와 연결되어 툴(120)을 축방향(Y축 방향)으로 이동시킨다. 본 실시예에서, 툴 이동부(124)는 정보처리장치(140)의 툴 이동신호에 따라 툴(120)을 Y축방향 뿐만 아니라 X축방향 및 Z축방향으로도 이동시킬 수 있다.The tool moving unit 124 is connected to the tool driving unit 122 to move the tool 120 in the axial direction (Y axis direction). In this embodiment, the tool moving unit 124 can move the tool 120 not only in the Y-axis direction but also in the X-axis direction and the Z-axis direction according to the tool movement signal of the information processing apparatus 140. [

도 3은 도 1에 도시된 3차원 스캐너를 나타내는 이미지이다.3 is an image showing the three-dimensional scanner shown in Fig.

도 1 및 도 3을 참조하면, 3차원 스캐너(130)는 공작물(10) 상에 배치되어 공작물(10)의 3차원 이미지 데이터를 생성한다.Referring to FIGS. 1 and 3, a three-dimensional scanner 130 is disposed on the workpiece 10 to generate three-dimensional image data of the workpiece 10.

본 실시예에서, 3차원 스캐너(130)는 이격되어 배치된 복수개의 카메라들을 포함한다. 상기 카메라들은 공작물(10)의 영상신호를 생성하여 정보처리장치(140)로 전송한다. 정보처리장치(140)는 카메라들로부터 전송받은 영상신호를 비교하여 공작물(10)의 3차원 이미지를 생성한다.In this embodiment, the three-dimensional scanner 130 includes a plurality of cameras spaced apart. The cameras generate video signals of the workpiece 10 and transmit them to the information processing apparatus 140. The information processing apparatus 140 generates a three-dimensional image of the workpiece 10 by comparing image signals transmitted from the cameras.

다른 실시예에서, 공작센터(100)는 공작물(10) 주위에 배치된 복수개의 3차원 스캐너들(130)을 포함할 수도 있다.In another embodiment, the craft center 100 may include a plurality of three-dimensional scanners 130 disposed around the workpiece 10. [

정보처리장치(140)는 툴 구동부(122), 툴 이동부(124), 3차원 스캐너(130), 증강현실부재(200), 위치감지부(210) 및 입력부재(300)에 전기적으로 연결된다.The information processing apparatus 140 is electrically connected to the tool driving unit 122, the tool moving unit 124, the three-dimensional scanner 130, the augmented reality member 200, the position sensing unit 210, do.

정보처리장치(140)는 입력부재(300)로부터 공작물디자인 데이터 및 보정 데이터를 인가받아 툴 구동부(122) 및 툴 이동부(124)에 툴 구동신호 및 툴 이동신호를 각각 인가한다. 또한 정보처리장치(140)는 3차원 스캐너(130) 및 위치감지부(210)로부터 3차원 이미지 데이터 및 위치 데이터를 각각 인가받아 증강현실부재(200)로 실시간 3차원 이미지 데이터를 전송한다.The information processing apparatus 140 receives the workpiece design data and the correction data from the input member 300 and applies a tool driving signal and a tool moving signal to the tool driving unit 122 and the tool moving unit 124, respectively. The information processing apparatus 140 receives the three-dimensional image data and the position data from the three-dimensional scanner 130 and the position sensing unit 210 and transmits the real-time three-dimensional image data to the augmented reality member 200.

본 실시예에서, 상기 실시간 3차원 이미지 데이터는 공작물디자인 데이터와 실제 작업물 이미지 데이터 사이의 차이를 나타내는 오류 이미지 데이터를 더 포함한다. 예를 들어, 공작물디자인 데이터와 실제 작업물 이미지 데이터가 오차범위 내에서 일치하는 부분은 흑백으로 표시되고, 공작물디자인 데이터와 실제 작업물 이미지 데이터가 오차범위를 넘어서서 불일치하는 부분은 오류 이미지 데이터로서 적색, 녹색 등으로 표시될 수 있다.In this embodiment, the real-time three-dimensional image data further includes error image data indicating the difference between the workpiece design data and the actual workpiece image data. For example, portions where the workpiece design data and the actual workpiece image data coincide with each other within the error range are displayed in black and white, and portions where the workpiece design data and the actual workpiece image data exceed the error range, , Green, and the like.

본 실시예에서, 정보처리장치(140)는 공정과정 중 3차원 이미지 데이터를 분석하여 공작물(10)의 위치가 변경되는지 검사하여 툴(120)의 위치를 변경시키는 자동정렬기능을 수행한다. 즉, 지그들(112)의 위치를 재조정하거나, 공작과정 중 공작물(10)이 정위치에서 이탈하면 공작물(10)에 관한 3차원 이미지 데이터가 전체적으로 쉬프트되거나(shifted) 틸팅(tilting)되는 현상이 발생한다. 정보처리장치(140)는 현재 3차원 이미지 데이터를 입력부재(300)의 메모리(330)에 저장된 직전 3차원 이미지 데이터와 비교하여, 3차원 이미지 데이터가 전체적으로 쉬프트되거나 틸팅되었는지 검사한다.In the present embodiment, the information processing apparatus 140 analyzes the three-dimensional image data during the process to check whether the position of the workpiece 10 is changed and performs an automatic alignment function to change the position of the tool 120. [ That is, when the position of the jig 112 is re-adjusted or the workpiece 10 deviates from the correct position during the work process, the phenomenon that the three-dimensional image data related to the workpiece 10 is totally shifted or tilted Occurs. The information processing apparatus 140 compares the current three-dimensional image data with the previous three-dimensional image data stored in the memory 330 of the input member 300 to check whether the three-dimensional image data is entirely shifted or tilted.

3차원 이미지 데이터가 전체적으로 쉬프트되거나 틸팅된 것으로 판단되는 경우, 정보처리장치(140)는 쉬프트되거나 틸팅된 양에 따라 공작물디자인 데이터를 보정하여 메모리(330)에 저장한다.When it is determined that the three-dimensional image data is shifted or tilted as a whole, the information processing apparatus 140 corrects the workpiece design data according to the amount shifted or tilted, and stores the corrected workpiece design data in the memory 330.

예를 들어, 지그들(112)의 위치를 재설정하는 과정에서 공작물(10)이 Z축방향으로 1mm 쉬프트된 경우, 현재 3차원 이미지 데이터는 메모리(330)에 저장된 3차원 이미지 데이터에 비해 전체적으로 1mm 쉬프트된 상태로 나타난다. 정보처리장치(140)는 메모리(330)에 저장된 공작물디자인 데이터를 전체적으로 1mm 쉬프트 시킨 새로운 공작물디자인 데이터를 메모리(330)에 저장한다. 정보처리장치(140)는 새로운 공작물디자인 데이터에 따라 툴 구동부(122) 및 툴 이동부(124)를 제어하여 툴(120)은 1mm 쉬프트된 상태로 공작물(10)에 대한 작업을 재개하게 된다.For example, when the workpiece 10 is shifted by 1 mm in the Z-axis direction in the process of resetting the position of the jig 112, the current three-dimensional image data is totally 1 mm It appears to be shifted. The information processing apparatus 140 stores new workpiece design data in the memory 330, which is obtained by shifting the workpiece design data stored in the memory 330 by 1 mm as a whole. The information processing apparatus 140 controls the tool driving unit 122 and the tool moving unit 124 according to the new workpiece design data so that the tool 120 resumes work on the workpiece 10 in a state shifted by 1 mm.

증강현실부재(200)는 통신부(202)를 포함하고, 정보처리장치(140)로부터 인가받은 실시간 3차원 이미지를 표시한다. 실시간 3차원 이미지는 증강현실부재(200)의 위치에 따라 서로 다른 방향 및 거리에 대응되는 3차원 이미지이다. The augmented reality member 200 includes a communication unit 202 and displays real time three-dimensional images received from the information processing apparatus 140. [ The real-time three-dimensional image is a three-dimensional image corresponding to different directions and distances depending on the position of the augmented reality member 200.

본 실시예에서, 증강현실부재(200)는 작업자에게 작업 가이드를 해 줄 수 있는 정보를 증강현실로 출력해 준다. 즉, 작업 공정 설계에 대한 정보를 미리 설정하여, 작업자가 처음 공작물(10)을 놓는 위치로 어디가 좋은지, 지그(112)는 어디에 위치시켜야 하는지, 다음 순서의 작업은 입력부재(300)의 어느 버튼을 누르고 어떠한 순서대로 조작해야 하는지 등에 대한 정보를 작업자의 시선 트래킹을 통해 증강현실로 쉽게 가이드해주는 기능을 포함한다.In the present embodiment, the augmented reality member 200 outputs to the augmented reality information that can give a work guide to the worker. That is, the information on the work process design is set in advance so that the worker can set the position where the workpiece 10 is placed first, where the jig 112 should be positioned, And in what order should be operated, and the like, to easily guide the user to the augmented reality through eye tracking of the operator.

증강현실부재(200)는 3차원 스캐너(130) 및 위치감지부(210)를 이용하여 3차원 스캐닝 및 포지션 트래킹이 가능하다. 즉, 증강현실부재(200)는 작업자의 위치에 무관하게 현실 속 공작물(10)과 3차원 이미지 상의 가상의 공작물 정보를 정확하게 동기화하여 제공한다. 따라서, 공작기계 작업자의 교육/훈련, 셋업, 가공, 측정 및 검사 등 모든 작업을 하나의 통합된 증강현실기반 인터페이스로 지원할 수 있다.The augmented reality member 200 is capable of three-dimensional scanning and position tracking using the three-dimensional scanner 130 and the position sensing unit 210. That is, the augmented reality member 200 precisely synchronizes the virtual workpiece information on the three-dimensional image with the real-time workpiece 10 irrespective of the position of the worker. Therefore, all tasks such as training / setup, machining, measuring and inspection of machine tool operators can be supported by a single integrated augmented reality interface.

도 4는 도 1에 도시된 위치감지부를 나타내는 이미지이다.4 is an image showing the position sensing unit shown in FIG.

도 1 및 도 4를 참조하면, 위치감지부(210)는 증강현실부재(200)의 위치를 감지하여 위치 데이터를 정보처리부재(140)로 전송한다.1 and 4, the position sensing unit 210 senses the position of the augmented reality member 200 and transmits the position data to the information processing member 140. FIG.

예를 들어, 사용자가 증강현실부재(200)를 착용한 상태에서 뒤로 이동하면, 위치감지부(210)는 상기 뒤로 이동하는 상태를 감지하여 위치 데이터를 정보처리부재(140)로 전송한다. 정보처리부재(140)는 3차원 이미지 데이터에 상기 뒤로 이동된 상태를 반영하여 작게 보이는 실시간 3차원 이미지 데이터를 생성하여 증강현실부재(200)로 전송한다. 따라서 증강현실부재(200)에는 3차원 이미지 데이터에 비해 작게 보이는 실시간 3차원 이미지 데이터가 전송된다.For example, when the user moves backward while wearing the augmented reality member 200, the position sensing unit 210 senses the backward movement state and transmits the position data to the information processing member 140. [ The information processing member 140 generates real-time three-dimensional image data that looks small and reflects the backward moving state of the three-dimensional image data, and transmits the real-time three-dimensional image data to the augmented reality member 200. Accordingly, real-time three-dimensional image data that is smaller than the three-dimensional image data is transmitted to the augmented reality member 200. [

반면에, 사용자가 증강현실부재(200)를 착용한 상태에서 앞으로 이동하면, 위치감지부(210)는 상기 앞으로 이동하는 상태를 감지하여 위치 데이터를 정보처리부재(140)로 전송한다. 정보처리부재(140)는 3차원 이미지 데이터에 상기 앞으로 이동된 상태를 반영하여 크게 보이는 실시간 3차원 이미지 데이터를 생성하여 증강현실부재(200)로 전송한다. 따라서 증강현실부재(200)에는 3차원 이미지 데이터에 비해 크게 보이는 실시간 3차원 이미지 데이터가 전송된다.On the other hand, when the user moves forward while wearing the augmented reality member 200, the position sensing unit 210 senses the forward movement state and transmits the position data to the information processing member 140. [ The information processing member 140 generates real-time three-dimensional image data which is reflected on the forward moving state of the three-dimensional image data and transmits the three-dimensional image data to the augmented reality member 200. Therefore, real-time three-dimensional image data that is larger than the three-dimensional image data is transmitted to the augmented reality member 200. [

사용자가 증강현실부재(200)를 착용한 상태에서 옆으로 이동하면, 위치감지부(210)는 상기 옆으로 이동하는 상태를 감지하여 위치 데이터를 정보처리부재(140)로 전송한다. 정보처리부재(140)는 3차원 이미지 데이터에 상기 옆으로 이동된 상태를 반영하여 공작물(10)의 옆모습에 대응되는 실시간 3차원 이미지 데이터를 생성하여 증강현실부재(200)로 전송한다. 따라서 증강현실부재(200)에는 3차원 이미지 데이터 중에서 옆에서 관찰한 상태를 나타내는 실시간 3차원 이미지 데이터가 전송된다.When the user moves sideways while wearing the augmented reality member 200, the position sensing unit 210 senses the sideways movement and transmits the position data to the information processing member 140. [ The information processing member 140 generates real-time three-dimensional image data corresponding to the side view of the workpiece 10 by reflecting the lateral shifted state of the three-dimensional image data, and transmits the three-dimensional image data to the augmented reality member 200. Therefore, the augmented reality member 200 transmits real-time three-dimensional image data representing the state observed from the side of the three-dimensional image data.

마찬가지고, 사용자가 증강현실부재(200)를 착용한 상태에서 위로 이동하면, 증강현실부재(200)에는 3차원 이미지 데이터 중에서 위에서 관찰한 상태를 나타내는 실시간 3차원 이미지 데이터가 전송된다.Likewise, when the user moves upward while wearing the augmented reality member 200, the augmented reality member 200 transmits real-time three-dimensional image data showing the above observed state among the three-dimensional image data.

입력부재(300)는 디자인 입력부(310) 및 메모리(330)를 포함한다.The input member 300 includes a design input 310 and a memory 330.

디자인 입력부(310)를 통하여 공작물디자인이 입력된다. 본 실시예에서, 디자인 입력부(310)는 캐드(CAD)/캠(CAM) 등을 포함한다.The work design is inputted through the design input unit 310. In this embodiment, the design input section 310 includes a CAD / CAM (CAM) or the like.

본 실시예에서, 입력부재(300)는 보정데이터 입력부(320)를 더 포함할 수 있다. 보정데이터 입력부(320)는 상기 오류 이미지 데이터를 보정하는 보정데이터가 입력된다. 다른 실시예에서, 보정데이터 입력부(320)가 생략되고, 정보처리부재(140)가 보정데이터를 생성하여 자동적으로 보정작업이 수행되도록 할 수도 있다.In this embodiment, the input member 300 may further include a correction data input unit 320. [ The correction data input unit 320 receives correction data for correcting the error image data. In another embodiment, the correction data input unit 320 may be omitted, and the information processing member 140 may generate the correction data so that the correction operation is automatically performed.

메모리(330)는 공작물디자인 데이터, 실제 작업물 이미지 데이터, 오류 이미지 데이터, 보정데이터 등을 저장한다.The memory 330 stores workpiece design data, actual workpiece image data, error image data, correction data, and the like.

이하, 본 발명에 따른 공작기계 형상정보 입출력장치를 이용하여 공작물로부터 보정된 작업물을 생성하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of generating a corrected workpiece from a workpiece using the machine tool shape information input / output apparatus according to the present invention will be described.

도 5는 도 1에 도시된 공작기계 형상정보 입출력장치의 공작물디자인을 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view showing a workpiece design of the machine tool shape information input / output apparatus shown in FIG.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 먼저 입력부재(300)의 디자인 입력부(310)를 통하여 공작물 디자인(20)에 대응되는 공작물디자인 데이터를 생성한다. 상기 공작물디자인 데이터는 메모리(330)에 저장된다.1 to 5, workpiece design data corresponding to the workpiece design 20 is first generated through the design input unit 310 of the input member 300. The workpiece design data is stored in the memory 330.

이어서 공작물디자인 데이터가 정보처리장치(140)로 인가된다.Then, the workpiece design data is applied to the information processing apparatus 140.

이후에 공작물디자인 데이터에 따라 지그들(112)의 위치를 설정한다. 지그들(112)의 위치는 공작물디자인(20)에서 툴(120)이 접촉되지 않도록 설정된다. 예를 들어, 공작물디자인(20)의 중앙부분이 복록하고 코너부분을 많이 깎아야 하는 경우, 지그들(112)은 공작물(10)의 중앙부분에 대응되도록 설정된다.Then, the position of the jig 112 is set according to the workpiece design data. The position of the jig 112 is set such that the tool 120 is not in contact with the workpiece design 20. For example, when the central portion of the workpiece design 20 is thick and the corner portions need to be shaved a lot, the jigs 112 are set to correspond to the central portion of the workpiece 10. [

계속해서, 3차원 스캐너(130)를 이용하여 공작물(10)의 위치를 셋팅한다. 정보처리장치(140)는 공작물디자인(20)이 작업 전 공작물(10) 내부에 완전히 포함되도록 공작물(10)의 위치를 셋팅한다. 만일 공작물디자인(20)의 일부가 작업 전 공작물(10)의 외부로 노출되는 경우, 작업이 완료된 후에 작업물 중 상기 노출된 부분이 존재하지 않게 될 수 있다. 따라서 공작물디자인(20)의 일부가 작업 전 공작물(10)의 외부로 노출되면, 공작물(10)의 위치를 다시 셋팅하거나 공작물(10)의 크기를 변경한다.Subsequently, the position of the workpiece 10 is set by using the three-dimensional scanner 130. The information processing apparatus 140 sets the position of the workpiece 10 such that the workpiece design 20 is completely contained within the workpiece 10 before the work. If a portion of the workpiece design 20 is exposed to the exterior of the workpiece 10 prior to the operation, the exposed portion of the workpiece may not be present after the work is completed. Thus, when a part of the workpiece design 20 is exposed to the outside of the workpiece 10 before the operation, the position of the workpiece 10 is reset or the size of the workpiece 10 is changed.

이어서, 정보처리장치(140)는 공작물디자인 데이터에 대응되도록 툴 구동부(122) 및 툴 이동부(124)로 툴 구동신호 및 툴 이동신호를 각각 인가한다. 툴 구동부(122) 및 툴 이동부(124)는 툴 구동신호 및 툴 이동신호에 따라 툴(120)을 이동시켜서 공작물(10)의 표면을 가공한다.Then, the information processing apparatus 140 applies a tool driving signal and a tool moving signal to the tool driving unit 122 and the tool moving unit 124, respectively, so as to correspond to the workpiece design data. The tool driving unit 122 and the tool moving unit 124 move the tool 120 according to the tool driving signal and the tool moving signal to machine the surface of the workpiece 10. [

본 실시예에서, 공작물(10)이 가공되는 동안, 3차원 스캐너(130)는 공작물(10)을 촬영하여 공작물(10)의 3차원 이미지 데이터를 정보처리장치(140)로 인가한다. 또한 위치감지부(210)는 증강현실부재(200)의 위치를 감지하여 위치 데이터를 정보처리장치(140)로 인가한다. 정보처리장치(140)는 3차원 이미지 데이터 및 위치 데이터를 인가받아 실시간 3차원 이미지 데이터를 생성하여 증강현실부재(200)로 인가한다.In this embodiment, the three-dimensional scanner 130 photographs the workpiece 10 and applies the three-dimensional image data of the workpiece 10 to the information processing apparatus 140 while the workpiece 10 is being processed. The position sensing unit 210 senses the position of the augmented reality member 200 and applies the position data to the information processing apparatus 140. [ The information processing apparatus 140 receives the three-dimensional image data and the position data, generates real-time three-dimensional image data, and applies the real-time three-dimensional image data to the augmented reality member 200.

도 6은 도 1에 도시된 공작기계 형상정보 입출력장치를 이용하여 생성된 미보정 작업물을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 1에 도시된 증강현실부재에 도시된 실제 작업물 이미지를 나타내는 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view showing an uncorrected workpiece created using the machine tool shape information input / output apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a perspective view showing an actual workpiece image shown in the augmented reality member shown in FIG. 1 .

도 1 내지 도 7을 참조하면, 툴(120)에 의해 가공된 미보정 작업물(30)은 공작물 디자인(20)과 비교할 때 오류부분(32)이 발생된다. 오류부분(32)의 발생원인은 툴(120)의 절삭부가 불규칙하게 마모된 경우, 절삭부의 형상이 일정하지 않은 경우, 공작물디자인(20)의 형상이 복잡하여 툴(120)의 이동경로와 겹치는 경우 등이 있을 수 있다.Referring to Figures 1-7, the uncorrected workpiece 30 machined by the tool 120 has an erroneous portion 32 as compared to the workpiece design 20. The cause of the error portion 32 is that when the cutting portion of the tool 120 is irregularly worn and the shape of the cutting portion is not constant, the shape of the workpiece design 20 is complicated and overlaps with the movement path of the tool 120 And the like.

3차원 스캐너(130) 및 정보처리장치(140)를 이용하여 미보정 작업물(30)의 오류부분(32)에 대응되는 실제 작업물 이미지(35)의 오류 이미지(37)가 생성된다. 본 실시예에서, 오류 이미지(37)는 실제 작업물 이미지(35) 중에서 공작물디자인(20)과 오차범위를 벗어나도록 차이가 나는 부분에 대응된다. 예를 들어, 실제 작업물 이미지(35) 중에서 공작물디자인(20)과 오차범위 내에서 일치하는 부분은 흑백이미지로 표현되고, 오류 이미지(37)는 적색 이미지로 표현될 수 있다.An error image 37 of the actual workpiece image 35 corresponding to the error portion 32 of the uncorrected workpiece 30 is generated using the three-dimensional scanner 130 and the information processing device 140. [ In the present embodiment, the error image 37 corresponds to the portion of the actual workpiece image 35 that deviates from the workpiece design 20 such that it deviates from the error range. For example, a portion of the actual workpiece image 35 that coincides with the workpiece design 20 within an error range may be represented by a black-and-white image, and the error image 37 may be represented by a red image.

계속해서, 오류 이미지(37)에 대응되는 오류 이미지 데이터에 대응되는 보정데이터를 생성한다. 상기 보정 데이터는 보정데이터 입력부(320)를 통하여 입력하거나, 정보처리장치(140)를 이용하여 자동적으로 생성할 수도 있다.Subsequently, correction data corresponding to the error image data corresponding to the error image 37 is generated. The correction data may be inputted through the correction data input unit 320 or may be automatically generated using the information processing apparatus 140. [

이어서 보정 데이터에 따라 오류 부분(32)만을 재가공한다.Then, only the error portion 32 is reworked according to the correction data.

도 8은 도 1에 도시된 공작기계 형상정보 입출력장치를 이용하여 생성된 보정된 작업물을 나타내는 사시도이다.8 is a perspective view showing a corrected workpiece generated by using the machine tool shape information input / output apparatus shown in FIG.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 미보정 작업물(30)에서 오류 부분(32)이 제거되어 보정된 작업물(40)이 완성된다.Referring to Figs. 1 to 8, the error portion 32 is removed from the non-corrected work 30, and the corrected work 40 is completed.

이하, 본 발명의 공작기계 형상정보 입출력장치를 이용하여, 지그들(122)의 위치를 변경하면서 작업을 수행하는 방법을 설명한다. 본 실시예에서, 공작물디자인(20)의 형상에 따라 지그들(122)을 상부에 배치시킨 후에 공작물(10)의 일부인 하부를 먼저 작업하고, 이후 지그들(122)의 위치를 상부로 변경시킨 후에 나머지 작업을 수행한다.Hereinafter, a method of performing an operation while changing the position of the jig 122 using the machine tool configuration information input / output device of the present invention will be described. In this embodiment, the jig 122 is placed at the top according to the shape of the workpiece design 20, then the lower part, which is a part of the workpiece 10, is first worked and then the position of the jig 122 is changed Perform the remaining tasks later.

도 9는 도 1에 도시된 지그들에 의해 고정된 공작물을 나타내는 평면도이다.Fig. 9 is a plan view showing a workpiece fixed by the jigs shown in Fig. 1. Fig.

도 1 내지 도 4 및 도 9를 참조하면, 공작물(10)의 상부에 지그들(122)을 고정시킨다. 이어서, 3차원 스캐너(130)를 이용하여 공작물(10)의 이미지 데이터를 생성하고, 정보처리장치(140)를 이용하여 툴(120)의 위치를 셋팅한다.1 to 4 and 9, the jig 122 is fixed to the upper portion of the workpiece 10. Next, the three-dimensional scanner 130 is used to generate image data of the workpiece 10, and the position of the tool 120 is set using the information processing apparatus 140.

도 10은 도 9에 도시된 공작물로부터 일부가 가공된 작업물을 나타내는 평면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 작업물을 나타내는 사시도이다.Fig. 10 is a plan view showing the workpiece partially processed from the workpiece shown in Fig. 9, and Fig. 11 is a perspective view showing the workpiece shown in Fig.

도 1 내지 도 4, 도 9 내지 도 11을 참조하면, 이후에 공작물디자인(20) 중 지그들(122)이 고정되지 않은 공작물(10)의 하부를 공작한다. 공작물(10)의 하부만을 먼저 공작하여 일부만 가공된 작업물(15)을 생성한다.Referring to Figs. 1 to 4 and Figs. 9 to 11, a workpiece 10 having a jig 122 of the workpiece design 20 is not fixed. Only the lower portion of the workpiece 10 is worked first to produce a partially processed workpiece 15. [

도 12는 도 10에 도시된 작업물의 나머지를 가공한 작업물을 나타내는 평면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 작업물을 나타내는 사시도이다.Fig. 12 is a plan view showing the workpiece obtained by machining the remainder of the workpiece shown in Fig. 10, and Fig. 13 is a perspective view showing the workpiece shown in Fig.

도 1 내지 도 4, 도 9 내지 도 13을 참조하면, 이어서 지그들(122)의 위치를 일부만 가공된 작업물(15)의 하부로 이동시킨다. 이후에, 3차원 스캐너(130)를 이용하여 일부만 가공된 작업물(15)의 이미지 데이터를 생성하고, 일부만 가공된 작업물(15)의 이미지 데이터 중 가공된 하부의 이미지 데이터와 공작물디자인(도 5의 20)을 비교하여 툴(120)의 위치를 셋팅한다. 본 실시예에서, 정보처리장치(140)가 툴(120)의 위치를 셋팅한다.Referring to Figs. 1 to 4 and Figs. 9 to 13, the position of the jig 122 is then moved to the lower portion of the workpiece 15 only partially. Thereafter, the image data of the partially processed workpiece 15 is generated using the three-dimensional scanner 130, and the image data of the partially processed lower part of the image data of the processed workpiece 15 and the processed image data of the lower 5 20) to set the position of the tool 120. In the present embodiment, the information processing apparatus 140 sets the position of the tool 120. [

계속해서, 툴(120)이 작업물(15)의 상부를 가공하여 완성된 작업물(40)을 생성한다.Subsequently, the tool 120 processes the upper portion of the workpiece 15 to create a finished workpiece 40. [

본 실시예에서, 지그들(122)의 위치는 1회만 이동하였으나, 공작물디자인(20)의 형상에 따라 2회 이상 이동하면서 공작을 수행할 수도 있다.In this embodiment, although the position of the jig 122 has moved only once, the work may be performed while moving the workpiece design 20 more than twice according to the shape of the workpiece design 20.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 공작센터(100)가 3차원 스캐너(130)를 포함하여, 실시간으로 공작물(10)의 이미지 데이터를 생성한다. 정보처리장치(140)는 상기 이미지 데이터를 공작물디자인(20)과 실시간으로 비교하여 작업물(30)의 오류부분(32)을 확인할 수 있다. 작업물(30)의 오류부분(32)에 대응되는 오류이미지를 이용하여 보정데이터가 생성되고, 보정데이터에 따라 오류부분(32)을 제거하여 보정된 작업물(40)을 생성한다.According to the embodiment of the present invention, the work center 100 includes the three-dimensional scanner 130 and generates image data of the workpiece 10 in real time. The information processing apparatus 140 can check the error portion 32 of the work 30 by comparing the image data with the work design 20 in real time. Correction data is generated using an error image corresponding to the error portion 32 of the work 30 and the corrected workpiece 40 is generated by removing the error portion 32 according to the correction data.

또한, 증강현실부재(200)를 이용하여 작업도중 작업물의 실시간 3차원 이미지를 이용하여 작업의 진행정도를 용이하게 확인할 수 있다. 더욱이, 실시간 3차원 이미지와 기설정된 공작물디자인(20)을 비교하여 오류부분(32)을 실시간으로 확인할 수 있다.In addition, the progress of the work can be easily confirmed using the real-time three-dimensional image of the work during the work by using the augmented reality member 200. [ Furthermore, the real time three-dimensional image and the predetermined workpiece design 20 can be compared and the error portion 32 can be checked in real time.

더욱이, 증강현실부재(200)는 공작센터(100)로부터 이격되어 배치될 수 있으므로, 작업 도중 공작센터(100)에서 안전사고가 발생하더라도 작업자의 안전이 보장된다.Further, since the augmented reality member 200 can be disposed apart from the work center 100, safety of the worker can be assured even if a safety accident occurs in the work center 100 during the work.

또한, 증강현실부재(200)는 작업자에게 작업 가이드를 해 줄 수 있는 정보들,즉, 작업 공정 설계에 대한 정보를 미리 설정하여, 작업자가 처음 공작물(10)을 놓는 위치로 어디가 좋은지, 지그(112)는 어디에 위치시켜야 하는지, 다음 순서의 작업은 입력부재(300)의 어느 버튼을 누르고 어떠한 순서대로 조작해야 하는지 등에 대한 정보를 작업자의 시선 트래킹을 통해 증강현실로 쉽게 가이드해줄 수 있다.In addition, the augmented reality member 200 sets information that can give a work guide to the worker, that is, information on the work process design, and determines whether the worker can get to the position where the work (10) 112 can be easily guided to the augmented reality through eye tracking of the worker, information on where to place the work, which button of the input member 300 should be pressed in the next step, and in what order to be operated.

더욱이, 증강현실부재(200)는 3차원 스캐너(130) 및 위치감지부(210)를 이용하여 3차원 스캐닝 및 포지션 트래킹이 가능하다. 즉, 증강현실부재(200)는 작업자의 위치에 무관하게 현실 속 공작물(10)과 3차원 이미지 상의 가상의 공작물 정보를 정확하게 동기화하여 제공하여, 공작기계 작업자의 교육/훈련, 셋업, 가공, 측정 및 검사 등 모든 작업을 하나의 통합된 증강현실기반 인터페이스로 지원할 수 있다.Further, the augmented reality member 200 can perform three-dimensional scanning and position tracking using the three-dimensional scanner 130 and the position sensing unit 210. [ That is, the augmented reality member 200 precisely synchronizes the virtual workpiece information on the three-dimensional image with the real workpiece 10 irrespective of the position of the worker, and provides the training / training, setup, And inspection can all be supported by one integrated augmented reality-based interface.

또한 공작물(10)이 정위치에 셋팅되지 않더라도, 3차원 스캐너(130)의 이미지 데이터를 이용하여 공작물(10)의 변경된 위치를 용이하게 확인할 수 있다. 따라서 공작물디자인(20)의 형상이 복잡하여 지그들(122)을 한꺼번에 고정할 수 없는 경우에도, 툴(122)의 위치를 용이하게 다시 셋팅할 수 있다.Even if the workpiece 10 is not set in the correct position, the changed position of the workpiece 10 can be easily confirmed using the image data of the three-dimensional scanner 130. Therefore, even when the shape of the workpiece design 20 is complicated and the jigs 122 can not be fixed at once, the position of the tool 122 can be easily reset.

따라서 공작기계의 정확도가 향상되고 불량이 감소된다.Thus, the accuracy of the machine tool is improved and the defects are reduced.

상기와 같은 본 발명은 공작기계를 제어하는데 사용될 수 있는 산업상 이용가능성이 있다.The present invention as described above has industrial applicability that can be used to control a machine tool.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. You will understand.

10 : 공작물 20 : 공작물디자인
30 : 미보정 작업물 32 : 오류 부분
35 : 실제 작업물 이미지 37 : 오류 이미지
40 : 보정된 작업물 100 : 공작센터(Machine Center)
110 : 스테이지 112 : 지그
120 : 툴(Tool) 122 : 툴 구동부
124 : 툴 이동부 130 : 3차원 스캐너
140 : 정보처리장치 200 : 증강현실부재
202 : 통신부 210 : 위치감지부
300 : 입력부재 310 : 디자인 입력부
320 : 보정데이터 입력부 330 : 메모리10: Workpiece 20: Workpiece design
30: uncorrected work 32: error part
35: Actual Workpiece Image 37: Error Image
40: Calibrated workpiece 100: Machine Center
110: stage 112: jig
120: Tool 122: Tool driving unit
124: tool moving unit 130: three-dimensional scanner
140: information processing apparatus 200: absence of augmented reality
202: communication unit 210:
300: input member 310: design input
320: correction data input unit 330: memory

Claims (8)

공작물을 고정하는 복수개의 지그들과, 상기 공작물을 가공하는 툴(Tool)과, 상기 툴과 연결되어 상기 툴의 위치를 변경시키는 툴 이동부와, 상기 공작물 상에 배치되어 상기 공작물의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 3차원 스캐너와, 상기 3차원 스캐너로부터 상기 3차원 이미지 데이터를 인가받고 상기 툴 이동부를 제어하는 정보처리장치를 포함하는 공작센터;
상기 정보처리장치로 공작물디자인 데이터를 인가하는 입력부재; 및
위치에 따라 상기 3차원 이미지 데이터에 대응되는 실시간 3차원 이미지 데이터가 표시되는 증강현실부재를 포함하고,
상기 지그들은 상기 공작물디자인 데이터에 따라 상기 공작물의 셋업을 새로 하고, 상기 정보처리장치는 상기 지그들의 위치가 변경될 때마다 상기 공작물의 위치를 다시 셋팅하는 것을 특징으로 하는 공작기계 형상정보 입출력장치.A plurality of jigs for fixing a workpiece, a tool for machining the workpiece, a tool moving part connected to the tool for changing a position of the tool, a tool moving part disposed on the work, A three-dimensional scanner for generating data; an information processing unit for receiving the three-dimensional image data from the three-dimensional scanner and controlling the tool moving unit;
An input member for applying workpiece design data to the information processing apparatus; And
And an augmented reality member displaying real-time three-dimensional image data corresponding to the three-dimensional image data according to a position,
Wherein the information processing apparatus re-sets the workpiece according to the workpiece design data, and the information processing apparatus resets the position of the workpiece each time the position of the workpiece is changed. 제1항에 있어서, 상기 정보처리장치는 상기 공작물의 3차원 이미지 데이터와 상기 공작물디자인 데이터를 비교하여, 상기 공작물의 위치를 셋팅하는 것을 특징으로 하는 공작기계 형상정보 입출력장치.The apparatus according to claim 1, wherein the information processing apparatus compares the three-dimensional image data of the workpiece with the workpiece design data to set the position of the workpiece. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 증강현실부재는 상기 공작물을 가공하여 생성된 작업물의 3차원 이미지 데이터가 상기 공작물디자인 데이터와 오차범위 내에 들어오는 부분과 오차범위를 벗어나는 부분을 서로 다른 컬러로 표시하는 것을 특징으로 하는 공작기계 형상정보 입출력장치.The augmented reality member according to claim 1, wherein the augmented reality member displays three-dimensional image data of the workpiece generated by machining the workpiece in different colors from a portion of the workpiece design data that falls within an error range and a portion of the workpiece that deviates from an error range, Of the machine tool shape information input / output device. 제1항에 있어서, 상기 정보처리장치는 상기 공작물을 가공하여 생성된 작업물의 3차원 이미지 데이터가 상기 공작물디자인 데이터와 오차범위를 벗어나는 부분에 대응되는 오류 이미지 데이터를 생성하고, 상기 오류 이미지 데이터를 보정 데이터로 설정하는 것을 특징으로 하는 공작기계 형상정보 입출력장치.The information processing apparatus according to claim 1, wherein the information processing apparatus generates error image data corresponding to a portion of the workpiece that is generated by machining the workpiece, the three-dimensional image data of the workpiece deviating from the error range with respect to the workpiece design data, And the correction data is set as correction data. 제5항에 있어서, 상기 공작센터는 상기 보정 데이터에 따라 상기 작업물의 일부를 다시 가공하는 것을 특징으로 하는 공작기계 형상정보 입출력장치.6. The machine tool shape information input / output apparatus according to claim 5, wherein the work center re-processes part of the work according to the correction data. 제1항에 있어서, 상기 입력부재는 상기 공작물디자인을 입력하는 디자인 입력부, 상기 공작물을 가공하여 생성된 작업물의 3차원 이미지 데이터가 상기 공작물디자인 데이터와 오차범위를 벗어나는 부분에 대응되는 오류 이미지에 대응되는 보정데이터를 입력하는 보정데이터 입력부, 및 상기 3차원 이미지 데이터 및 상기 보정데이터가 저장되는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 형상정보 입출력장치.2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the input member includes a design input unit for inputting the workpiece design, and an input unit for inputting a three-dimensional image data of the workpiece generated by machining the workpiece to an error image corresponding to a portion of the workpiece design data And a memory in which the three-dimensional image data and the correction data are stored. 2. The machine tool configuration information input / output device according to claim 1, 제1항에 있어서, 상기 증강현실부재의 위치에 대응되는 위치 데이터 생성하는 위치감지부를 더 포함하고, 상기 정보처리장치는 상기 위치 데이터 및 상기 3차원 이미지 데이터를 이용하여 실시간 3차원 이미지 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 공작기계 형상정보 입출력장치.



The apparatus according to claim 1, further comprising a position sensing unit for generating position data corresponding to a position of the augmented reality member, and the information processing apparatus generates real time three-dimensional image data using the position data and the three- And the machine tool shape information input / output device.



KR1020140071278A 2014-06-12 2014-06-12 Ar based i/o device for machine center KR101563722B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140071278A KR101563722B1 (en) 2014-06-12 2014-06-12 Ar based i/o device for machine center

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140071278A KR101563722B1 (en) 2014-06-12 2014-06-12 Ar based i/o device for machine center

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101563722B1 true KR101563722B1 (en) 2015-10-27

Family

ID=54428690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140071278A KR101563722B1 (en) 2014-06-12 2014-06-12 Ar based i/o device for machine center

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101563722B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108153240A (en) * 2016-12-06 2018-06-12 发那科株式会社 Augmented reality simulator and computer-readable medium
WO2018111634A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 Caterpillar Inc. Tool erosion detecting system using augmented reality
WO2020010373A1 (en) * 2018-07-11 2020-01-16 Felder Kg Assembly comprising a cnc machining system and an augmented reality display device
CN112734588A (en) * 2021-01-05 2021-04-30 新代科技(苏州)有限公司 Augmented reality processing auxiliary system and use method thereof
KR20220067835A (en) * 2020-11-18 2022-05-25 현대위아 주식회사 Method and system for measuring workpiece of machine tool
US12005541B2 (en) 2018-07-11 2024-06-11 Felder Kg Assembly comprising a CNC machining system and an augmented reality display device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002108426A (en) 2000-09-28 2002-04-10 Shibuya Kogyo Co Ltd Nc data generating method for three-dimensional work system and three-dimensional work system
JP2009266221A (en) 2008-04-21 2009-11-12 Mori Seiki Co Ltd Machining simulation method and machining simulation apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002108426A (en) 2000-09-28 2002-04-10 Shibuya Kogyo Co Ltd Nc data generating method for three-dimensional work system and three-dimensional work system
JP2009266221A (en) 2008-04-21 2009-11-12 Mori Seiki Co Ltd Machining simulation method and machining simulation apparatus

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108153240A (en) * 2016-12-06 2018-06-12 发那科株式会社 Augmented reality simulator and computer-readable medium
US10424122B2 (en) 2016-12-06 2019-09-24 Fanuc Corporation Augmented reality simulation device which displays a virtual object on a machine tool and computer-readable medium
WO2018111634A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 Caterpillar Inc. Tool erosion detecting system using augmented reality
US10249060B2 (en) 2016-12-14 2019-04-02 Caterpillar Inc. Tool erosion detecting system using augmented reality
WO2020010373A1 (en) * 2018-07-11 2020-01-16 Felder Kg Assembly comprising a cnc machining system and an augmented reality display device
EP4293436A1 (en) * 2018-07-11 2023-12-20 Felder KG Assembly comprising a cnc machining system and an augmented reality display device
US12005541B2 (en) 2018-07-11 2024-06-11 Felder Kg Assembly comprising a CNC machining system and an augmented reality display device
KR20220067835A (en) * 2020-11-18 2022-05-25 현대위아 주식회사 Method and system for measuring workpiece of machine tool
KR102476364B1 (en) * 2020-11-18 2022-12-09 현대위아 주식회사 Method and system for measuring workpiece of machine tool
CN112734588A (en) * 2021-01-05 2021-04-30 新代科技(苏州)有限公司 Augmented reality processing auxiliary system and use method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101563722B1 (en) Ar based i/o device for machine center
US11192204B2 (en) Laser machining system including laser machining head and imaging device
CN107073719B (en) Robot and robot system
US7218995B2 (en) Device and method for workpiece calibration
US10413994B2 (en) Laser processing robot system for performing laser processing using robot
US10112304B2 (en) Robot programming apparatus for teaching machining operation to robot
US20180299260A1 (en) Laser processing system having measurement function
JP2009175954A (en) Generating device of processing robot program
US10394216B2 (en) Method and system for correcting a processing path of a robot-guided tool
CN109719714B (en) Robot, robot system, and robot coordinate system setting method
JP2015149011A (en) Display system, display apparatus and display method
US20220297241A1 (en) Repair welding device and repair welding method
CN112620926A (en) Welding spot tracking method and device and storage medium
KR101751756B1 (en) An elecrode setting method of CNC electric discharge machine
TW201521940A (en) Fixture, system and method for processing double contour
EP3546121B1 (en) Information acquiring apparatus, information acquiring method and information acquiring program
KR20070068797A (en) Automation processing method for propeller
JP2010149225A (en) Robot system, device and method for controlling robot system
WO2022170572A1 (en) Method and apparatus for tuning robot path for processing workpiece
JP2023006501A (en) Laser processing device, laser processing system, and laser processing method
JP2009214289A (en) Copy grinding method and apparatus for the same
TW201621493A (en) System and method for processing planes with high precision
US20220317653A1 (en) Laser projection for cnc workpiece positioning
JP2015155123A (en) Grinding machine
EP4190478B1 (en) Apparatus and method for laser marking an object with integrated scanning

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180928

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 5