KR101913574B1 - 소재공급 셀유니트를 가지는 공작기계 가공시스템 - Google Patents

소재공급 셀유니트를 가지는 공작기계 가공시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계 가공 시스템에 관한 발명이다. 본 발명의 공작기계 가공 시스템에 있어서, 소재수납부를 가지고 소재수납부를 통하여 공급된 소재를 가공하는 적어도 하나의 공작기계; 적어도 하나의 공작기계의 인접한 위치에 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재공급셀유니트; 및 소재공급셀유니트의 인접한 위치에 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재가공물 수납스테이션을 포함하고, 소재공급셀유니트는, 제1수평축방향과 직각 방향인 제2수평축방향을 향하여 연장되는 수평가이드레일을 가지는 소재공급셀유니트 프레임부, 소재공급셀유니트 프레임부에 장착되고 수평가이드레일을 따라 제2수평축방향으로 이송 가능하며 수직방향으로 연장되는 수직가이드레일을 가지는 수직축타워 및 수직축타워에 설치되어 수직가이드레일을 따라 수직방향으로 이송 가능한 소재픽업유니트를 포함하고, 소재픽업유니트는 제1수평축방향으로 소재가공물 수납스테이션과 적어도 하나의 공작기계 사이를 왕복하면서 소재가공물 수납스테이션에 수납된 소재를 적어도 하나의 공작기계에 투입하거나, 적어도 하나의 공작기계에 의해 가공이 완료된 가공물을 소재가공물 수납스테이션에 수납하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 공작기계 가공 시스템은 가공물 가공 완료 이후 새로운 소재를 공급받는 시간을 최소화하여 공작기계의 대기시간을 최소화한다.

Description

소재공급 셀유니트를 가지는 공작기계 가공시스템 {A machining tool system having a material supply cell unit}
본 발명은 소재공급 셀유니트를 가지는 공작기계 가공시스템에 관한 발명이다.
소규모 공작기계 가공시스템에는 가공 및 교환효율을 높이기 위하여 소재공급 셀유니트 공급교환장치를 이용하여 원재료 및 공작물을 공급교환한다.
종래의 소재공급 셀 유니트 공급교환장치는 공작기계에 소재를 투입하기 위하여 소재가 장착된 스토리지로 이동하여 소재를 픽업하고, 다시 공작기계로 접근하여 소재를 공급하여야 한다.
한편, 공작기계가 가공이 완료된 경우에도 소재공급 셀유니트가 가공이 완료된 소재를 픽업한 후 가공물 스토리지에 수납하고, 새로운 소재를 픽업한 후 다시 공작기계에 이동하여 장착하여야 한다.
이와 같이 소재공급셀 유니트의 이동 및 새로운 소재의 공급에 많은 시간이 소요되어 공작기계는 상당 시간동안 대기하고 기다려야 하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 공작기계 가공시스템에 있어서, 공작기계, 소재공급셀유니트 및 소재스토리지의 위치를 인접하게 설치하고, 소재공급셀유니트를 이용하여 최소의 시간차를 두고 소재를 공작기계에 공급하고, 가공이 완료된 가공물을 다시 스토리지에 적재하는 공작기계 가공시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공작기계 가공 시스템에 있어서, 소재수납부를 가지고 상기 소재수납부를 통하여 공급된 소재를 가공하는 적어도 하나의 공작기계; 상기 적어도 하나의 공작기계의 인접한 위치에 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재공급셀유니트; 및 상기 소재공급셀유니트의 인접한 위치에 상기 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재가공물 수납스테이션을 포함하고, 상기 소재공급셀유니트는, 상기 제1수평축방향과 직각 방향인 제2수평축방향을 향하여 연장되는 수평가이드레일을 가지는 소재공급셀유니트 프레임부, 상기 소재공급셀유니트 프레임부에 장착되고 상기 수평가이드레일을 따라 상기 제2수평축방향으로 이송 가능하며 수직방향으로 연장되는 수직가이드레일을 가지는 수직축타워 및 상기 수직축타워에 설치되어 상기 수직가이드레일을 따라 수직방향으로 이송 가능한 소재픽업유니트를 포함하고, 상기 소재픽업유니트는 상기 제1수평축방향으로 상기 소재가공물 수납스테이션과 상기 적어도 하나의 공작기계 사이를 왕복하면서 상기 소재가공물 수납스테이션에 수납된 소재를 상기 적어도 하나의 공작기계에 투입하거나, 상기 적어도 하나의 공작기계에 의해 가공이 완료된 가공물을 상기 소재가공물 수납스테이션에 수납하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 공작기계 가공 시스템은 적어도 하나의 공작기계, 소재공급셀유니트 및 소재가공물 수납스테이션을 입접하여 하나의 축방향에 설치하고, 소재공급셀유니트의 소재픽업유니트는 소재가공물 수납스테이션에 적재된 소재를 픽업하여 하나의 축방향으로 이동하여 공작기계에 공급한다. 따라서, 최소한의 행정거리를 이송하여 빠른 시간에 소재의 투입 및 가공물의 회수가 가능하다.
상기 소재픽업유니트는, 상기 제1수평축방향으로 왕복하는 수평왕복슬라이드, 및 상기 수평왕복슬라이드로부터 상기 소재가공물 수납스테이션 방향 및 상기 적어도 하나의 공작기계 방향으로 연장되는 한 쌍의 소재픽업 가이드바를 추가로 포함하고, 상기 한 쌍의 소재픽업 가이드바에는 상기 소재 혹은 상기 가공물이 수납되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 소재픽업유니트는 수평축방향으로 왕복이동하는 수평왕복슬라이드와 이 수평왕복슬라이드에 역시 수평으로 연장 왕복 이동하는 소재픽업가이드바를 통하여 이루어진다.
상기 수직축타워에 상기 수직가이드레일을 따라 두 개의 상기 소재픽업유니트가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 소재공급셀유니트 프레임부에는 상기 수평가이드레일을 따라 두 개의 상기 수직축타워가 설치되고, 상기 두 개의 수직축타워에는 각각 상기 소재픽업유니트가 설치된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 공작기계 가공 시스템은 하나의 수직축타워에 복수의 소재픽업유니트가 설치되거나, 하나의 소재공급셀유니트 프레임부에 두 개의 수직축타워가 설치되고 각각의 수직축타워에 각각 설치된 소재픽업유니트를 이용하여 소재를 픽업하는 공정과 가공물을 적재하는 공정을 동시에 실시히하여 공작기계의 대기시간을 최소화 한다.
상기 적어도 하나의 공작기계의 작업과 연동하며 상기 소재공급셀유니트에 설치된 소재공급유니트 제어부를 추가로 포함하고, 상기 소재공급셀유니트 제어부는 상기 적어도 하나의 공작기계의 가공이 완료되기 전, 상기 두 개의 소재픽업유니트 중 어느 하나의 소재픽업유니트를 이용하여 상기 소재가공물 수납스테이션에 적재된 상기 소재를 미리 픽업하고, 상기 적어도 하나의 공작기계로부터 가공이 완료되면 상기 다른 소재픽업유니트를 이용하여 가공이 완료된 상기 가공물을 픽업하여 상기 소재가공물 수납스테이션에 수납하며, 상기 다른 소재픽업유니트의 상기 가공물의 수납 중에 상기 어느 하나의 소재픽업유니트를 이용하여 상기 소재를 상기 적어도 하나의 공작기계에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 공작기계 가공 시스템은 복수의 소재픽업유니트를 구비하여 하나의 소재픽업유니트가 가공물을 픽업하고 다른 소재픽업유니트는 새로운 소재를 공급한다.
상기 소재공급셀유니트에 설치된 소재공급셀유니트 제어부; 및 상기 소재공급셀유니트 제어부, 상기 적어도 하나의 공작기계 및 상기 소재가공물 수납스테이션과 통신하는 메인제어부를 추가로 포함하고, 상기 메인제어부는 상기 적어도 하나의 공작기계의 문제발생에 대한 상태신호를 상기 소재공급셀유니트 제어부에 전송하고, 상기 소재공급셀유니트 제어부는 상기 문제발생에 대한 상태신호에 대응하여 상기 적어도 하나의 공작기계 중 문제가 발생한 공작기계에서 가공중인 가공물을 픽업하여 상기 소재 가공물 스테이션의 특정의 수납셀에 수납하고 상기 수납정보를 기록하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 공작기계 가공 시스템은 공작기계의 문제발생을 모니터링 하는 메인제어부를 포함하고, 메인제어부의 제어에 따라 문제가 발생한 공작기계는 가공을 회피하거나, 특별하게 관리하도록 하여 공작기계 가공시스템의 동작의 안정성을 확보한다.
상술한 바와 같은 목적는 본 발명의 다른 측면인, 공작기계 가공 시스템에 있어서, 소재수납부를 가지고 상기 소재수납부를 통하여 공급된 소재를 가공하는 적어도 하나의 공작기계; 상기 적어도 하나의 공작기계의 인접한 위치에 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재공급셀유니트; 상기 소재공급셀유니트의 인접한 위치에 상기 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재가공물 수납스테이션; 상기 적어도 하나의 공작기계의 가공작동음을 감지하는 적어도 하나의 마이크; 및 상기 적어도 하나의 마이크로부터의 가공작동음이 미리 저장된 정상작동음의 범위 내에 있는지 여부를 판단하여, 정상작동음의 범위 내에서 가공된 가공물은 상기 소재가공물 수납스테이션 중 미리 정해진 정상수납영역에 수납하고, 정상작동음의 범위 외에서 가공된 가공물은 상기 소재가공물 수납스테이션 중 미리 정해진 관리수납영역에 수납하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 가공 시스템을 통하여서도 달성된다.
이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 공작기계 가공 시스템은 소재공급 셀유니트의 소재공급 시간 및 가공물 수납 시간이 단축되어 공작기계가 소재공급을 기다리는 유휴 타임이 획기적으로 줄어든다. 따라서, 공작기계 가공 시스템의 운전효율이 좋아진다.
도 1은 본 발명에 따른 공작기계 가공 시스템의 평면배치도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공작기계 가공 시스템의 정면배치도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소재공급 셀유니트의 소재픽업유니트에서 소재를 픽업하는 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명 제2실시예에 따른 공작기계 가공시스템의 정면배치도이다.
도 5는 본 발명 제3실시예에 따른 공작기계 가공시스템의 평면배치도이다.
도 6은 본 발명 제3실시예에 따른 공작기계 가공 시스템 중 소재공급셀유니트의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 공작기계 가공 시스템 중 소재공급셀유니트의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
도 8은 본 발명 실시예에 따른 공작기계 가공 시스템 중 메인제어부의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
도 9는 본 발명 실시예에 따른 공작기계 가공 시스템의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
도 10은 본 발명 제4실시예에 따른 공작기계 가공 시스템의 평면배치도이다.
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 공작기계 가공 시스템의 평면배치도이다.
본 발명에 따른 공작기계 가공 시스템(10)은 공급된 소재를 가공하는 복수의 공작기계(100,110,120), 복수의 공작기계(100,110,120) 중 어느 하나의 공작기계에 소재를 공급하는 소재공급 셀유니트(200) 및 공작기계에 공급될 소재 및 복수의 공작기계(100,110,120) 중 어느 하나의 공작기계가 가공하여 가공이 완료된 가공물을 수납하는 소재 가공물 수납스테이션(300)을 포함하여 이루어진다.
소재가공물 수납스테이션(300)은 복수의 수평 수납셀(302, 304, 306, 308, 310, 312) 및 복수의 수직 수납셀(320, 330, 340 도2 참조)을 포함하여 이루어진다.
복수의 공작기계(100, 110, 120)는 제1공작기계(100), 제2공작기계(110) 및 제3공작기계(120)를 포함한다. 제1공작기계(100)는 제1소재수납부(102) 및 제1공작기계 제어부(109)를 포함하고, 제2공작기계(110)는 제2소재수납부(112) 및 제2공작기계 제어부(119)를 포함하며, 제3공작기계(120)는 제3소재수납부(122) 및 제3공작기계 제어부(129)를 포함한다.
복수의 공작기계(100,110,120)은 다양한 종류의 공작기계로 이루어 질 수 잇고, 예를들어, 제1공작기계(100)는 선반이고, 제2공작기계(110)는 밀링이며 제3공작기계(120)는 CNC머신으로 이루어질 수 있다. 하지만, 본 발명은 공작기계의 종류에 한정되지 않고 모든 종류의 공작기계를 포함한다.
본 발명에 사용되는 소재공급셀유니트(200)는 복수의 공작기계들(100,110,120)에게 소재 및 가공물을 공급한다.
소재는 초기에 소재 가공물 수납스테이션(300)중 복수의 수평 수납셀(302, 304, 306, 308, 310, 312) 혹은 복수의 수직 수납셀(320, 330, 340 도2 참조) 중 어느 한 수납셀에 수납되어 있다.
각각의 수납셀은 서로 다른 규격의 소재를 수납하거나 혹은 복수의 공작기계(100,110,120)에 의해 가공이 완료된 가공물분만 아니라, 되거나 가공이 진행 중인 반제품 가공물이 수납될 수도 있다.
본 발명의 소재공급셀유니트(200)는 수평축방향(X축 방향)을 기준으로 좌측에 복수의 공작기계(100, 110, 120)가 설치되고, 우측에 소재 가공물 수납스테이션(300)을 배치하여, 소재 가공물 수납스테이션(300)의 수평 수납셀(302, 304, 306, 308, 310, 312) 및 복수의 수직 수납셀(320, 330, 340 도2 참조)에 수납된 다양한 종류의 소재를 픽업하여 복수의 공작기계 중 어느 하나의 공작기계에 X축 방향을 통하여 공급한다. 따라서, 소재공급의 행정거리가 단축되고 빠른 시간에 공급이 가능하다.
본 발명은 소재공급셀유니트(200)의 제1수평축방향(X축 방향)을 기준으로 우측에 복수의 공작기계(100, 110, 120)가 설치되고, 좌측에 소재 가공물 수납스테이션(300)을 배치하는 것도 본 발명에 포함된다.
본 발명의 소재공급셀유니트(200)는 제1수평축방향(X축방향)과 직각 방향인 제2수평축방향(Y축방향)을 향하여 연장되는 수평가이드레일(230)을 가지는 소재공급셀유니트 프레임부(260)를 포함한다.
본 발명의 소재공급셀유니트(200)는 수평가이드레일(230)을 따라 제2수평축방향(Y축방향)으로 이송하는 제1수직축타워(210) 및 제1수직축타워(210)에 설치된수직가이드레일(240)을 따라 수직방향으로 이송 가능한 제1소재픽업유니트(220)를 포함한다.
제1소재픽업유니트(220)는 연결프레임(228)을 통하여 제1수직축타워(210)에 연결된다.
제1소재픽업유니트(220)는 제1수평축방향(X축방향)의 우측에 설치된 소재가공물 수납스테이션(300)과 적어도 하나의 공작기계(100, 110, 120) 사이를 왕복하면서 소재가공물 수납스테이션(300)에 수납된 소재를 적어도 하나의 공작기계(100, 110, 120)에 공급한다.
제1소재픽업유니트(220)는 혹은 적어도 하나의 공작기계(100, 110, 120)에 의해 가공이 완료된 가공물을 소재가공물 수납스테이션(300)에 수납한다.
제1소재픽업유니트(220)는 적어도 하나의 공작기계(100, 110, 120) 중 제1공작기계(100)에 의해 가공이 완료된 가공물을 제1공작기계(110) 혹은 제2공작기계(120)에 공급하는 것도 가능하다.
제1소재픽업유니트(220)는 제1수평축방향(X축방향)으로 왕복하는 수평왕복슬라이드(222) 및 이 수평왕복슬라이드(222)로부터 소재가공물 수납스테이션(300) 방향으로 연장되거나, 적어도 하나의 공작기계(100, 110, 120) 방향으로 연장되는 한 쌍의 소재픽업 가이드바(226)를 포함하여 이루어진다.
한 쌍의 소재픽업 가이드바(226)에는 소재 혹은 가공물(W)이 지지된다.
본 발명의 제1소재픽업유니트(220)는 소재가공물 수납스테이션(300) 방향으로 연장되어 소재를 픽업하여, 복수의 공작기계(100, 110, 120) 방향으로 연장되어, 그 중 어느 하나의 공작기계인 제1공작기계(110)의 제1소재수납부(102)에 공급한다.
제1공작기계(110)는 제1소재수납부(102)에 공급된 소재를 픽업하여 가공을 개시한다.
제1공작기계(110)에서 가공이 완료된 소재는 제1소재픽업유니트(220)를 이용하여 픽업하여 제2공작기계(110)에 추가로 공급하여 가공하거나, 소재가공물 수납스테이션(300) 방향으로 연장하여 복수의 수평 수납셀(302, 304, 306, 308, 310, 312) 및 복수의 수직 수납셀(320, 330, 340 도2 참조) 중 어느 하나의 수납셀에 수납한다.
한편, 제1공작기계(100)는 제1공작기계제어부(109)를 포함하고, 제2공작기계(110)는 제2공작기계제어부(119)를 포함하고, 제2공작기계(120)는 제3공작기계제어부(129)를 각각 포함한다.
각각의 공작기계제어부(109,119,129)는 서로 통신하면서 상태신호를 전달 할 수 있다.
소재공급셀유니트(200)는 마찬가지로 소재공급셀유니트제어부(290)을 가지고, 소재가공물 수납스테이션(300)은 소재가공물수납스테이션 제어부(390)를 추가로 가지며, 이 제어부들(290,390)은 서로 통신이 가능하다.
본 발명의 공작기계 가공 시스템(10)은 메인제어부(400)를 포함하여 이루어진다.
메인제어부(400)은 제1공작기계제어부(109), 제2공작기계제어부(119), 제3공작기계제어부(129), 소재공급셀유니트제어부(290) 및 소재가공물수납스테이션 제어부(390)와 통신하여 복수의 공작기계(100,110,120), 소재공급셀유니트(200) 및 소재가공물 수납스테이션(300)의 각각의 상태를 수신하여 저장하고 각 상태에 따라 적합한 제어를 수행한다.
본 발명의 제1소재픽업유니트(220)는 소재가공물 수납스테이션(300)으로부터 소재를 픽업하여 X축방향으로 이동하여 제1공작기계(100)에 소재를 공급한다.
제1수직축타워(210)가 Y축 방향으로 이동하면 제1소재픽업유니트(220)는 소재가공물 수납스테이션(300)의 복수의 수평 수납셀 중 어느 하나를 선택하여 소재를 픽업한다.
마찬가지로, 제1수직축타워(210)가 Y축 방향으로 이동하여 제1소재픽업유니트(220)가 제1공작기계(100)에 소재를 투입할 지, 제2공작기계(110)에 소재를 투입할 지 결정한다.
한편, 제1소재픽업유니트(220)가 Z축 방향으로 이동하여 소재가공물 수납스테이션(300)의 복수의 수직 수납셀 중 어느 수납셀을 선택할 것인지 결정할 수 있고, 제1공작기계 및 제2공작기계 측의 높이를 마찬가지로 조절 할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 공작기계 가공 시스템의 정면배치도이다.
본 발명의 공작기계 가공 시스템(10)은 소재공급셀유니트(200)를 중심으로 수평축방향(X축 방향)의 좌측에는 복수의 공작기계(100, 110, 120)가 설치되고, 우측에는 소재 가공물 수납스테이션(300)이 배치된다.
소재 가공물 수납스테이션(300)은 복수의 수평 수납셀(302, 304, 306, 308, 310, 312) 및 복수의 수직 수납셀(320, 330, 340)을 가진다.
도 2에서는, 좌측에 제1공작기계(100) 및 우측에 소재 가공물 수납스테이션(300)의 복수의 수직 수납셀(320, 330, 340)을 보여준다.
본 발명의 소재공급셀유니트(200)는, 소재공급셀유니트 프레임부(260), 제1수직축타워(210) 및 제1소재픽업유니트(220)를 포함하고, 제1소재픽업유니트(220)는 수직가이드레일(240)을 따라 수직방향으로 이송 가능하다.
본 발명의 소재공급셀유니트(200)는, 예를들어, 제1소재픽업유니트(220)를 이용하여 소재 가공물 수납스테이션(300)의 수직 수납셀(320)에 수납된 소재(W)를 제1공작기계(100)의 제1소재수납부(102)에 공급하고, 가공이 완료된 가공물(W)을 팔레트(P) 상에 장착하여 소재 가공물 수납스테이션(300)의 수직 수납셀(320)에 수납한다.
제1공작기계(100)의 제1소재수납부(102)와 수직 수납셀(320)와의 높이 차이는 제1소재픽업유니트(220)를 수직가이드레일(240)을 따라 수직방향으로 이송하여 해결한다.
도면 상에서 제1공작기계(100)의 제1소재수납부(102)의 높이와 수직 수납셀(320)의 높이가 같은 것으로 도시하였으나, 실제로는 높이 차이가 있을 수 있고, 제1소재픽업유니트(220)가 소재를 소재 가공물 수납스테이션(300)에서 픽업하여 제1공작기계(100)의 제1소재수납부(102)로 이송하면서 수직방향으로 높이 조절이 동시에 이루어진다.
소재공급셀유니트 프레임부(260)의 하단에는 한 쌍의 고정부(216)를 이용하여 하부에 고정된다.
한편, 소재공급셀유니트 프레임부(260)의 하부에 움직이는 바뀌 혹은 전동륜을 설치하여 소재공급셀유니트(200)가 복수의 공작기계(100, 110, 120) 및 소재 가공물 수납스테이션(300) 사이를 이동하면서 소재 및 가공물을 공급하거나 회수하는 실시예도 본 발명에 포함된다.
도 3은 본 발명에 따른 소재공급 셀유니트의 소재픽업유니트에서 소재를 픽업하는 상태를 보여주는 사시도이다.
본 발명에 따른 제1소재픽업유니트(220)는 제1수평축방향(X축방향)으로 왕복하는 수평왕복슬라이드(222) 및 이 수평왕복슬라이드(222)로부터 소재가공물 수납스테이션(300) 방향으로 연장되거나, 적어도 하나의 공작기계(100, 110, 120) 방향으로 연장되는 한 쌍의 소재픽업 가이드바(226)를 포함하여 이루어진다.
도 3은 본 발명에 따른 제1소재픽업유니트(220)가 X축방향으로 수평왕복슬라이드(222) 및 이 수평왕복슬라이드(222)로부터 소재가공물 수납스테이션(300) 방향으로 한 쌍의 소재픽업 가이드바(226)가 연장된 모습을 보인다.
한 쌍의 소재픽업 가이드바(226)에는 소재 혹은 가공물(W)이 안착된다. 소재 혹은 가공물(W)의 형상은 원형, 직각 등의 다양한 형태를 보일 수 있고, 도면은 원형으로 단순화 하여 표현 한 것이다.
본 발명은 소재 혹은 가공물(W)이 팔레트(P)에 안착되는 것도 포함한다. 소재 혹은 가공물은 설계된 형상에 따라 다양한 형상을 가진다. 다양한 형상의 소재 혹은 가공물이 팔레트(P)에 안착되어 복수의 공작기계(100,110,120)에 공급되거나, 소재 가공물 수납스테이션(300)에도 팔레트(P) 상에 적치되어 안착된다면 소재픽업 가이드바(226)에 특화된 형태의 팔레트(P)를 이용하여 모든 형상의 소재 및 가공물을 처리 하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명의 소재픽업 가이드바(226)는 팔레트(P)의 형상이 하측으로 가이드바(226) 사이로 통과하고 상측은 가이드바(226)에 지지되는 형상으로 제작하고 팔레트(P)에 적치된 소재 혹은 가공물을 공작기계(100,110,120) 혹은 소재 가공물 수납스테이션(300)에 공급한다.
한편, 본 발명에 사용하는 소재픽업유니트(220)는 중앙에서 좌우로 연장되는 제1수평왕복슬라이드(222) 및 제1수평왕복슬라이드(222)에서 좌우로 연장되는 제1소재픽업 가이드바(224)로 이루어지고, 제1수평왕복슬라이드(222) 내부에는 구동원인 모터, 기어, 체인 등의 구동 수단이 매개로하여 수평으로 왕복 이동한다.
제1수평왕복슬라이드(222)의 상측은 소재 혹은 가공물(W)이 통과 할 수 있도록 상측이 오픈된 형상을 가진다.
이와 같은 형상의 소재픽업유니트(220)는 가장 빠른 시간에 소재를 공작기계(100,110,120)에 공급하고, 가장 빠른 시간에 가공물을 소재 가공물 수납스테이션(300)에 수납함으로써 공작기계의 대기시간을 최소화 한다.
도 4는 본 발명 제2실시예에 따른 공작기계 가공시스템의 정면배치도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 공작기계 가공 시스템(10)은 소재공급셀유니트(200)를 중심으로 좌측에는 복수의 공작기계(100, 110, 120)가 설치되고, 우측에는 소재 가공물 수납스테이션(300)이 배치되는 것은 제1실시예와 동일하다.
본 발명의 제2실시예에 따른 소재공급셀유니트(200)는, 소재공급셀유니트 프레임부(260), 제1수직축타워(210), 제1소재픽업유니트(220) 및 제2소재픽업유니트(220-1)를 포함한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 소재공급셀유니트(200)는 두 개의 소재공급픽업유니트(220, 220-1)를 사용한다. 제1소재픽업유니트(220) 및 제2소재픽업유니트(220-1)는 각각 수직가이드레일(240)을 따라 수직방향으로 이송한다.
본 발명 제2실시예에 따른 공작기계 가공 시스템(10)은 두 개의 두 개의 소재픽업유니트 중 어느 하나를 이용하여 새로운 소재를 공작기계에 공급하고, 다른 하나를 이용하여 가공이 완료된 가공물을 소재 가공물 수납스테이션(300)에 수납한다.
특히, 제1공작기계(100)의 가공이 완료되기 일정 시간 이전에, 예를 들어, 제1소재픽업유니트(220)는 미리 소재를 픽업하여 제1공작기계(100)와는 이격된 위치에 대기하고 있고, 제1공작기계(100)의 가공이 완료되면 제2소재픽업유니트(220-1)를 이용하여 가공이 완료된 가공물을 픽업하여 소재 가공물 수납스테이션(300)의 특정 수납공간으로 이송시키고, 이 제2소재픽업유니트(220-1)의 이송과 겹쳐지는 시간 프레임에 미리 대기하고 있든 제1소재픽업유니트(220)를 제1공작기계(100)에 접근시켜 소재를 공급한다.
따라서, 본 발명 제2실시예는 제1공작기계(100)의 가공완료 후 새로운 소재를 공급받는 대기시간을 획기적으로 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명 제3실시예에 따른 공작기계 가공시스템의 평면배치도이다.
발명에 제3실시예에 따른 공작기계 가공 시스템(10)은 복수의 공작기계(100,110,120), 두 개의 수직축타워(210,212) 및 두 개의 소재픽업유니트(220,250) 및 소재 가공물 수납스테이션(300)을 포함하여 이루어진다.
본 발명 제3실시예에 따른 공작기계 가공 시스템(10)은 제1수직축타워(210)에 설치된 제1수직가이드레일(240)을 따라 수직방향으로 이송 가능한 제1소재픽업유니트(220)와 제2수직축타워(212)에 설치된 제2수직가이드레일(242)을 따라 수직방향으로 이송 가능한 제3소재픽업유니트(250)를 포함한다.
제1소재픽업유니트(220)는 연결프레임(228)을 통하여 제1수직축타워(210)에 연결되고, 제3소재픽업유니트(250)는 연결프레임(258)을 통하여 제2수직축타워(212)에 연결된다.
본 발명 제3실시예도, 마찬가지로, 공작기계 가공 시스템(10)은 두 개의 소재픽업유니트 중 어느 하나를 이용하여 새로운 소재를 공작기계에 공급하고, 다른 하나를 이용하여 가공이 완료된 가공물을 소재 가공물 수납스테이션(300)에 수납한다.
제1공작기계(100)의 가공이 완료되기 일정 시간 이전에, 예를 들어, 가공 완료 20초 전에 제1소재픽업유니트(220)는 미리 소재를 픽업하여 제1공작기계(100)와는 이격된 위치에 대기하고 있고, 제1공작기계(100)의 가공이 완료되면 제3소재픽업유니트(250)를 이용하여 가공이 완료된 가공물을 픽업하여 소재 가공물 수납스테이션(300)의 특정 수납공간으로 이송시키고, 이 제3소재픽업유니트(250)의 이송과 겹쳐지는 시간 프레임에 미리 대기하고 있든 제1소재픽업유니트(220)를 제1공작기계(100)에 접근시켜 소재를 공급한다.
도 6은 본 발명 제3실시예에 따른 공작기계 가공 시스템 중 소재공급셀유니트의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
제1공작기계(100)는 가공 동작을 위한 레디상태에 돌입한다. (S10)
제2공작기계(110)는 가공 동작을 위한 레디상태에 돌입한다. (S20)
제1소재픽업유니트(220)를 이용하여 소재 가공물 수납스테이션(300)에서 소재를 픽업한다. (S30)
제1소재픽업유니트(220)는 X축방향으로 이송하고 적절한 높이로 조절되어 제1공작기계(100)에 소재를 공급한다. (S40)
제3소재픽업유니트(250)는 마찬가지로 소재 가공물 수납스테이션(300)에서 소재를 픽업한다. (S50)
제3소재픽업유니트(250)는 X축방향으로 이송하고 적절한 높이로 조절되어 제2공작기계(110)에 소재를 공급한다. (S60)
제1공작기계(100)가 가공이 완료되었는지 모니터링한다. (S70)
제1공작기계(100)에서 가공이 완료되면, 제1소재픽업유니트(220) 및 제3소재픽업유니트(250) 중 아이들인 소재픽업유니트를 제1공작기계(100)에 접근하여 가공물을 픽업한다. (S80)
제1소재픽업유니트(220) 및 제3소재픽업유니트(250) 중 다른 소재픽업유니트는 새로운 소재를 픽업하여 제1공작기계(100)에 공급한다. (S90)
이때, 제1공작기계(100)의 가공완료 임의의 시간 전에, 예를 들어, 가공완료 10초 전에, 제1소재픽업유니트(220) 및 제3소재픽업유니트(250) 중 어느 하나의 소재픽업유니트를 구동하여 미리 소재를 픽업하고 제1공작기계(100)의 위치에 이격한 장소에서 대기할 수 있다.
이때에는 미리 픽업한 소재픽업유니트 이외의 다른 소재픽업유니트를 이용하여 가공물을 픽업한다.
미리 소재를 픽업한 소재픽업유니트는 다른 소재픽업유니트가 가공물을 소재가공물 수납수테이션(300)에 수납 하는 같은 시간대에 소재를 공작기계에 공급 할 수 있다.
한편, S100 단계에서, 제2공작기계(110)가 가공이 완료되었는지 모니터링한다. (S100)
제1소재픽업유니트(220) 및 제3소재픽업유니트(250)가 동작 중 인지 모니터링한다. (S110)
제1소재픽업유니트(220) 및 제3소재픽업유니트(250)가 동작 중이 아니라면, 먼저 종료된 소재픽업유니트를 이용하여 제2공작기계(110)에 접근시키고 가공물을 픽업한다. (S120)
다른 소재픽업유니트를 이용하여 소재 가공물 수납스테이션(300)에서 새로운 소재를 픽업하고 제2공작기계(110)에 공급한다. (S130)
가공물을 픽업한 소재픽업유니트를 소재가공물 수납스테이션(300)으로 이송하여 가공물을 수납한다. (S140)
도 7은 본 발명 실시예에 따른 공작기계 가공 시스템 중 소재공급셀유니트의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
소재공급 셀유니트(200)의 소재공급셀유니트 제어부(290)는 복수의 공작기계 중 어느 하나의 공작기계인 제1공작기계(100)의 가공완료 시간을 예측한다. (S200)
소재공급 셀유니트(200)의 소재공급셀유니트 제어부(290)는 제1공작기계(100)의 제1공작기계 제어부(109)와 직접 통신하거나, 메인제어부(400)와 통신하여 제1공작기계(100)의 현재의 상태를 파악하고, 제1공작기계(100)의 가공완료 시간을 예측한다.
소재공급 셀유니트(200)의 소재공급셀유니트 제어부(290)는 복수의 공작기계 중 어느 하나의 공작기계인 제2공작기계(110)의 가공완료 시간을 예측한다. (S210)
소재공급 셀유니트(200)의 소재공급셀유니트 제어부(290)는 제2공작기계(110)의 제2공작기계 제어부(119)와 직접 통신하거나, 메인제어부(400)와 통신하여 제2공작기계(110)의 가공완료 시간을 예측한다.
소재공급셀유니트 제어부(290)는 제1공작기계(100)의 가공완료 임의 시간 전에 도달하였는지 확인한다. (S220)
여기서 임의의 시간은 가공완료 전의 10초 전, 1분 전 등으로 다양한 시간대를 설정할 수 있다. 특히, 소재픽업유니트(220, 220-1)가 소재 가공물 수납스테이션(300)에서 소재를 픽업하는 것에 소요되는 시간을임의의 시간으로 설정 할 수 있다.
제1공작기계(100)의 가공완료 임의 시간 전에 도달하면, 제1소재픽업유니트(220)는 소재가공물 수납스테이션(300)에서 소재를 미리 픽업하고 제1공작기계(100)로부터 일정거리 이격된 위치에서 대기한다. (S230)
제2소재픽업유니트(220-1)를 제1공작기계(100)의 인접한 위치로 이송한다. (S240)
소재공급 셀유니트(200)는 제1공작기계(100)의 인접 위치에서 제1공작기계(100)의 가공완료를 기다린다. (S250)
제1공작기계(100)의 가공이 완료되면, 대기 중인 제2소재픽업유니트(220-1)를 이용하여 가공이 완료된 가공물을 픽업한다. (S260)
어어서, 미리 소재를 픽업하고 대기하던 제1소재픽업유니트(220)는 제1공작기계(100)에게 소재를 공급한다. 이때 제2소재픽업유니트(220-1)는 제1공작기계(100)의 픽업위치에서 소재가공물 수납스테이션(300)에 적재하기 위하여 수납셀 위치로 이동한다. (S270)
제2소재픽업유니트(220-1)는 가공물을 소재가공물 수납스테이션(300)에 적재를 완료한다. (S280)
따라서, 본 발명은 제1공작기계(100)가 가공물을 가공 완료한 후 새로운 소재를 기다리는 시간 없이 즉시 공급받아서 대기시간이 최소화하는 제1공작기계(100)의 운용이 가능하다.
도 8은 본 발명 실시예에 따른 공작기계 가공 시스템 중 메인제어부의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
메인제어부(400)는 제1공작기계(100)의 제1공작기계 제어부(109), 제2공작기계(110)의 제2공작기계 제어부(119), 제3공작기계(120)의 제2공작기계 제어부(129), 소재공급셀유니트 제어부(290) 및 수납스테이션 제어부(390)와 통신한다.
메인제어부(400)는 제1공작기계 제어부(109)로부터 제1공작기계(100)의 상태신호를 수신한다. (S300)
메인제어부(400)는 제1공작기계(100)의 상태신호를 소재공급셀유니트 제어부(290)로부터 수신할 수도 있다.
메인제어부(400)는 제2공작기계 제어부(119)로부터 제2공작기계(110)의 상태신호를 수신한다. (S310)
메인제어부(400)는 제1공작기계(100) 및 제2공작기계(110) 중 어느 공작기계가 문제가 발생하였는지를 모니터링 한다. (S320)
특정의 공작기계에 문제가 발생하였다면 문제가 발생한 공작기계의 이름, 상태, 문제유형 등에 관한 정보를 소재공급셀유니트 제어부(290)에 전송한다. (S330)
본 발명의 메인제어부(400)는 복수의 공작기계 중 어느 공작기계에 문제가 발생하였는지를 모니터링 하고, 문제 공작기계의 ID, 문제유형, 발생시간, 조치사항 등에 관하여 명령을 전송한다. 물론 이러한 정보는 메인제어부(400))에 동시에 기록된다.
도 9는 본 발명 실시예에 따른 공작기계 가공 시스템의 동작상태를 보여주는 플로우챠트이다.
소재공급셀유니트 제어부(290)는 복수의 공작기계 중 문제가 발생한 공작기계에 대한 정보를 수신하여 파악한다. (S400)
문제가 발생한 공작기계에서 가공중인 가공물을 픽업하도록 복수의 소재픽업유니트 중 문제 발생 공작기계를 액세스 하는 것에 가장 적합한 소재픽업유니트를 구동한다. (S410)
문제가 발생한 공작기계에서 가공중인 가공물을 소재가공물 수납스테이션(300)의 특정한 수납셀에 수납한다. (S420)
따라서, 소재가공물 수납스테이션(300)의 특정한 수납셀에는 소재의 가공이 진행 중이며 아직 완성되지 않은 가공물이 수납된다.
소재공급셀유니트 제어부(290)는 완성되지 않은 가공물의 수납된 수납셀의 정보, 가공기계정보, 가공물 정보 등에 관한 상태정보를 기록한다. (S430)
문제가 발생한 공작기계에는 새로운 소재가 공급되지 않도록 설정한다. (S440)
소재공급셀유니트 제어부(290)는 새로운 설정 상태 및 공작기계상태 및 소재 가공물 수납스테이션(300)의 상태 정보를 메인제어부(400)에 전송한다.
메인제어부(400)는 수신 받은 상태정보를 저장한다.
만약에 문제가 발생한 공작기계를 이용하지 않고도 소재의 가공이 완성 가능한 경우에는 문제가 발생한 공작기계는 제외하고 다른 공작기계를 이용하여 문제가 발생한 공작기계의 가공을 대체하도록 변경 할 수 있다.
만약에 문제가 발생한 공작기계의 가공이 어느 특정 소재의 가공에 있어서 필수적인 경우에는, 문제가 발생한 공작기계의 가공을 제외한 나머지를 전부 수행한 후, 가공물을 소재 가공물 수납스테이션(300)의 또 다른 특정의 수납셀에 수납하고, 문제가 발생한 공작기계의 수리 후 추가적인 가공을 실시 할 수 있다.
도 10은 본 발명 제4실시예에 따른 공작기계 가공 시스템의 평면배치도이다.
본 발명 제4실시예는 공작기계 가공 시스템의 평면배치도에 있어서 각각의 공작기계의 가공작동음을 감지하는 복수의 마이크(108,118,128)를 추가로 포함하여 이루어진다.
제1공작기계(100)는 제1마이크(108)를 추가로 포함하고, 제1마이크(108)는 제1공작기계(100)의 가공 상태에 따른 가공작동음을 감지한다.
제2공작기계(110)는 제2마이크(118)를 추가로 포함하고, 제2마이크(118)는 제2공작기계(110)의 가공 상태에 따른 가공작동음을 감지한다.
마찬가지로, 제3공작기계(120)는 제3마이크(128)를 추가로 포함하고, 제3마이크(128)는 제3공작기계(120)의 가공 상태에 따른 가공작동음을 감지한다.
이상과 같은 제1마이크(108), 제2마이크(118) 및 제3마이크(128)는 공작기계(100,110,120)의 내부 혹은 외부의 임의의 위치에 각각의 공작기계의 가공 작동음을 가장 잘 감지 할 수 있는 위치에 설치한다.
마이크의 숫자는 복수 개 혹은 한 개를 설치하는 것도 가능하므로 본 발명은 마이크의 설치 숫자에 한정되지 않는다.
공작기계의 가공작동음을 감지한 마이크의 신호는 메인제어부(400), 수납스테이션 제어부(390) 혹은 소재공급셀유니트 제어부(290)에 전송되고, 마이크의 신호를 수신한 제어부(400,390,290)는 적어도 하나의 마이크로부터의 수신한 가공작동음이 미리 저장된 정상작동음의 범위 내에 있는지 여부를 판단한다.
이와 같은 판단은 어느 한 제어부에 의하여, 예를 들어, 메인제어부(300)에 의하여 이루어 질수도 있다. 혹은 소재공급셀유니트 제어부(290)에 의해서도 이루어 질 수 있다.
만약에 적어도 하나의 마이크로부터의 수신한 가공작동음이 미리 저장된 정상작동음의 범위 내에 있다면, 공작기계(100,110,120)에 의하여 가공된 가공물은 소재가공물 수납스테이션(300) 중 미리 정해진 정상수납영역에 수납한다.
만약에 정상작동음의 범위 외에서 가공된 가공물은 소재가공물 수납스테이션(300) 중 미리 정해진 관리수납영역에 수납하도록 제어한다.
마찬가지로 이와 같은 제어는 메인제어부(400), 수납스테이션 제어부(390) 및 소재공급셀유니트 제어부(290) 중 어느 한 제어부에 의하여 수행 가능하다.
본 발명은 위 실시예 이외에도 다양한 변형이 가능하며, 따라서 본 발명은 위 실시예에 한정되지 않는다.
10 : 공작기계 가공 시스템
100 : 제1공작기계
102 : 제1소재수납부
108 : 제1마이크
109 : 제1공작기계 제어부
110 : 제2공작기계
112 : 제2소재수납부
118 : 제2마이크
119 : 제2공작기계 제어부
120 : 제3공작기계
122 : 제3소재수납부
128 : 제3마이크
129 : 제3공작기계 제어부
200 : 소재공급 셀유니트
210 : 제1수직축 타워
216 : 고정부
210-1 : 제2수직축 타워
220 : 제1소재픽업유니트
220-1 : 제2소재픽업유니트
222 : 제1수평왕복슬라이드
222-1 : 제2수평왕복슬라이드
224, 226 : 제1소재픽업 가이드바
224-1, 226-1 : 제2소재픽업 가이드바
228 : 연결프레임
230 : 수평 가이드레일
240 : 제1수직가이드레일
242 : 제2수직가이드레일
250 : 제3소재픽업유니트
252 : 제3수평왕복슬라이드
254, 256 : 제3소재픽업 가이드바
260 : 소재공급셀유니트 프레임부
290 : 소재공급셀유니트 제어부
300 : 소재 가공물 수납스테이션
302,304,306,308,310,312 : 복수의 수평 수납셀
320,330,340 : 복수의 수직 수납셀
390 : 수납스테이션 제어부
400 : 메인제어부
W : 소재 혹은 가공물
P : 팔레트

Claims (7)

  1. 공작기계 가공 시스템에 있어서,
    소재수납부를 가지고 상기 소재수납부를 통하여 공급된 소재를 가공하는 적어도 하나의 공작기계;
    상기 적어도 하나의 공작기계의 인접한 위치에 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재공급셀유니트; 및
    상기 소재공급셀유니트의 인접한 위치에 상기 제1수평축방향을 향하여 설치되는 소재가공물 수납스테이션을 포함하고,
    상기 소재공급셀유니트는, 상기 제1수평축방향과 직각 방향인 제2수평축방향을 향하여 연장되는 수평가이드레일을 가지는 소재공급셀유니트 프레임부, 상기 소재공급셀유니트 프레임부에 장착되고 상기 수평가이드레일을 따라 상기 제2수평축방향으로 이송 가능하며 수직방향으로 연장되는 수직가이드레일을 가지는 수직축타워 및 상기 수직축타워에 설치되어 상기 수직가이드레일을 따라 수직방향으로 이송 가능한 소재픽업유니트를 포함하고,
    상기 소재픽업유니트는 상기 제1수평축방향으로 상기 소재가공물 수납스테이션과 상기 적어도 하나의 공작기계 사이를 왕복하면서 상기 소재가공물 수납스테이션에 수납된 소재를 상기 적어도 하나의 공작기계에 투입하거나, 상기 적어도 하나의 공작기계에 의해 가공이 완료된 가공물을 상기 소재가공물 수납스테이션에 수납하고,
    상기 소재픽업유니트는,
    상기 제1수평축방향으로 왕복하는 수평왕복슬라이드, 및
    상기 수평왕복슬라이드로부터 상기 소재가공물 수납스테이션 방향 및 상기 적어도 하나의 공작기계 방향으로 연장되는 한쌍의 소재픽업 가이드바를 추가로 포함하고,
    상기 한쌍의 소재픽업 가이드바에는 상기 소재 혹은 상기 가공물이 수납되고,
    상기 수직축타워에 상기 수직가이드레일을 따라 두 개의 상기 소재픽업유니트가 설치되고,
    상기 적어도 하나의 공작기계의 작업과 연동하며 상기 소재공급셀유니트에 설치된 소재공급셀유니트 제어부를 추가로 포함하고,
    상기 소재공급셀유니트 제어부는 상기 적어도 하나의 공작기계의 가공이 완료되기 전, 상기 두 개의 소재픽업유니트 중 어느 하나의 소재픽업유니트를 이용하여 상기 소재가공물 수납스테이션에 적재된 상기 소재를 미리 픽업하고, 상기 적어도 하나의 공작기계로부터 가공이 완료되면 상기 다른 소재픽업유니트를 이용하여 가공이 완료된 상기 가공물을 픽업하여 상기 소재가공물 수납스테이션에 수납하며, 상기 다른 소재픽업유니트의 상기 가공물의 수납 중에 상기 어느 하나의 소재픽업유니트를 이용하여 상기 소재를 상기 적어도 하나의 공작기계에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계 가공 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소재공급셀유니트 프레임부에는 상기 수평가이드레일을 따라 두 개의 상기 수직축타워가 설치되고, 상기 두 개의 수직축타워에는 각각 상기 소재픽업유니트가 설치된 것을 특징으로 하는 공작기계 가공 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소재공급셀유니트 제어부, 상기 적어도 하나의 공작기계 및 상기 소재가공물 수납스테이션과 통신하는 메인제어부를 추가로 포함하고,
    상기 메인제어부는 상기 적어도 하나의 공작기계의 문제발생에 대한 상태신호를 상기 소재공급셀유니트 제어부에 전송하고,
    상기 소재공급셀유니트 제어부는 상기 문제발생에 대한 상태신호에 대응하여 상기 적어도 하나의 공작기계 중 문제가 발생한 공작기계에서 가공중인 가공물을 픽업하여 상기 소재 가공물 스테이션의 특정의 수납셀에 수납하고 상기 수납정보를 기록하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계 가공 시스템.
  7. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100834919B1 (ko) * 2008-03-18 2008-06-03 유학현 공작기계의 소재공급 및 가공물 취출장치

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