KR101881001B1 - 소규모 공작기계 가공시스템을 위한 원재료공급 셀유니트 공급교환장치 - Google Patents

소규모 공작기계 가공시스템을 위한 원재료공급 셀유니트 공급교환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원재료공급 셀유니트 공급교환장치에 관한 발명이다. 본 발명의 원재료공급 셀유니트 공급교환장치에 있어서, 원재료를 수납하는 원재료수납 팔레트; 원재료를 공급받아 제1가공물로 가공하는 제1공작기계; 제1가공물을 공급받아 완성가공물로 가공하는 제2공작기계; 완성가공물을 수납하여 저장하는 가공물수납 팔레트; 원재료수납 팔레트, 제1공작기계, 제2공작기계 및 가공물수납 팔레트에 원재료, 제1가공물, 완성가공물을 공급하는 복수의 소재공급 셀유니트; 및 투입된 원재료가 복수의 소재공급 셀유니트, 제1공작기계 및 제2공작기계에 의하여 가공되고 이동되는 가공상태 및 이동상태를 관리하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치는 투입된 원재료의 가공상태 및 이동상태를 추적관리가 가능하다.

Description

소규모 공작기계 가공시스템을 위한 원재료공급 셀유니트 공급교환장치 {A supply exchange device for a material supply cell unit which is used for a small scale machining tool system}
본 발명은 소규모 공작기계 가공시스템을 위한 원재료공급 셀유니트 공급교환장치에 관한 발명이다.
소규모 공작기계 가공시스템에는 가공 및 교환효율을 높이기 위하여 원재료공급 셀유니트 공급교환장치를 이용하여 원재료 및 공작물을 공급교환한다.
종래의 원재료공급 셀 유니트 공급교환장치는 공작기계 가공시스템에 원재료를 투입하고, 제1공작기계가 원재료를 가공하고, 가공이 완료된 1차공작물을 그 다음 제2공작기계에 투입하여 가공하는 경우, 원재료가 어느 공작기계에서 가공 중인지 종합적인 가공 상태를 파악하기가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 종래의 원재료공급 셀유니트 공급교환장치는 원재료가 공작기계에 투입되고 완료된 후 자동창고에 수납될 때 까지의 상황을 실시간으로 파악하는 것이 불가능하다.
본 발명의 목적은 소규모 공작기계의 원재료공급 셀유니트 공급교환장치에 있어서, 원재료가 제1공작기계 및 제2공작기계로 순차적으로 공급되어 순차적인 가공을 진행하는 경우 각각의 공작기계 및 셀유니트의 동작상태를 실시간으로 확인하는 제어모듈을 구비하여 원재료의 가공상태 및 이동상태를 실시간으로 추적이 가능한 소규모 공작기계의 원재료공급 셀유니트 공급교환장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원재료공급 셀유니트 공급교환장치에 있어서, 원재료를 수납하는 원재료수납 팔레트; 상기 원재료를 공급받아 제1가공물로 가공하는 제1공작기계; 상기 제1가공물을 공급받아 완성가공물로 가공하는 제2공작기계; 상기 완성가공물을 수납하여 저장하는 가공물수납 팔레트; 상기 원재료수납 팔레트, 상기 제1공작기계, 상기 제2공작기계 및 상기 가공물수납 팔레트에 상기 원재료, 상기 제1가공물, 상기 완성가공물을 공급하는 복수의 원재료공급 셀유니트; 및 상기 투입된 원재료가 상기 복수의 소재공급 셀유니트 및 상기 제1공작기계 및 상기 제2공작기계에 의하여 가공되고 이동되는 가공상태 및 이동상태를 관리하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치는 투입된 원재료의 가공상태 및 이동상태를 추적관리가 가능하다.
상기 원재료수납 팔레트에는 고유ID가 포함되고, 상기 복수의 원재료공급 셀유니트는 상기 원재료수납팔레트의 고유ID를 확인하여 상기 원재료수납 팔레트에 수납된 원재료의 가공 및 위치 상태를 상기 제어모듈에 전송하고, 상기 제어모듈은 상기 원재료의 가공 및 위치상태를 추적 관리하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어모듈은, 상기 제1공작기계와 상기 제2공작기계의 동작상태 및 상기 복수의 원재료공급 셀유니트의 동작상태를 표시하는 시스템상태표시 화면과, 상기 원재료의 가공상태 및 위치상태를 표시하는 제품상태표시 화면을 구비하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 원재료공급 셀유니트 중 어느 하나는 상기 제1공작기계로부터 가공물을 언로딩하거나 상기 제1공작기계에 원재료를 로딩하는 것을 동시에 진행하기 위한 회전가능한 복수의 파지부를 구비한 로봇아암을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치는 투입된 원재료의 가공상태 및 이동상태를 추적관리가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 제어모듈의 디스플레이 화면 중 시스템 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 제어모듈의 디스플레이 화면 중 제품상태를 보여주는 도면이다.
도 5a 및 도5b는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 원재료의 가공상태 및 이동상태를 보여주는 플로우챠트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부된 도면에 의거한 바람직한 실시예에 의한 설명으로 더욱 명백해진다.
도 1은 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 사시도이다.
본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치(10)는 원재료수납 팔레트(100), 제1공작기계(200), 제2공작기계(300), 가공물수납 팔레트(400), 복수의 원재료공급 셀유니트(500) 및 제어모듈(600)을 포함한다.
원재료수납 팔레트(100)는 복수의 원재료를 수납한다. 제1공작기계(200)는 원재료수납 팔레트(100)에 수납된 원재료를 공급받아 제1가공물로 가공한다. 제2공작기계(300)는 제1공작기계(200)가 가공한 제1가공물을 공급받아 완성가공물로 가공한다. 만약에 제3공작기계가 추가로 구비된다면 제3공작기계에 의하여 완성가공물이 가공된다. 따라서, 본 발명은 공작기계의 개수에 한정되지 않는다.
원재료공급 셀유니트(500)는 복수개의 셀유니트(510~550)로 구성되어, 원재료수납 팔레트(100)에 수납된 원재료를 제1공작기계(200), 제2공작기계(300) 및 가공물수납 팔레트(400)에 각각 공급한다. 셀유니트의 개수는 실시예이고 다양한 숫자의 셀유니트를 구비하는 것이 가능하고 본발명은 셀유니트의 개수에 한정되지 않는다.
제어모듈(600)은 투입된 원재료가 복수의 원재료공급 셀유니트(500), 제1공작기계(200) 및 제2공작기계(300)에 의하여 가공되거나 이동되는 가공상태 및 이동상태를 관리한다.
원재료수납 팔레트(100)는 기본적으로 복수개의 개별 팔레트 및 개별 팔레트를 개별적으로 수납하는 팔레트 수납 프레임으로 이루어진다.
원재료수납 팔레트(100)는 팔레트ID를 각 팔레트마다 부여한다. 팔레트ID는 RF태그, 바코드, QR코드, 마그네틱센서 등 다양한 형태로 이루어지고, 원재료 공급 셀유니트(500)는 각각의 원재료수납 팔레트(100)가 이동되면 팔레트ID를 검지하고 원재료ID를 팔레트ID로서 매핑하고 인식한다. 또 다른 실시예에서는 각 원재료마다 고유의 원재료ID를 부가할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 블록도이다.
복수의 원재료공급 셀유니트(500)는 원재료수납 팔레트(100)으로부터 원재료를 공급받는다. 복수의 원재료공급 셀유니트(500)는, 셀유니트1(510) 내지 셀유니트5(550)를 포함한다. 셀유니트(510~550)의 숫자는 실시예이고, 본원발명은 셀유니트의 숫자에 한정되지 않는다.
복수의 원재료공급 셀유니트(500)는 원재료수납 팔레트(100)로부터 원재료를 공급받는 셀유니트1(510)을 포함한다.
복수의 원재료공급 셀유니트(500)는 셀유니트1(510)로부터 원재료를 공급받고, 제1공작기계(200)에 원재료를 공급하는 셀유니트2(520)를 포함한다. 셀유니트 2(520)는 제1공작기계(200)가 가공한 제1가공물을 공급받는다.
복수의 원재료공급 셀유니트(500)는 셀유니트2(520)로부터 제1가공물을 공급받고, 셀유니트4(540)에 공급하는 셀유니트3(530)를 포함한다.
복수의 원재료공급 셀유니트(500)는 셀유니트3(530)로부터 제1가공물을 공급받고, 제1가공물을 제2공작기계(300)에 공급하고, 제2공작기계(300)가 가공 완료한 완성가공물을 공급받는 셀유니트4(540)를 포함한다.
복수의 원재료공급 셀유니트(500)는 셀유니트4(540)로부터 완성가공물을 공급받고, 완성가공물을 가공물수납 팔레트(400)에 공급하는 셀유니트5(550)를 포함하다.
제어모듈(600)은 투입된 원재료가 복수의 소재공급 셀유니트(510 ~550), 제1공작기계(200) 및 제2공작기계(300)에 의하여 가공되고 이동되는 가공상태 및 이동상태를 팔레트ID를 통하여 인식하고 내부 프로그램으로 가공상태 및 이동상태를 관리한다.
도 3은 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 제어모듈의 디스플레이 화면 중 시스템 상태를 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치(10)의 제어모듈(600)의 디스플레이 화면(610)은 시스템 상태를 보여주는 시스템상태메뉴(620)를 클릭하여 제1공작기계(200), 제2공작기계(300) 및 복수의 원재료공급 셀유니트(500)의 동작이 동작상태인지, 아이들 상태인지를 표시한다.
제1공작기계(200)가 아이들 상태라면 제1공작기계 상태메뉴(622)는“Idle" 이라는 상태를 표시한다. 제2공작기계(300)가 가공 상태라면 제2공작기계 상태메뉴(624)는 “Running" 이라는 상태를 표시한다.
복수의 셀유니트(510~550)에 대해서도, 셀유니트1 상태메뉴(626), 셀유니트2 상태메뉴(628) 등을 통하여 동작상태를 표시한다.
셀유니트1(510)이 동작상태라면 셀유니트1 상태메뉴(626)는 “Running"으로 표시한다. 셀유니트2(520)가 아이들 상태라면 셀유니트2 상태메뉴(628)는 “Idle" 이라는 상태를 표시한다.
본 발명의 공작기계의 숫자, 셀유니트의 숫자에 따라 다양한 기계들의 상태를 표시하도록 설계가 가능하다. 따라서 본원발명은 공작기계의 숫자, 셀유니트의 숫자에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 제어모듈의 디스플레이 화면 중 제품상태를 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치(10)의 제어모듈(600)의 디스플레이 화면(610)은 제품상태를 보여주는 제품상태메뉴(630)를 클릭하여 현재 투입된 원재료가 어떤 제품을 가공하는지에 대한 정보 및 가공상태를 표시한다.
디스플레이 화면(610)에는 현재 가공중인 제품의 이름(Name), 모델(Model), 타입(Type), 재료(Material), 사이즈(폭:Width, 높이:Height, 길이:Length), 무게(Weight) 및 상태(Status) 등과 같은 제품상세스펙메뉴(632)를 통하여 가공하는 제품의 상세스펙과 제품상태를 표시한다.
제품상세스펙메뉴(632)에는 “Status" 표시 칼럼이 있고, A1 및 A2와 같은 상태표시 코드가 디스플레이 된다.
A1 코드는 제2공작기계(300)에서 가공 중 이라는 제품가공상태 설명(634) 메시지로서, “Housing" 라는 이름을 가진 제품은 현재 제2공작기계(300)에서 가공중이라는 가공상태를 디스플레이한다.
A2 코드는 가공물수납팔레트(400)에서 보관중이라는 제품보관상태 설명(636) 메시지로서, "BKC" 라는 이름을 가진 제품은 가공완료되어 가공물수납팔레트(400)에 보관중이라는 제품상태를 디스플레이한다.
도 5a 및 도5b는 본 발명에 따른 원재료공급 셀유니트 공급교환장치의 원재료의 가공상태 및 이동상태를 보여주는 플로우챠트이다.
본 발명의 원재료공급 셀유니트 공급교환장치(10)의 원재료수납 팔레트(100)에는 원재료가 수납되어 있고, 각각의 팔레트(100)는 고유의 팔레트ID를 부여받는다.
원재료가 수납된 원재료수납 팔레트(100)가 원재료공급 셀유니트(500) 중 첫 번째 셀유니트1(510)에 근접하면, 원재료공급 셀유니트(500)는 팔레트ID를 체크한다. (S100)
원재료공급 셀유니트(500)의 셀유니트1(510)은 원재료수납 팔레트(100)로부터 원재료를 픽업한다. (S110).
원재료공급 셀유니트(500)의 원재료 픽업은 별도의 로봇아암 혹은 다양한 픽업 기구를 이용할 수 있다. 이와 같은 로봇아암 혹은 픽업기구는 본 출원인의 공개되지 않은 선출원에 기재되었고, 이 선출원도 본 발명의 일부분에 해당한다. (출원인의 공개되지 않은 대한민국 특허출원 10-2017-0162057호, 2017.11.29일 출원)
제어모듈(600)은 셀유니트1(510)에 원재료가 로딩된 것을 기록한다. 이때 원재료에 기록된 고유ID를 기록하거나, 팔레트ID로부터 원재료ID를 매핑하여 기록할 수 있다. (S120)
셀유니트1(510)의 원재료는 셀유니트2(520)로 이송되고, 이송수단은 컨베이어 혹은 로봇아암과 같은 이송수단을 이용한다.
제어모듈(600)은 셀유니트2(520)에 원재료가 로딩된 것을 마찬가지로 원재료의 고유ID 혹은 팔레트ID로부터 원재료ID를 매핑하여 기록한다. (S130)
셀유니트2(520)는 원재료를 제1공작기계(200)에 로딩한다. 이때 제1공작기계(200)에서 가공완료된 제1가공물을 언로딩 할 수 있다. 셀유니트2(520)의 로딩 및 언로딩은 동시에 혹은 순차적으로 수행 할 수 있다. 특히, 로봇아암에는 회전하는 2개의 파지부를 가지고 제1파지부가 제1공작기계(200)의 제1가공물을 파지하여 언로딩하고, 이 후 제2파지부를 이용하여 원재료를 제1공작기계(200)에 로딩하여, 언로딩과 로딩을 동시에 수행할 수 있다.
제어모듈(600)은 제1공작기계(200)에 원재료가 로딩된 것을 마찬가지로 원재료ID를 이용하여 기록하거나, 팔레트ID로부터 원재료 ID를 매핑하여 기록한다. (S140)
제어모듈(600)은 제1공작기계(200)에서 원재료가 로딩되고, 가공이 완료되면 가공이 완료된 상태신호를 원재료ID 혹은 팔레트ID를 이용하여 기록한다. (S150)
셀유니트2(520)가 가공이 완료된 제1가공물을 제1공작기계로부터 언로딩하면 제어모듈(600)은 원재료ID를 가공물ID로 변경하여 제1가공물이 셀유니트2에 위치한다는 위치정보를 기록한다. (S160)
제1공작기계에 의해 가공된 제1가공물은 셀유니트3(530)을 경유하여 셀유니트4(540)에 이송된다. 제어모듈(600)은 제1가공물이 셀유니트3(530) 혹은 셀유니트4(540)에 위치한다는 위치정보를 기록한다. (S170)
셀유니트4(540)는 제1가공물을 제2공작기계(300)에 로딩한다. 이때 제2공작기계(300)에서 가공 완료된 제2가공품(혹은 완성가공물)을 언로딩 할 수 있다. 셀유니트4(540)의 로딩 및 언로딩은 동시에 혹은 순차적으로 수행 할 수 있다. 특히, 로봇아암에는 회전하는 2개의 파지부를 가지고 제1파지부가 제2공작기계(300)의 제2가공물을 파지하여 언로딩하고, 이 후 제2파지부를 이용하여 제1가공물을 제2공작기계(300)에 로딩하여, 언로딩과 로딩을 동시에 수행할 수 있다.
제어모듈(600)은 제2공작기계(300)에서 제1가공물이 로딩된 상태를 가공물ID 혹은 팔레트ID를 이용하여 기록한다. (S180)
제어모듈(600)은 제2공작기계(300)에서 가공이 완료되어 제1가공물이 제2가공물로 변경되면 가공 상태신호를 가공물ID 혹은 팔레트ID를 이용하여 기록한다. (S190)
셀유니트4(540)는 가공이 완료된 제2가공물을 제2공작기계로부터 언로딩하고 제어모듈(600)은 가공물ID 및 가공물의 위치정보를 기록한다. (S200)
본 발명은 위 실시예 이외에도 다양한 변형이 가능하며, 따라서 본 발명은 위 실시예에 한정되지 않는다.
10 : 원재료공급 셀유니트 공급교환장치
100 : 원재료수납 팔레트
200 : 제1공작기계
300 : 제2공작기계
400 : 가공물수납 팔레트
500 : 원재료공급 셀유니트
510 : 셀유니트1
520 : 셀유니트2
530 : 셀유니트3
540 : 셀유니트4
550 : 셀유니트5
600 : 제어모듈
610 : 디스플레이
620 : 시스템 상태메뉴
622 : 제1공작기계 상태메뉴
624 : 제2공작기계 상태메뉴
626 : 셀유니트1 상태메뉴
628 : 셀유니트2 상태메뉴
630 : 제품 상태메뉴
632 : 제품상세스펙 메뉴
634 : 제품가공 상태설명
636 : 제품보관 상태설명

Claims (4)

  1. 원재료공급 셀유니트 공급교환장치에 있어서,
    원재료를 수납하는 원재료수납 팔레트;
    상기 원재료를 공급받아 제1가공물로 가공하는 제1공작기계;
    상기 제1가공물을 공급받아 완성가공물로 가공하는 제2공작기계;
    상기 완성가공물을 수납하여 저장하는 가공물수납 팔레트;
    상기 원재료수납 팔레트, 상기 제1공작기계, 상기 제2공작기계 및 상기 가공물수납 팔레트에 상기 원재료, 상기 제1가공물, 상기 완성가공물을 공급하는 복수의 원재료공급 셀유니트; 및
    상기 투입된 원재료가 상기 복수의 소재공급 셀유니트 및 상기 제1공작기계 및 상기 제2공작기계에 의하여 가공되고 이동되는 가공상태 및 이동상태를 관리하는 제어모듈을 포함하고,
    상기 제어모듈에 연결된 디스플레이부를 추가로 포함하고,
    상기 제어모듈은 상기 디스플레이부에 상기 제1공작기계, 상기 제2공작기계 및 상기 복수의 원재료공급 셀유니트의 동작상태를 표시하기 위한 시스템 상태메뉴와 상기 투입된 원재료의 가공상태 및 이동상태를 표시하는 제품 상태메뉴를 선택적으로 디스플레이하고,
    상기 시스템 상태메뉴가 선택되면, 상기 제어모듈은 상기 디스플레이부를 통하여 상기 제1공작기계, 상기 제2공작기계 및 상기 복수의 원재료공급 셀유니트의 동작상태를 표시하고,
    상기 제품 상태메뉴가 선택되면, 상기 제어모듈은 상기 디스플레이부를 통하여 상기 투입된 원재료의 가공상태 및 이동상태를 표시하고,
    상기 복수의 원재료공급 셀유니트 중 어느 하나는 상기 제1공작기계로부터 가공물을 언로딩하고 상기 제1공작기계에 새로운 원재료를 로딩하는 것을 동시에 수행하기 위한 회전가능한 복수의 파지부를 구비한 로봇아암을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 원재료공급 셀유니트 공급교환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원재료수납 팔레트에는 고유ID가 포함되고,
    상기 복수의 원재료공급 셀유니트는 상기 원재료수납팔레트의 고유ID를 확인하여 상기 원재료수납 팔레트에 수납된 원재료의 가공 및 위치 상태를 상기 제어모듈에 전송하고,
    상기 제어모듈은 상기 원재료의 가공 및 위치 상태를 추적 관리하는 것을 특징으로 하는 원재료공급 셀유니트 공급교환장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
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