KR102099474B1 - Method and Apparatus for Generating Tool Path - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공구 경로 생성 방법 및 장치에 관한 것으로서, 공구 이미지 및 가공물 이미지를 촬영하는 촬영부; 가공 도면 정보를 입력받는 입력부; 및 상기 촬영부를 통해 촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 산출하고, 산출된 가공물 형상 정보 및 상기 입력부를 통해 입력된 가공 도면 정보를 바탕으로 외경 선삭 가공 및 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산하며, 두 가공 각각에 대한 공구 경로를 생성하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a method and apparatus for generating a tool path, comprising: a photographing unit for photographing a tool image and a workpiece image; An input unit that receives processing drawing information; And analyzing tool image and workpiece image photographed through the photographing unit to calculate tool shape information and workpiece shape information, respectively, based on the calculated workpiece shape information and machining drawing information input through the input unit. It includes a control unit that calculates one cutting power of the machining and generates a tool path for each of the two machining.

Description

공구 경로 생성 방법 및 장치{Method and Apparatus for Generating Tool Path}Method and Apparatus for Generating Tool Paths {Method and Apparatus for Generating Tool Path}

본 발명은 공구 경로 생성 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라를 이용하여 공구 이미지 및 가공물 이미지를 확보하고, 가공 도면 정보를 바탕으로 공구의 이동 경로에 따른 절삭/입 상황을 확인하여 공구의 이동 경로를 생성 및 제어할 수 있는 공구 경로 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for generating a tool path, and more specifically, to obtain a tool image and a workpiece image using a camera, and to check a cutting / mouth condition according to a movement path of a tool based on the machining drawing information. It relates to a method and apparatus for generating a tool path that can generate and control the movement path of the.

공작 기계와 절삭 공구의 발달로 가공 기술 개발도 가속화되고 있으며, 가공물을 쉽고 편리하게 가공할 수 있다.With the development of machine tools and cutting tools, the development of machining technology is also accelerating, and the workpiece can be processed easily and conveniently.

그러나 종래에는 외경 황/정삭 공정과 복합된 그루빙(Grooving) 공정에서 깊은 홈과 얕은 홈의 복합형 형상의 그루빙 가공시 형상으로 정의된 모든 부문에 대해서 그루빙 가공을 수행함으로써 홈의 깊이가 깊어질수록 절삭력이 기하급수적으로 증가하는 문제점이 있었다.However, in the prior art, in the grooving process combined with the outer diameter sulfur / finishing process, the depth of the groove is performed by grooving for all areas defined as the shape when grooving the complex shape of the deep groove and the shallow groove. There is a problem that the cutting force increases exponentially as it deepens.

또한, 종래에는 작업자가 수동 혹은 특정 프로그램을 사용하여 공구 경로를 생성하여 가공을 수행함으로써 작업자의 숙련도에 따라 상이한 공구 경로 생성 방법이 적용되었다. 이때 수치적인 해석보다는 감각적인 해석을 통해 공구 경로가 생성되어 절삭력 등에 대한 고려가 부족하여 가공 시간의 증가와 공구의 마모, 가공 품질의 하락 등을 초래하게 된다.In addition, in the related art, a tool path generation method has been applied according to the skill of the operator by performing a machining by generating a tool path using an operator manually or using a specific program. At this time, the tool path is generated through the sensory analysis rather than the numerical analysis, and thus the consideration of the cutting force is insufficient, leading to an increase in machining time, wear of the tool, and a decrease in machining quality.

본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그루빙 가공시 가공 도면 정보, 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 바탕으로 터렛에 장착된 공구 등의 정보를 수집하여 공구의 이동 경로에 따른 최적의 공구 경로를 생성하는 공구 경로 생성 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.This specification has been devised to solve the problems as described above, and collects information such as a tool mounted on a turret based on machining drawing information, tool shape information, and workpiece shape information during grooving, and moves the tool to the path of movement of the tool. It is an object to provide a method and apparatus for generating a tool path for generating an optimal tool path accordingly.

본 명세서의 다른 목적은 공구 변경의 최소화와 더불어 그루빙 가공시 발생되는 절삭력을 줄여줌으로써, 가공 표면의 품질 향상과 가공 시간의 단축 효과를 가져오는 공구 경로 생성 방법 및 장치를 제공한다.Another object of the present specification is to provide a method and apparatus for generating a tool path that minimizes tool changes and reduces cutting forces generated during grooving, thereby improving the quality of the machining surface and reducing the machining time.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 제1 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 공구 경로 생성 장치는, 공구 이미지 및 가공물 이미지를 촬영하는 촬영부; 가공 도면 정보를 입력받는 입력부; 및 상기 촬영부를 통해 촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 산출하고, 산출된 가공물 형상 정보 및 상기 입력부를 통해 입력된 가공 도면 정보를 바탕으로 외경 선삭 가공 및 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산하며, 두 가공 각각에 대한 공구 경로를 생성하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, according to a first embodiment of the present specification, a tool path generating device according to the present specification includes: a photographing unit photographing a tool image and a workpiece image; An input unit that receives processing drawing information; And analyzing tool image and workpiece image photographed through the photographing unit to calculate tool shape information and workpiece shape information, respectively, based on the calculated workpiece shape information and machining drawing information input through the input unit. It includes a control unit that calculates one cutting power of the machining and generates a tool path for each of the two machining.

본 명세서의 제2 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 공구 경로 생성 방법은, 공구 이미지 및 가공물 이미지를 촬영한 후, 가공 도면 정보를 입력받는 단계; 촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 산출하는 단계; 산출된 가공물 형상 정보 및 입력된 가공 도면 정보를 바탕으로 외경 선삭 가공 및 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산하는 단계; 및 두 가공 각각에 대한 공구 경로를 생성하는 단계를 포함한다.According to a second embodiment of the present specification, a method for generating a tool path according to the present specification includes: receiving a tool image and a work piece image, and receiving processing drawing information; Analyzing the photographed tool image and the workpiece image to calculate tool shape information and workpiece shape information, respectively; Calculating one cutting power of outer diameter turning and grooving based on the calculated workpiece shape information and input machining drawing information; And creating a tool path for each of the two operations.

이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 카메라를 이용하여 공구 이미지 및 가공물 이미지를 확보하고, 가공 도면 정보를 바탕으로 공구의 이동 경로에 따른 절삭/입 상황을 확인하여 공구의 이동 경로를 생성 및 제어할 수 있는 공구 경로 생성 방법 및 장치를 제공함으로써, 공구 경로의 부적합 등에 의해 발생되는 절삭력의 증가 및 시간적 소요를 최소화할 수 있고, 최적 공구 경로 산출을 통해 가공물의 완성도를 높일 수 있다.As described above, according to the present specification, a tool image and a work piece image are secured by using a camera, and a tool's movement path is generated and controlled by checking the cutting / mouth condition according to the tool's movement path based on the processing drawing information. By providing a method and apparatus for generating a tool path that can be performed, it is possible to minimize an increase in cutting force and time required due to a non-conformity of the tool path, and to increase the completeness of a work piece by calculating an optimal tool path.

또한, 비숙련자도 최적의 공구 경로를 산출할 수 있고, 자동으로 생성된 공구 경로를 바탕으로 가공의 완성도를 높일 수 있다.In addition, even an unskilled person can calculate the optimal tool path and increase the completion of machining based on the automatically generated tool path.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공구 경로 생성 장치의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공구 경로 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a view showing the configuration of a tool path generating device according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing the configuration of a control unit according to an embodiment of the present invention,
3 is a flowchart illustrating a method for generating a tool path according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in this specification should be interpreted as meanings generally understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, unless defined otherwise. It should not be interpreted as a meaning, or an excessively reduced meaning. In addition, when the technical term used in this specification is a wrong technical term that does not accurately represent the spirit of the present invention, it should be understood as being replaced by a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or in context before and after, and should not be interpreted as an excessively reduced meaning.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression used in this specification includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "consisting of" or "comprising" should not be construed as including all of the various components, or various steps described in the specification, among which some components or some steps It may not be included, or it should be construed to further include additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "part" for components used in the present specification are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have a meaning or a role distinguished from each other by itself.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Further, terms including ordinal numbers such as first and second used in the present specification may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements will be given the same reference numbers regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the spirit of the present invention and should not be interpreted as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

본 발명에 따른 공구 경로 생성 장치는 가공에 따른 공구의 절삭날 각(Cs), 절삭 깊이(d), 절삭 두께(t) 및 이송 길이(f)에 대한 바이트의 절삭날 길이(l)의 상관관계를 이용하여 절삭시 발생되는 절삭 동력을 감소시키는 프로세싱을 수행한다. 전술한 각 계수의 상관관계는 다음의 수학식 1, 2와 같다.The apparatus for generating a tool path according to the present invention correlates the cutting edge length (l) of bytes with respect to the cutting edge angle (Cs), the cutting depth (d), the cutting thickness (t), and the feed length (f) of the tool according to machining. The relationship is used to perform processing to reduce cutting power generated during cutting. The correlation of each coefficient described above is as shown in Equations 1 and 2 below.

Figure 112013078180204-pat00001
Figure 112013078180204-pat00001

Figure 112013078180204-pat00002
Figure 112013078180204-pat00002

수학식 1, 2에 의하면, 옆면 절삭날 각이 증가함에 따라 실제 절삭날 길이는 길어지고 절삭 두께는 얇아지므로 바이트에 비해 절삭날 길이당 절삭 동력이 감소하여 공구 수명을 늘릴 수 있다. 즉, 홈 가공보다는 외경 선삭 가공시 절삭 동력이 최소화됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 외경 선삭을 최대화하고, 홈 가공을 최소화함으로써, 최적의 공구 경로를 산출한다.According to Equations 1 and 2, as the side cutting edge angle increases, the actual cutting edge length becomes longer and the cutting thickness becomes thinner, so the cutting power per cutting edge length is reduced compared to the bite, thereby increasing the tool life. That is, it can be seen that the cutting power is minimized when turning the outer diameter rather than the grooving. Accordingly, in one embodiment of the present invention, the optimal tool path is calculated by maximizing outer diameter turning and minimizing grooving.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공구 경로 생성 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a tool path generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공구 경로 생성 장치(100)는 그루빙(Grooving) 가공시 발생되는 절삭력을 줄여주기 위해, 이미지 프로세싱 기법 중 집합 기반의 프로세싱 기법을 활용하여 가공 도면 정보, 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 바탕으로 공구의 이동 경로를 생성한다. 이를 위해, 공구 경로 생성 장치(100)는 촬영부(110), 입력부(120), 제어부(130) 및 출력부(140) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 공구 경로 생성 장치(100)는 가공물을 가공함에 따른 공구 경로를 생성하기 위한 프로그램 등에 의해 동작하는 일종의 컴퓨팅 장치일 수 있으며, 작업자의 컴퓨터 또는 휴대 장치 등에 연결 또는 포함되어 이용될 수 있다. 공구는 예를 들어, 바이트, 드릴, 밀링 커터, 리머, 치절공구(Gear Tooth Cutter), 나사 가공용 공구(Thread Cutter) 및 브로우치(Broach) 등의 다양한 절삭 공구가 이에 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, the tool path generating apparatus 100 according to the present invention utilizes a set-based processing technique among image processing techniques to reduce cutting force generated during grooving, processing drawing information and tools A tool's movement path is generated based on the shape information and the workpiece shape information. To this end, the tool path generating apparatus 100 may include a photographing unit 110, an input unit 120, a control unit 130, and an output unit 140. Here, the tool path generation device 100 may be a kind of computing device operated by a program or the like for generating a tool path by processing a workpiece, and may be used by being connected to or included in a worker's computer or portable device. The tool may include various cutting tools such as a bite, a drill, a milling cutter, a reamer, a gear tooth cutter, a thread cutter, and a broach.

촬영부(110)는 적어도 하나 이상의 카메라를 포함하고, 적어도 하나 이상의 카메라를 이용하여 동작 기계의 공구 및 공구에 의해 가공되는 가공물을 촬영한 후, 촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 제어부(130)로 전송한다. 이러한 촬영부(110)는 공작 기계가 작동하는 동안 실시간으로 공구 및 가공물을 촬영할 수 있으며, 다양한 각도로 공구 및 가공물을 촬영할 수 있다. 한편, 촬영부(110)는 공구 경로 생성 장치(100)에 연결되지 않고, 외부 즉, 공작 기계에 장착되거나 공작 기계 근방에 설치될 수 있다. 이러한 경우, 공구 경로 생성 장치(100)는 통신부(도시되지 않음)를 통해 촬영부(110)에 의해 촬영된 이미지를 수신할 수 있다. 또한, 촬영부(110)는 작업자의 휴대폰을 이용하여 공작 기계를 촬영한 이미지를 공구 경로 생성 장치(100)로 전송할 수도 있다. 만약, 촬영부(110)가 한 방향으로 고정된 경우 다양한 각도로 공구 및 가공물을 촬영하기 위해 통신이 가능한 휴대용 카메라 또는 카메라가 장착된 휴대폰을 이용하여 공구 및 가공물을 촬영할 수 있다.The photographing unit 110 includes at least one camera, and after photographing a tool processed by a tool and a tool of an operating machine using at least one camera, the photographed tool image and the processed image are transferred to the control unit 130 send. The photographing unit 110 may photograph tools and workpieces in real time while the machine tool is operating, and photograph tools and workpieces at various angles. On the other hand, the photographing unit 110 is not connected to the tool path generating device 100, it may be installed outside, that is, mounted on a machine tool or installed in the vicinity of the machine tool. In this case, the tool path generating apparatus 100 may receive an image photographed by the photographing unit 110 through a communication unit (not shown). In addition, the photographing unit 110 may transmit an image of the machine tool to the tool path generation device 100 using a mobile phone of an operator. If the photographing unit 110 is fixed in one direction, the tool and the workpiece may be photographed using a portable camera or a mobile phone equipped with a camera capable of communicating tools and workpieces at various angles.

입력부(120)는 작업자로부터 가공 도면 정보를 입력받고, 입력된 가공 도면 정보를 제어부(130)로 전송한다. 또한, 입력부(120)는 공구 경로 생성에 필요한 정보들 특히, 공구 경로 산출 알고리즘, 카메라 제어 알고리즘, 이미지 산출 알고리즘, 공구 관련 정보 및 가공물 관련 정보를 입력받을 수 있다. 여기서, 입력부(120)는 사용자의 조작에 따라 사용자의 요청이나 정보에 해당하는 사용자 입력 신호를 발생할 수 있다. 또한, 입력부(120)는 현재 상용화되어 있거나 향후 상용화가 가능한 다양한 입력 수단으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 입력부(120)는 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치 스크린 및 터치 패드 등과 같은 일반적인 입력 장치를 포함할 수 있다.The input unit 120 receives the processing drawing information from the operator, and transmits the input processing drawing information to the control unit 130. In addition, the input unit 120 may receive information necessary for tool path generation, in particular, a tool path calculation algorithm, a camera control algorithm, an image calculation algorithm, tool-related information, and workpiece-related information. Here, the input unit 120 may generate a user input signal corresponding to the user's request or information according to the user's operation. In addition, the input unit 120 may be implemented with various input means that are currently commercialized or commercially available in the future. For example, the input unit 120 may include a general input device such as a keyboard, mouse, joystick, touch screen, and touch pad.

제어부(130)는 공구 및 가공물을 촬영하기 위해 카메라 제어 알고리즘에 따라 촬영부(110)를 제어하여 이미지 포커싱 및 화각을 조절한다. 제어부(130)는 촬영부(110)로부터 전송되는 하나 이상의 공구 및 가공물을 포함하는 이미지를 수집하며, 이미지 산출 알고리즘을 통해 수집된 이미지를 분석하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 산출한다.The control unit 130 controls the image capturing unit 110 according to a camera control algorithm to adjust the image focusing and the angle of view in order to photograph the tool and the workpiece. The controller 130 collects images including one or more tools and workpieces transmitted from the photographing unit 110 and analyzes the images collected through the image calculation algorithm to calculate tool shape information and workpiece shape information.

또한, 제어부(130)는 공구 경로 산출 알고리즘에 따라 가공 도면 정보, 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 바탕으로 최적의 공구 경로를 생성한다. 자세하게는, 제어부(130)는 가공물 형상 정보 및 가공 도면 정보를 바탕으로 바이트의 절삭날 각이 지나가는 경로에 따라 1회 절삭 동력을 계산하고, 공구 경로 산출 알고리즘에 따라 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분을 산출하여 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는 경우, 두 가공 중 1회 절삭 동력이 작은 가공 즉, 외경 선삭 가공에 대해 공구 형상으로 가공할 수 있는 최대 점까지 가공하는 공구 경로를 생성한 후, 다른 가공 즉, 홈 가공에 대한 공구 경로를 생성한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 제어부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 처리부(131), 절삭 동력 계산부(132) 및 공구 경로 생성부(133) 등을 포함할 수 있다.In addition, the controller 130 generates an optimal tool path based on the machining drawing information, the tool shape information, and the workpiece shape information according to the tool path calculation algorithm. In detail, the control unit 130 calculates the cutting power once according to the path through which the cutting edge angle of the bite passes based on the workpiece shape information and the machining drawing information, and is processed by outer diameter turning and grooving according to the tool path calculation algorithm If there is no part that is not machined by outer diameter turning and grooving by calculating the part not to be processed, the machining with a small cutting power once, that is, the maximum point that can be machined into a tool shape for external turning After creating the tool path, a tool path for other machining, ie grooving, is created. To this end, the control unit 130 according to the present invention may include an image processing unit 131, a cutting power calculation unit 132, and a tool path generation unit 133, as illustrated in FIG. 2.

이미지 처리부(131)는 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 및 가공물 형상을 파악하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 생성한다.The image processing unit 131 analyzes the tool image and the workpiece image to grasp the tool shape and the workpiece shape, and generates tool shape information and workpiece shape information, respectively.

절삭 동력 계산부(132)는 가공물 형상 정보 및 가공 도면 정보를 바탕으로 바이트의 절삭날 각이 지나가는 경로에 따라 1회 절삭 동력을 계산한다. 자세하게는, 절삭 동력 계산부(132)는 외경 선삭 가공의 1회 절삭 동력을 계산하고, 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산한다.The cutting power calculation unit 132 calculates the cutting power once according to the path through which the cutting edge angle of the bite passes based on the workpiece shape information and the machining drawing information. In detail, the cutting power calculation unit 132 calculates a single cutting power for outer diameter turning and a single cutting power for grooving.

공구 경로 생성부(133)는 공구 경로 산출 알고리즘에 따라 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분을 산출하고, 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는 경우, 두 가공 중 1회 절삭 동력이 작은 가공에 대해 공구 형상으로 가공할 수 있는 최대 점까지 가공하는 공구 경로를 생성하며, 다른 가공에 대한 공구 경로를 생성한다. 여기서, 공구 경로 산출 알고리즘은 하기 수학식 3을 따른다.The tool path generation unit 133 calculates a part that is not machined by outer diameter turning and grooving according to a tool path calculation algorithm, and if there is no part that is not machined by outer diameter turning and grooving, it is cut once during both machining For small-power machining, a tool path for machining to the maximum point that can be machined into a tool shape is created, and a tool path for other machining is generated. Here, the tool path calculation algorithm follows Equation 3 below.

Figure 112013078180204-pat00003
Figure 112013078180204-pat00003

여기서, A는 가공물 형상을 의미하고, B는 공구 형상을 의미하며, E는 공구 경로를 의미한다.Here, A means the shape of the workpiece, B means the shape of the tool, and E means the tool path.

이러한 수학식 3을 적용하면, 공구 형상(B)를 공구 경로(E)의 원소 위치로 이동시켰을 경우, z 방향으로 이동하는 공구 형상(Bz)은 가공물 형상(A)의 원소 안에 있어야 한다. 즉, 공구의 이미지가 가공물 형상의 이미지 안에 들어갈 수 있는 것을 의미하며, 이는 공구의 이미지를 기준으로 공구 경로에 따라 가공물 이미지를 제거(가공)해 나가는 것과 같은 원리이다.When Equation 3 is applied, when the tool shape B is moved to the element position of the tool path E, the tool shape Bz moving in the z direction should be in the element of the workpiece shape A. That is, it means that the image of the tool can fit within the image of the workpiece shape, which is the same principle as removing (processing) the workpiece image according to the tool path based on the image of the tool.

본 발명에 따른 공구 경로 생성 장치(100)는 집합 기반의 이미지 프로세싱을 통해 공구가 지나갈 수 있는 경로와 공구가 지나갈 수 없는 경로를 확인하고, 또한 공구가 지나갈 수 있으나 공구 형상에 의해 또는 공구 경로의 비 최적화에 의해 공구 경로가 설정된 경우, 전술한 과정의 반복 수행을 통해 최적의 공구 경로를 산출할 수 있다.The apparatus 100 for generating a tool path according to the present invention identifies a path that a tool can pass and a path that a tool cannot pass through set-based image processing, and also allows a tool to pass, but is by tool shape or of a tool path. When the tool path is set by non-optimization, it is possible to calculate the optimal tool path through repetition of the above-described process.

출력부(140)는 공구 경로 생성 장치(100)의 동작 결과나 상태를 사용자가 인식할 수 있도록 제공하는 수단으로서, 예를 들면, 화면을 통해 시각적으로 출력하는 표시부나, 가청음을 출력하는 스피커 등을 포함할 수 있다. 특히, 출력부(140)는 이미지 처리부(131)에서 처리된 공구 이미지, 가공물 이미지 및 공구 경로 생성부(133)에서 생성된 공구 경로를 화면에 표시할 수 있다. 또한, 출력부(140)는 공구 및 가공물 이미지 분석 화면, 공구 경로 산출 화면, 가공 도면 정보에 따른 가공 도면 화면 등을 표시할 수 있다.The output unit 140 is a means for providing a user with a recognition result or an operation result of the tool path generating device 100, for example, a display unit visually output through a screen, a speaker outputting audible sound, etc. It may include. In particular, the output unit 140 may display a tool image, a workpiece image processed by the image processing unit 131, and a tool path generated by the tool path generation unit 133 on the screen. Further, the output unit 140 may display a tool and workpiece image analysis screen, a tool path calculation screen, and a processing drawing screen according to the processing drawing information.

상술한 바와 같이 구성된 공구 경로 생성 장치(100)는 작업자가 휴대하기 편리한 컴퓨팅 장치일 수 있으며, 예를 들어, 공구 경로 프로그램이 설치된 작업자의 노트북, 스마트폰 등이 이에 포함될 수 있다. 또한, 공구 경로 생성 장치(100)는 작업실에 고정된 컴퓨팅 장치로서, 예를 들어, 공구 경로 프로그램이 설치된 컴퓨터(데스크 탑)가 이에 포함될 수 있다.The tool path generating device 100 configured as described above may be a computing device that is convenient for the operator to carry, and may include, for example, a worker's laptop, a smartphone, and the like where the tool path program is installed. In addition, the tool path generating device 100 is a computing device fixed in a work room, and for example, a computer (desktop) on which a tool path program is installed may be included in the tool path generating device 100.

그러면, 이와 같이 구성된 공구 경로 생성 장치(100)에서 이미지 처리를 통해 최적의 공구 경로를 생성하기 위한 공구 경로 생성 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.Then, the tool path generating method for generating the optimal tool path through image processing in the tool path generating apparatus 100 configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공구 경로 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method for generating a tool path according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 공구 이미지 및 가공물 이미지를 촬영하고, 가공 도면 정보를 입력받는다(S310).Referring to FIG. 3, a tool image and a work piece image are taken, and processing drawing information is input (S310).

촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 및 가공물 형상을 파악하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 생성한다(S320).The tool image and the work image are analyzed to grasp the tool shape and the work shape to generate tool shape information and work shape information, respectively (S320).

가공물 형상 정보 및 가공 도면 정보를 바탕으로 바이트의 절삭날 각이 지나가는 경로에 따라 1회 절삭 동력을 계산한다(S330). 자세하게는, 외경 선삭 가공의 1회 절삭 동력을 계산하고, 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산한다.Based on the workpiece shape information and the machining drawing information, one cutting power is calculated according to the path through which the cutting edge angle of the bite passes (S330). In detail, one cutting power of outer diameter turning is calculated, and one cutting power of grooving is calculated.

이어서, 공구 경로 산출 알고리즘에 따라 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분을 산출하고(S340), 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는지 여부를 판단한다(S350).Subsequently, according to the tool path calculation algorithm, a portion that is not machined by outer diameter turning and grooving is calculated (S340), and it is determined whether there is no portion that is not machined by outer diameter turning and grooving (S350).

외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는 경우, 두 가공 중 1회 절삭 동력이 작은 가공에 대해 공구 형상으로 가공할 수 있는 최대 점까지 가공하는 공구 경로를 생성한 후, 다른 가공에 대한 공구 경로를 생성한다(S360).If there is no part that is not machined by external turning and grooving, create a tool path for machining with the smallest cutting power of one of the two machining to the maximum point that can be machined into a tool shape. Create a tool path (S360).

본 발명에 따른 공구 경로 생성 방법은 집합 기반의 이미지 프로세싱을 통해 공구가 지나갈 수 있는 경로와 공구가 지나갈 수 없는 경로를 확인하고, 또한 공구가 지나갈 수 있으나 공구 형상에 의해 또는 공구 경로의 비 최적화에 의해 공구 경로가 설정된 경우, 전술한 과정의 반복 수행을 통해 최적의 공구 경로를 산출할 수 있다.The tool path generation method according to the present invention confirms a path that a tool can pass and a path that a tool cannot pass through set-based image processing, and also allows a tool to pass but is not optimized by tool shape or non-optimization of the tool path. By setting the tool path, it is possible to calculate the optimal tool path through repeated execution of the above-described process.

전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The above-described method can be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 및 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.For implementation by hardware, the method according to embodiments of the present invention includes one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers and microprocessors.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software code can be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit is located inside or outside the processor, and can exchange data with the processor by various known means.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.The embodiments disclosed herein have been described above with reference to the accompanying drawings. As described above, the embodiments illustrated in each drawing should not be interpreted as being limited, and may be combined with each other by those skilled in the art who understand the contents of the present specification, and when combined, some components may be omitted.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Here, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical ideas disclosed in this specification.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only exemplary embodiments disclosed in the present specification, and do not represent all of the technical ideas disclosed in the present specification, and thus can replace them at the time of application. It should be understood that there may be equivalents and variations.

110: 촬영부 120: 입력부
130: 제어부 131: 이미지 처리부
132: 절삭 동력 계산부 133: 공구 경로 생성부
140: 출력부
110: recording unit 120: input unit
130: control unit 131: image processing unit
132: cutting power calculation unit 133: tool path generation unit
140: output

Claims (9)

공구 이미지 및 가공물 이미지를 촬영하는 촬영부;
가공 도면 정보를 입력받는 입력부; 및
상기 촬영부를 통해 촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 산출하고, 산출된 가공물 형상 정보 및 상기 입력부를 통해 입력된 가공 도면 정보를 바탕으로 외경 선삭 가공 및 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산하며, 두 가공 각각에 대한 공구 경로를 생성하는 제어부;
를 포함하고,
상기 제어부는 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분을 산출하여 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는 경우, 두 가공 중 1회 절삭 동력이 작은 가공에 대한 공구 경로를 생성한 후, 다른 가공에 대한 공구 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 생성 장치.
A photographing unit for photographing a tool image and a workpiece image;
An input unit that receives processing drawing information; And
By analyzing the tool image and the work piece image taken through the photographing unit, tool shape information and work piece shape information are respectively calculated, and outer diameter turning and grooving are performed based on the calculated work piece shape information and the processing drawing information input through the input unit. A control unit for calculating a single cutting power of and generating a tool path for each of the two operations;
Including,
The control unit calculates a part that is not machined by outer diameter turning and grooving, and when there is no part that is not machined by outer diameter turning and grooving, after generating a tool path for machining with a small cutting power once during both machining , Tool path generation device, characterized in that for generating a tool path for different machining.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 1회 절삭 동력이 작은 가공에 대해 공구 형상으로 가공할 수 있는 최대 점까지 가공하는 공구 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 생성 장치.
According to claim 1,
The control unit is a tool path generation device characterized in that for generating a tool path for machining the smallest cutting power to the maximum point that can be processed into a tool shape.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 다음의 수학식 1에 따라 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분을 산출하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 생성 장치.
[수학식 1]
Figure 112020008488644-pat00004

여기서, A는 가공물 형상, B는 공구 형상, E는 공구 경로, z는 z축, Bz는 z 방향으로 이동하는 공구 형상.
According to claim 1,
The control unit according to the following equation (1) tool path generating device characterized in that for calculating the portion that is not processed by outer diameter turning and grooving.
[Equation 1]
Figure 112020008488644-pat00004

Here, A is a workpiece shape, B is a tool shape, E is a tool path, z is a z-axis, and Bz is a tool shape moving in the z direction.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 촬영부를 통해 촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 산출하는 이미지 처리부;
산출된 가공물 형상 정보 및 상기 입력부를 통해 입력된 가공 도면 정보를 바탕으로 외경 선삭 가공 및 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산하는 절삭 동력 계산부; 및
외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분을 산출하여 외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는 경우, 두 가공 중 1회 절삭 동력이 작은 가공에 대해 공구 형상으로 가공할 수 있는 최대 점까지 가공하는 공구 경로를 생성한 후, 다른 가공에 대한 공구 경로를 생성하는 공구 경로 생성부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 생성 장치.
According to claim 1, The control unit,
An image processing unit configured to analyze tool image and workpiece image photographed through the photographing unit and calculate tool shape information and workpiece shape information, respectively;
A cutting power calculation unit that calculates a single cutting power of outer diameter turning and grooving based on the calculated workpiece shape information and processing drawing information input through the input unit; And
The maximum point that can be machined in the shape of a tool for machining with a small cutting force of one of the two machinings when there is no part that is not machined by outer diameter turning and grooving by calculating the part not machined by external turning and grooving A tool path generation unit that generates a tool path for processing until and then generates a tool path for other processing;
Tool path generation device comprising a.
공구 이미지 및 가공물 이미지를 촬영한 후, 가공 도면 정보를 입력받는 단계;
촬영된 공구 이미지 및 가공물 이미지를 분석하여 공구 형상 정보 및 가공물 형상 정보를 각각 산출하는 단계;
산출된 가공물 형상 정보 및 입력된 가공 도면 정보를 바탕으로 외경 선삭 가공 및 홈 가공의 1회 절삭 동력을 계산하는 단계; 및
두 가공 각각에 대한 공구 경로를 생성하는 단계;
를 포함하고,
상기 1회 절삭 동력을 계산하는 단계 이후에,
외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분을 산출하는 단계; 및
외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는지 여부를 판단하는 단계;
를 더 포함하고,
외경 선삭 가공과 홈 가공으로 가공되지 않는 부분이 없는 경우, 두 가공 중 1회 절삭 동력이 작은 가공에 대한 공구 경로를 생성한 후, 다른 가공에 대한 공구 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 생성 방법.
Taking a tool image and a work piece image, and receiving processing drawing information;
Analyzing the photographed tool image and the workpiece image to calculate tool shape information and workpiece shape information, respectively;
Calculating one cutting power of outer diameter turning and grooving based on the calculated workpiece shape information and input machining drawing information; And
Creating a tool path for each of the two machining;
Including,
After the step of calculating the cutting power once,
Calculating a portion not processed by outer diameter turning and grooving; And
Determining whether there are no parts that are not processed by outer diameter turning and grooving;
Further comprising,
If there are no parts that are not machined by external turning and grooving, creating a tool path for generating a tool path for another machining after generating a tool path for a smaller cutting power once Way.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 1회 절삭 동력이 작은 가공에 대해 공구 형상으로 가공할 수 있는 최대 점까지 가공하는 공구 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 생성 방법.
The method of claim 6,
A tool path generation method characterized by generating a tool path for processing to a maximum point that can be machined into a tool shape for a small cutting power.
제6항에 있어서,
상기 1회 절삭 동력을 계산하는 과정 내지 상기 공구 경로를 생성하는 과정을 반복적으로 수행하여 최적의 공구 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 생성 방법.
The method of claim 6,
A method of generating a tool path, characterized by repeatedly performing the process of calculating the one-time cutting power or the process of generating the tool path to generate an optimal tool path.
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