KR102266388B1 - Integrated module capable of inspection and calibration for qc data utilized in cnc machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 qc 데이터를 이용하여 가공 장치의 캘리브레이션이 가능할 수 있는 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a quality inspection and calibration integrated module in which qc data for CNC machining is utilized, and more particularly, a quality inspection and calibration integration module in which qc data for CNC machining that can be calibrated using qc data is utilized. is about
CNC 또는 PLC로 대표되는 가공 장치, 공작기계는 엔드 밀, 탭 등의 절삭 공구를 이용하여 가공재를 절삭 가공을 하는데 사용된다.Machining devices and machine tools represented by CNC or PLC are used to cut workpieces using cutting tools such as end mills and taps.
일반적으로 가공 장치를 통해 가공된 부품은 필연적으로 공차, 오차가 발생할 수 밖에 없는데, 이러한 오차는 여러가지 요인이 있을 수 있으나, 대표적인 것으로 절삭 공구의 마모로 인한 오차, 열변형으로 인해 발생되는 신율 변화로 발생되는 공차, 또는 진동으로 인한 오차 등이 있을 수 있다.In general, parts machined through machining equipment inevitably have tolerances and errors. These errors can be caused by various factors, but typical examples are errors due to wear of cutting tools and changes in elongation caused by thermal deformation. There may be tolerances or errors due to vibration.
도 1은 종래 CNC 가공 장치에 수반되는 품질검사 및 캘리브레이션 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a quality inspection and calibration apparatus accompanying a conventional CNC machining apparatus.
도 1에 도시된 바와 같이, CNC 등의 가공 장치(100)로 가공된 부품이 허용 공차 이내인지 판단하고 양품, 불량을 체크하기 위한 검사 장비(20)와 검사 공정 이른바 QC 공정이 필수적으로 요구된다. 검사 데이터(21)를 추출하여 규격 데이터와 비교하여 양/불량을 판단한 후 출하 단계를 거친다.As shown in Fig. 1, the
또한 허용 공차 밖인 경우에는 가공 장치(100)의 오차를 보정할 필요가 있는바, 공구가 마모된 경우 공구를 교체하고, 열변형인 경우에는 열변형 방지 구성을 마련되어야 하며, 이밖에 운전으로 인한 정적 유격이 발생한 경우 스핀들 또는 척의 주기적인 보정 작업이 요구된다.In addition, if it is outside the allowable tolerance, it is necessary to correct the error of the
이에 따라, 가공 장치(100)에 부가적으로 스핀들 등의 원점/영점 작업을 위한 정렬 장비(10)도 필수적으로 요구되며, 보통 지정 지그 구성에다 탐침프로브를 활용한 계측방법을 통해 정렬 데이터(11)를 확보하고 오차범위인지 판단한 후 작업자가 수작업으로 정렬하는 방식이 대부분이다.Accordingly, in addition to the
그러나, 가공 장치에 부가적으로 요구되는 정렬 장비(10)와 검사 장비(20)가 병렬적으로 요구되게 되어 설비 비용이 증대되고, 중복되는 장비로 인한 공간 제약이 뒤따르며, 택트타임이 증가되는 문제점이 있다.However, since the
또한, 검사데이터와 정렬데이터가 이중으로 생성되고 송수신되는 처리비용이 발생할 수 밖에 없고, 이를 처리하는 부하도 상당하여 부품의 제작단가가 상승되는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the cost of processing the inspection data and the alignment data is double generated and transmitted/received, and the load for processing them is also significant, thereby increasing the manufacturing cost of parts.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 캘리브레이션용 데이터의 생성없이 품질검사장치에서 생성되는 qc 데이터를 이용하여 보정 데이터로 가공한 다음 가공 장치의 캘리브레이션이 가능하여 설비 비용이 줄어들고 공간 활용성이 증대되며 택트타임이 감소될 수 있으며, 데이터 처리비용이 줄어들고, 이를 처리하는 부하도 절감되어 부품의 제작단가가 현저히 낮아질 수 있는 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈을 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and it is possible to calibrate the processing device after processing it into correction data using the qc data generated by the quality inspection device without generating the data for calibration, thereby reducing equipment costs and reducing space. Provides an integrated module for quality inspection and calibration that utilizes qc data for CNC machining that can significantly reduce the manufacturing cost of parts by increasing usability and reducing tact time, reducing data processing costs, and reducing the processing load do.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈은, 가공 장치로부터 가공 완료된 부품에 대한 가공오차, 치수, 외경, 내경, 기울기를 포함하는 qc 데이터를 추출하는 LVDT 프로브 탐침형의 품질검사부; 추출된 상기 qc 데이터로부터 양/불량 여부를 판단하고 허용공차 초과의 가공 불량 시 인덱스정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 검사 디지털보드부; 및 상기 툴스펙을 기반하여 툴의 마모도를 판단하고, 가공 장치 내의 온/습도 정보를 기반하여 열변형 여부를 판단하여 변형 메타데이터를 생성하고 상기 가공 장치에 실제 캘리브레이션값을 출력하는 보정 디지털보드부를 포함할 수 있다.The quality inspection and calibration integrated module in which qc data for CNC machining is utilized according to the present invention for achieving the above object is qc data including machining error, dimension, outer diameter, inner diameter, and inclination for the parts processed from the machining device LVDT probe probe-type quality inspection unit for extracting; an inspection digital board unit that determines whether good/defective from the extracted qc data and generates metadata including index information in case of a processing defect exceeding an allowable tolerance; and a correction digital board unit for determining wear of the tool based on the tool specification, determining whether thermal deformation is present based on temperature/humidity information in the processing device, generating deformation metadata, and outputting an actual calibration value to the processing device may include
상기 검사 디지털보드부와 상기 보정 디지털보드부 간에 마련되어 상기 메타데이터를 상기 보정 디지털보드부로 전송하는 데이터버스(data bus)를 더 포함할 수 있다.A data bus provided between the test digital board unit and the corrected digital board unit to transmit the metadata to the corrected digital board unit may be further included.
상기 검사 디지털보드부는, 원자재 밀시트 또는 완제품 규격시트, 툴 정보 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 상기 부품의 양/불량 여부를 판단하는 제1 PLC제어부; 및 상기 부품 불량 시 상기 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부를 포함할 수 있다.The inspection digital board unit, the raw material mill sheet or finished product specification sheet, based on one or more data of the tool information, a first PLC control unit for determining whether the quantity / defect of the part; and a metadata generator that generates the metadata when the part is defective.
상기 메타데이터의 인덱스정보는, 해당 qc 데이터에 대응되는 각각의 부품 샘플링넘버, 규격데이터, 툴스펙을 포함할 수 있다.The index information of the metadata may include each part sampling number, standard data, and tool specification corresponding to the corresponding qc data.
상기 보정 디지털보드부는, 상기 툴스펙의 마모정보, 상기 장치 내의 온/습도 정보 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 툴의 마모 여부 또는 부품의 열변형 여부를 판단하는 제2 PLC제어부; 상기 툴 마모가 설정치 미만이고 상기 열변형이 아닐 경우 상기 메타데이터를 계산하여 변형 메타데이터를 생성하는 변형 메타데이터 생성부; 및 상기 장비의 스핀들의 변위 이동이나 스핀들의 각도를 미세 회동시키는 캘리브레이션값을 생성 및 출력하는 보정데이터 출력부를 포함할 수 있다.The correction digital board unit may include: a second PLC control unit configured to determine whether the tool is worn or whether the component is thermally deformed based on one or more data of wear information of the tool specification and temperature/humidity information in the device; a deformation metadata generating unit generating deformation metadata by calculating the metadata when the tool wear is less than a set value and not the thermal deformation; and a correction data output unit for generating and outputting a calibration value for finely rotating the displacement movement of the spindle or the angle of the spindle of the equipment.
상기 변형 메타데이터에는, 해당 부품의 샘플링넘버, 상기 규격데이터에서 상기 qc 데이터 간의 계산치 및 상기 계산치의 방향정보가 포함될 수 있다.The deformation metadata may include a sampling number of a corresponding part, a calculated value between the qc data in the standard data, and direction information of the calculated value.
본 발명에 의한 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈은, 캘리브레이션용 데이터의 생성없이 품질검사장치에서 생성되는 qc 데이터를 이용하여 보정 데이터로 가공한 다음 가공 장치의 캘리브레이션이 가능하여 설비 비용이 줄어들고 공간 활용성이 증대되며 택트타임이 감소될 수 있다.The quality inspection and calibration integrated module in which the qc data for CNC machining according to the present invention is utilized, without generating the data for the calibration, using the qc data generated by the quality inspection device to process the correction data into correction data, and then calibrate the processing device. Costs can be reduced, space utilization can be increased, and tact time can be reduced.
또한, 본 발명에 의한 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈은, 데이터 처리비용이 줄어들고, 이를 처리하는 부하도 절감되어 부품의 제작단가가 현저히 낮아질 수 있다.In addition, the quality inspection and calibration integrated module in which qc data for CNC machining according to the present invention is utilized reduces data processing cost, and the load for processing it is also reduced, so that the manufacturing cost of parts can be significantly lowered.
또한, 데이터버스를 통해 데이터 전송이 가능하여 데이터를 처리하는 부하도 절감되어 신속히 가공 장치의 제어부에 출력하여 툴의 캘리브레이션이 가능할 수 있다.In addition, since data can be transmitted through the data bus, the load for processing data is also reduced, so that the tool can be calibrated by quickly outputting it to the control unit of the processing apparatus.
도 1은 종래 CNC 가공 장치에 수반되는 품질검사 및 캘리브레이션 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈의 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈의 플로우차트이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈에서 검사 디지털보드부 및 보정 디지털보드부의 구성의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈에서 데이터버스 구조를 개략적인 블록도이다.1 is a schematic configuration diagram of a quality inspection and calibration apparatus accompanying a conventional CNC machining apparatus.
2 is a block diagram of a quality inspection and calibration integrated module in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are flowcharts of a quality inspection and calibration integration module in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams of the configuration of the inspection digital board unit and the correction digital board unit in the quality inspection and calibration integrated module in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic block diagram of a data bus structure in an integrated quality inspection and calibration module in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈의 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of an integrated quality inspection and calibration module utilizing qc data for CNC machining according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈의 블록도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈의 플로우차트이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈에서 검사 디지털보드부 및 보정 디지털보드부의 구성의 구성도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈에서 데이터버스 구조를 개략적인 블록도이다.2 is a block diagram of a quality inspection and calibration integrated module in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are quality inspection in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention. And it is a flowchart of the integrated calibration module, Figures 5 and 6 is a configuration diagram of the configuration of the inspection digital board unit and the correction digital board unit in the quality inspection and calibration integrated module in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention , FIG. 7 is a schematic block diagram of a data bus structure in an integrated quality inspection and calibration module in which qc data for CNC machining is utilized according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈은 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 가공 장치(100)로부터 가공 완료된 부품에 대한 가공오차, 치수, 외경, 내경, 기울기를 포함하는 qc 데이터를 추출하는 LVDT 프로브 탐침형의 품질검사부(200); 추출된 상기 qc 데이터로부터 양/불량 여부를 판단하고 허용공차 초과의 가공 불량 시 인덱스정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 검사 디지털보드부(300); 상기 툴스펙을 기반하여 툴의 마모도를 판단하고, 가공 장치(100) 내의 온/습도 정보를 기반하여 열변형 여부를 판단하여 변형 메타데이터를 생성하고 상기 가공 장치(100)에 실제 캘리브레이션값을 출력하는 보정 디지털보드부(400); 및 상기 검사 디지털보드부(300)와 상기 보정 디지털보드부(400) 간에 마련되어 상기 메타데이터를 상기 보정 디지털보드부(400)로 전송하는 데이터버스(600)를 포함할 수 있다.The quality inspection and calibration integration module in which qc data for CNC machining according to an embodiment of the present invention is utilized is, as shown in FIGS. 2 to 7, machining errors, dimensions, outer diameters, LVDT probe probe-type
가공 장치(100)는 주로 도 2에 도시된 바와 같이, CNC 장비 및 PLC 장비를 포함한다. CNC(computer numerical control) 장비는 컴퓨터 기반 공작 기계의 전반을 총칭하는 것으로 CNC 선반기, CNC 밀링기 등을 포함할 수 있으며, PLC는 자동화 생산설비를 제어하는 중앙제어기를 의미하는 것으로, 가공 장치(100)는 중앙 제어기에 의한 부품의 자동화 생산을 위한 설비를 나타내는 것으로 이해될 수 있다.The
품질검사부(200)는 가공 장치(100)를 통해 가공된 부품에 대한 품질검사를 수행하는 장비를 나타낸다. 이에 품질검사부(200)는 가공 장치(100)로부터 부품을 공급받고 공급된 부품 또는 가공된 부품에 대한 가공오차, 치수, 외경, 내경, 기울기 등의 qc 데이터가 추출될 수 있다. The
이러한 품질검사부(200)의 qc 데이터는 가공 완료된 부품의 기본적인 스펙 정보이며, 이러한 스펙 정보는 별도의 화면(미도시)에 출력될 수도 있다.The qc data of the
본 실시예에서의 품질검사부(200)는 부품의 측정 및 검사를 진행하기 위해 LVDT(linear variable differential transformer) 방식의 프로브 탐침형의 품질검사부(200)일 수 있다. 여기서, LVDT는 전자기 차폐와 계측 대상의 구조적 형태에 적절히 적용함에 따라 환경 변화에 대한 영향을 적게 받으면서 특성이 우수한 변환기(transducer)로 사용이 가능하다. 본 발명에서 품질검사부(200)는 LVDT 탐침 프로브형의 품질검사부(200)를 이용하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 품질검사부(200)는 투과형 포토센서 등의 광학 센서류의 품질검사부(200)가 적용되어도 무방할 것이다.In this embodiment, the
상기 검사 디지털보드부(300)는 추출된 상기 qc 데이터로부터 양/불량 여부를 판단하고 허용공차 초과의 가공 불량 시 인덱스정보를 포함하는 메타데이터를 생성할 수 있다.The inspection
상기 검사 디지털보드부(300)는 주로 도 2 및 도 3, 도 5에 도시된 바와 같이, 원자재 밀시트 또는 완제품 규격시트 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 상기 부품의 양/불량 여부를 판단하는 제1 PLC제어부(320); 및 상기 부품 불량 시 상기 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부(330)를 포함할 수 있다.The inspection
또한 검사 디지털보드부(300)는, 내부전원을 공급하기 위한 정전압 회로(310), 검사장비용 프로그램과 통신을 수행하기 위해 산업용 PC(미도시)에 물리적으로 연결되는 통신부(340), 복수의 아날로그 필터(350), 디지털 신호를 변환하기 위한 복수의 AD 컨버터(360), qc data가 추출되는 복수의 입력 채널(370)을 포함할 수 있다.In addition, the test
이러한 상기 검사 디지털보드부(300)는, 상기 입력 채널(370)로부터 센싱된 qc data가 증폭기를 통해 증폭된 후, AD 컨버터(360)에서 디지털 신호를 변환되고, 상기 필터(350)를 거친 신호가 제1 PLC 제어부(330)로 전송되면, 제1 PLC 제어부(330)는 추출된 qc 데이터와 원자재 밀시트 또는 완제품 규격시트 중 하나 이상의 데이터를 상호 비교하여 상기 부품의 양/불량 여부를 판단할 수 있다.After the qc data sensed from the
여기서, 상기 제1 PLC제어부(320)는 원자재 밀시트 또는 완제품 규격시트, 툴 정보 중 하나 이상의 데이터를 데이터베이스로부터 공급받을 수 있다. 데이터베이스는 외부의 서버 또는 내부 별도의 저장소에서 입력받을 수 있다.Here, the first
그리고 상기 메타데이터 생성부(330)는 상기 부품 불량 시 샘플링된 해당 부품의 집합체에 대해 메타데이터를 생성하는 부분이다. 여기서, 상기 메타데이터의 인덱스정보는, 해당 qc 데이터에 대응되는 각각의 부품 샘플링넘버(시간정보, 작업자 등), 규격데이터, 툴스펙을 포함할 수 있다.In addition, the
이와 같이, 부품 불량이 판단된 이후, 메타데이터 생성부(330)가 활성화되며 이를 통해 데이터 처리비용이 줄어들고, 이를 처리하는 부하도 절감되어 장치의 제작단가가 낮아지며 이에 따라 생산되는 부품의 단가가 현저히 낮아질 수 있다.In this way, after the defective part is determined, the
이러한 검사 디지털보드부(300)는 품질검사부(200)와 검사장비용 프로그램이 설치된 PC 사이에서 인터페이싱을 수행한다. 즉 검사 디지털보드부(300)는 품질검사부(200)와 사용자 인터페이스를 구비한 검사장비용 프로그램을 서로 연동해 주는 프로토콜의 역할을 수행할 수도 있다. 따라서 당해 샘플링넘버, 규격데이터 및 툴스펙의 인덱스정보가 포함된 메타데이터가 PC에 출력될 수도 있다.The inspection
한편, 기존에는 가공장비에 부가적으로 요구되는 정렬장비와 품질검사장비가 병렬적으로 요구되어 설비 비용이 증대되고, 중복되는 장비로 인한 공간 제약이 뒤따르며, 택트타임이 증가되는 문제점이 있었다. On the other hand, in the past, there were problems in that an alignment equipment and a quality inspection equipment, which are additionally required for the processing equipment, are required in parallel, which increases the equipment cost, follows a space constraint due to overlapping equipment, and increases the tact time.
이에 본 실시예에서는 캘리브레이션 장비가 삭제된 채 qc 데이터를 활용하여 가공 장치(100)를 캘리브레이션하는 방안이 개시된다.Accordingly, in this embodiment, a method of calibrating the
이를 위해 상기 보정 디지털보드부(400)는 주로 도 2, 도 4 및 도 6를 참조하면, 상기 툴스펙의 마모정보, 상기 장치 내의 온/습도 정보 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 툴의 마모 여부 또는 부품의 열변형 여부를 판단하는 제2 PLC제어부(410); 상기 툴 마모가 설정치 미만이고 상기 열변형이 아닐 경우 상기 메타데이터를 계산하여 변형 메타데이터를 생성하는 변형 메타데이터 생성부(420); 및 상기 가공 장치(100)의 스핀들의 변위 이동이나 스핀들의 각도를 미세 회동시키는 캘리브레이션값을 생성 및 출력하는 보정데이터 출력부(430)를 포함할 수 있다.To this end, the correction
상기 제2 PLC제어부(410)는 장치 내의 온/습도 정보 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 툴의 마모 여부 또는 부품의 열변형 여부를 판단하는 부분이다.The second
툴의 마모정보는 메타데이터의 샘플링넘버의 시간정보를 기반으로 추정가능할 수 있다. 툴이 마모되었다고 판단되면 외부의 알림수단으로 알림이 출력될 수 있다.The wear information of the tool may be estimated based on the time information of the sampling number of the metadata. When it is determined that the tool is worn, a notification may be output to an external notification means.
열변형 여부는 가공 장치(100)에 설치된 온/습도 센서로부터 입력받은 온/습도를 기반으로 설계값이내 수준의 온도인지, 습도인지 판단하여 변형 여부를 판단할 수 있다.The thermal deformation may be determined by determining whether the temperature is within the design value or the humidity based on the temperature/humidity input from the temperature/humidity sensor installed in the
상기 변형 메타데이터 생성부(420)는 상기 툴 마모가 설정치 미만이고 상기 열변형이 아닐 경우 상기 메타데이터를 계산하여 변형 메타데이터를 생성할 수 있다.The deformation
상기 변형 메타데이터에는, 해당 부품의 샘플링넘버, 상기 규격데이터에서 상기 qc 데이터 간의 계산치 및 상기 계산치의 방향정보가 포함될 수 있다.The deformation metadata may include a sampling number of a corresponding part, a calculated value between the qc data in the standard data, and direction information of the calculated value.
여기서, 상기 규격데이터에서 상기 qc 데이터 간의 계산치는 규격데이터에서 qc 데이터 간의 차이를 말하며, 예컨대 x축,y축 등의 축상 공차와, 기울기 등의 기울기 공차, 곡률 공차 등이 포함될 수 있으며, 상기 계산치의 방향정보는 각 계산치에 방향성을 의미하는 것으로 예컨대, 1은 양의 방향(절삭이 덜 된 상태), 0은 음의 방향 등으로 방향성이 수치화되어 테이블화될 수 있다.Here, the calculated value between the qc data in the standard data refers to the difference between the qc data in the standard data, and for example, on-axis tolerances such as the x-axis and y-axis, inclination tolerance such as inclination, curvature tolerance, etc. may be included, and the calculated value The direction information of indicates the directionality of each calculated value. For example, 1 indicates a positive direction (low cutting state), 0 indicates a negative direction, and the like can be digitized and tabulated.
보정데이터 출력부(430)는 실제 CNC 가공 장치(100)의 제어부(미도시)에 캘리브레이션값을 출력하는 부분이다. 상기 캘리브레이션값은 상기 규격데이터에서 상기 qc 데이터 간의 계산치에 기반하여, 예컨대 스핀들의 변위량(X축, Y축, Z축 이송량), 또는 스핀들의 각도조절(X축 CCW방향 회동량)등이 제공될 수 있다.The correction
이러한 구성을 통해, 캘리브레이션용 데이터의 생성없이 품질검사장치에서 생성되는 qc 데이터를 이용하여 보정 데이터로 가공 장치(100)의 캘리브레이션이 자동으로 활용가능하여 설비 비용이 낮아지고, 공간 활용성이 증대되며 택트타임이 감소될 수 있으며, 데이터 처리비용이 줄어들고, 이를 처리하는 부하도 절감되어 부품의 제작단가가 현저히 낮아질 수 있다.Through this configuration, the calibration of the
한편, 메타데이터 생성부(330)와 변형 메타데이터 생성부(420) 간에는 데이터버스(600)로 연결될 수 있다. 데이터버스(600)에는 입출력 컨트롤러(610) 및 메모리(620)가 부가될 수 있다.Meanwhile, a
이러한 데이터버스(600)를 통해, 데이터를 처리하는 부하도 절감되어 신속히 보정데이터를 CNC 가공 장치(100)의 제어부에 출력할 수 있다.Through the
이하, 본 실시예에 따른 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈을 통한 품질검사 및 캘리브레이션 공정을 도 2 내지 도 7를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the quality inspection and calibration process through the integrated quality inspection and calibration module using qc data for CNC machining according to this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7 .
먼저, 도 3에 도시된 것처럼 품질검사부(200)에는 가공 장치(100)로부터 부품이 로딩된다(S110).First, as shown in FIG. 3 , the
이후, 품질검사부(200)는 프로브 탐침 작업(S120)을 통해, 공급된 부품 또는 가공된 부품에 대한 가공오차, 치수, 외경, 내경, 기울기 등의 qc 데이터가 추출될 수 있다(S130). 이러한 품질검사부(200)의 qc 데이터는 가공 완료된 부품의 기본적인 스펙 정보이며, 이러한 스펙 정보는 별도의 화면(미도시)에 출력될 수도 있다.Thereafter, the
다음, 검사 디지털보드부(300)는 부품의 양/불량 여부를 판단할 수 있다(S210). 즉, 도 5에 도시된 상기 입력 채널로부터 센싱된 qc data가 AD 컨버터(360)에서 디지털 신호를 변환되고, 상기 필터(350)를 거친 신호가 제1 PLC 제어부(330)로 전송되면, 제1 PLC 제어부(330)는 추출된 qc 데이터와 원자재 밀시트 또는 완제품 규격시트 중 하나 이상의 데이터를 상호 비교하여 상기 부품의 양/불량 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 제1 PLC제어부(320)는 원자재 밀시트 또는 완제품 규격시트, 툴 정보 중 하나 이상의 데이터를 데이터베이스로부터 공급받을 수 있다.Next, the inspection
다음, 상기 메타데이터 생성부(330)는 상기 부품 불량 시 샘플링된 해당 부품의 집합체에 대해 메타데이터를 생성한다(S220). 여기서, 상기 메타데이터의 인덱스정보는, 해당 qc 데이터에 대응되는 각각의 부품 샘플링넘버(시간정보, 작업자 등), 규격데이터, 툴스펙을 포함할 수 있다.Next, the
다음, 도 7의 데이터버스(600)를 통해, 메타데이터가 메타데이터 생성부(330)와 변형 메타데이터 생성부(420) 간에 전달되며, 이때 제2 PLC제어부(410)는 도 4에 도시된 바와 같이 장치 내의 온/습도 정보 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 툴의 마모 여부 또는 부품의 열변형 여부를 판단한다.Next, through the
즉, 도 4에 도시된 것처럼 툴의 마모정보는 메타데이터의 샘플링넘버의 시간정보를 기반으로 추정가능할 수 있다. 툴이 마모되었다고 판단되면 외부의 알림수단으로 알림이 출력될 수 있다(S300). 또한 열변형 여부는 가공 장치(100)로부터 입력받은 온/습도를 기반으로 설계값이내 수준의 온도인지, 습도인지 판단하여 변형 여부를 판단할 수 있다(S310). 예컨대, 온/습도가 설정치 이내이면 변형되지 않음을 전제로 진행될 수 있다.That is, as shown in FIG. 4 , the wear information of the tool may be estimated based on the time information of the sampling number of the metadata. When it is determined that the tool is worn, a notification may be output to an external notification means (S300). In addition, the thermal deformation may be determined based on the temperature/humidity input from the
다음, 상기 변형 메타데이터 생성부(420)는 상기 툴 마모가 설정치 미만이고 상기 열변형이 아닐 경우 상기 메타데이터를 계산하여 변형 메타데이터를 생성할 수 있다(S320). 상기 변형 메타데이터에는, 해당 부품의 샘플링넘버, 상기 규격데이터에서 상기 qc 데이터 간의 계산치 및 상기 계산치의 방향정보가 포함될 수 있다.Next, the deformation
마지막으로, 보정데이터 출력부(430)를 통해 캘리브레이션값이 출력되는데(S330), 상기 캘리브레이션값은 상기 규격데이터에서 상기 qc 데이터 간의 계산치에 기반하여, 예컨대 스핀들의 변위량(X축, Y축, Z축 이송량), 또는 스핀들의 각도조절(X축 CCW방향 회동량)등이 제공될 수 있다.Finally, a calibration value is output through the correction data output unit 430 (S330). The calibration value is based on the calculated value between the qc data in the standard data, for example, the displacement amount (X-axis, Y-axis, Z) of the spindle. axis feed amount), or the angle adjustment of the spindle (X-axis CCW direction rotation amount), etc. may be provided.
이후, 실제 CNC 가공 장치(100)의 제어부(미도시)가 캘리브레이션값을 기반으로 캘리브레이션 작업이 수행된다.Thereafter, the control unit (not shown) of the actual
이러한 단계 구성을 통해, 캘리브레이션용 데이터의 생성없이 품질검사장치에서 생성되는 qc 데이터를 이용하여 보정 데이터로 가공 장치(100)의 캘리브레이션이 자동으로 활용가능하여 설비 비용이 낮아지고, 공간 활용성이 증대되며 택트타임이 감소될 수 있으며, 데이터 처리비용이 줄어들고, 이를 처리하는 부하도 절감되어 부품의 제작단가가 현저히 낮아질 수 있다.Through this step configuration, the calibration of the
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art will understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100 : 가공 장치 200 : 품질검사 장치
300 : 검사 디지털보드부 310 : 정전압회로
320 : 제1 PLC제어부 330 : 메타데이터 생성부
340 : 통신부 350 : 아날로그 필터
360 : ADC 370 : 입력 채널
400 : 보정 디지털보드부 410 : 제2 PLC제어부
420 : 보정데이터 출력부 600 : 데이터버스
610 : 입출력컨트롤러 620 : 메모리100: processing device 200: quality inspection device
300: inspection digital board unit 310: constant voltage circuit
320: first PLC control unit 330: metadata generation unit
340: communication unit 350: analog filter
360: ADC 370: Input Channel
400: correction digital board unit 410: second PLC control unit
420: correction data output unit 600: data bus
610: input/output controller 620: memory
Claims (6)
추출된 상기 qc 데이터로부터 양/불량 여부를 판단하고 허용공차 초과의 가공 불량 시 인덱스정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 검사 디지털보드부; 및
툴스펙을 기반하여 툴의 마모도를 판단하고, 가공 장치 내의 온/습도 정보를 기반하여 열변형 여부를 판단하여 변형 메타데이터를 생성하고 상기 가공 장치에 실제 캘리브레이션값을 출력하는 보정 디지털보드부를 포함하며,
상기 검사 디지털보드부와 상기 보정 디지털보드부 간에 마련되어 상기 메타데이터를 상기 보정 디지털보드부로 전송하는 데이터버스(data bus)를 더 포함하며,
상기 검사 디지털보드부는,
원자재 밀시트 또는 완제품 규격시트, 툴 정보 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 상기 부품의 양/불량 여부를 판단하는 제1 PLC제어부; 및
상기 부품 불량 시 상기 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부를 포함하며,
상기 메타데이터의 인덱스정보는, 해당 qc 데이터에 대응되는 각각의 부품 샘플링넘버, 규격데이터, 툴스펙을 포함하며,
상기 보정 디지털보드부는,
상기 툴스펙의 마모정보, 상기 가공 장치 내의 온/습도 정보 중 하나 이상의 데이터를 기반으로 툴의 마모 여부 또는 부품의 열변형 여부를 판단하는 제2 PLC제어부;
상기 툴 마모가 설정치 미만이고 상기 열변형이 아닐 경우 상기 메타데이터를 계산하여 변형 메타데이터를 생성하는 변형 메타데이터 생성부; 및
상기 가공 장치의 스핀들의 변위 이동이나 스핀들의 각도를 미세 회동시키는 캘리브레이션값을 생성 및 출력하는 보정데이터 출력부를 포함하며,
상기 변형 메타데이터에는, 해당 부품의 샘플링넘버, 상기 규격데이터에서 상기 qc 데이터 간의 계산치 및 상기 계산치의 방향정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 CNC 가공용 qc 데이터가 활용되는 품질검사 및 캘리브레이션 통합모듈.
LVDT probe probe-type quality inspection unit for extracting qc data including machining error, dimension, outer diameter, inner diameter, and inclination of the machined parts from the machining device;
an inspection digital board unit for determining whether good/defective or not from the extracted qc data and generating metadata including index information in case of processing failure exceeding an allowable tolerance; and
It includes a correction digital board unit that determines the wear of the tool based on the tool specification, determines whether thermal deformation is based on temperature/humidity information in the processing device, generates deformation metadata, and outputs an actual calibration value to the processing device, ,
a data bus provided between the test digital board unit and the corrected digital board unit to transmit the metadata to the corrected digital board unit;
The inspection digital board unit,
a first PLC control unit for determining whether the parts are good/defective based on one or more data of a raw material mill sheet, a finished product specification sheet, and tool information; and
and a metadata generator for generating the metadata when the part is defective;
The index information of the metadata includes each part sampling number, standard data, and tool specification corresponding to the corresponding qc data,
The correction digital board unit,
a second PLC control unit for determining whether a tool is worn or whether a component is thermally deformed based on one or more data among the wear information of the tool specification and the temperature/humidity information in the processing device;
a deformation metadata generating unit generating deformation metadata by calculating the metadata when the tool wear is less than a set value and not the thermal deformation; and
and a correction data output unit for generating and outputting a calibration value for finely rotating the displacement movement of the spindle of the processing device or the angle of the spindle,
The transformation metadata includes a sampling number of the corresponding part, a calculated value between the qc data in the standard data, and direction information of the calculated value. A quality inspection and calibration integration module utilizing qc data for CNC machining.
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KR1020200165998A KR102266388B1 (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Integrated module capable of inspection and calibration for qc data utilized in cnc machine |
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JP2017068566A (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | ファナック株式会社 | Machine learning device and machine learning method for optimizing frequency of tool correction for machine tool and machine tool provided with machine learning device |
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