KR102428312B1 - 자동화프로그램을 이용한 cam자동화시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CAD에서 전극이 설계되면, 상기 전극에 대한 데이터베이스가 입력되고, 상기 전극데이터베이스를 자동화프로그램에서 열람하여 CAM프로그램을 계산하여 NC가공이 이루어지는 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템에 관한 것으로써, CAD를 통해 전극을 설계 후, 자동화프로그램을 통해 상기 전극에 대한 CAM이 자동으로 작성되도록 하여 사용자가 상기 작성된 내용에 대해 확인절차만 진행할 수 있도록 하는 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템에 관한 것이다.

Description

자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템{ CAM automation system using automation program }
본 발명은 전극 설계에 관한 CAM 자동화시스템에 관한 것으로써, CAD에서 전극이 설계되면, 상기 전극에 대한 데이터베이스가 입력되고, 상기 전극데이터베이스를 자동화프로그램에서 열람하여 CAM프로그램을 계산하여 NC가공이 이루어지는 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템에 관한 것이다.
우선, 종래기술을 살펴보면,
종래에 금형 또는 부품 등의 제품을 가공하기 위한 가공 데이터를 생성하려면 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 작업자가 가공할 제품의 3D 모델 데이터를 설계실로부터 수신하여 육안으로 3D 모델 데이터의 형상을 확인하고 가공 전략을 구성한다.
이어, 작업자는 CAM 프로그램을 통해 공구를 생성하고 각 공구에 맞는 가공 경로를 생성하며, 각 공정의 가공잔량에 따라 공정을 추가하게 된다.
이때, 작업자는 공구와 가공 경로에 대해 각 3 개 이상의 속성 값들을 입력해 주어야 하고, 각 공정에 따라 위의 과정을 반복하여 각 가공 경로의 가공 데이터를 생성하며, 공구와 가공경로에 대한 정보가 담긴 작업 지시서를 출력하게 된다.
이어, 가공 작업자는 작업 지시서에 따라 가공 데이터를 이용하여 가공 장치를 통해 제품을 가공하게 되고, 그 결과물을 측정 장치를 이용하여 측정하게 되는데, 기계에 결과물이 세팅되어 있는 상태의 경우에는 측정 데이터를 이용하여 측정하게 된다.
한편, 측정 데이터를 생성하는 공정은 측정 책임자가 측정 위치를 결정하게 되면, CAM 작업자가 별도의 측정 데이터 생성 프로그램(PowerInspect Program)을 통해 측정 프로브(Probe)를 선택하고 설계실로부터 전달받은 3D모델 데이터에 측정 포인트들을 생성하며, 각 포인트와 포인트를 이동하는 측정 경로 데이터를 생성한 다음 측정 장치에 전송한다.
이에, 측정 장치는 측정 위치 및 측정 경로 데이터에 따라 기계의 이송부가 작동되고, 스핀들에 장착된 프로브(Probe)가 결과물의 측정 위치에 접촉되면 해당 접촉 위치 정보를 측정 데이터 생성 프로그램에 전송하여 3D 모델 데이터의 표면에 생성된 측정 데이터와 차이를 분석하게 된다.
전술한 바와 같이 종래 가공 데이터와 측정 데이터를 생성하는 작업은 CAM 작업자가 서로 다른 프로그램에 따라 각 공정의 작업을 수동으로 일일이 수행해 나가는 번거로운 작업이었다.
따라서, 작업자의 경력과 숙련도, 능력, 의지에 따라 시간 차이가 많이 나고, 품질에 따라 생산성과 효율성에 많은 영향을 끼치는 문제점이 있다.
또한, 작업자가 직접 명령을 입력하는 방식으로 진행하므로 과정을 반복하다 보면 휴면 에러(입력 실수)로 인해 시간이 과다하게 소요되고, 후 공정 상에 불량이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 각 과정의 진행을 전적으로 작업자의 숙련도 및 노하우(knowhow)에 의존할 수 밖에 없으므로, 해당 업무담당자가 부재 중이거나 퇴사하는 경우 해당 업무에 관한 노하우가 많은 부분 손실되는 문제점이 있다.
또한, 측정 데이터 생성의 경우, CAM 작업자가 별도의 측정 데이터 생성 프로그램을 통해 측정 데이터 생성 작업까지 해야 하므로 업무량이 늘어나는 단점이 있다.
그리고, 매크로에 의해 자동으로 작업할 경우, 모델 형상이 바뀔 때 마다 매크로를 다시 만들거나 수정해야 하며, 다른 회사에 적용해야 할 경우 회사의 가공 조건 마다 새로운 속성 값들을 부여해야 하므로 해당 매크로를 적용시킬 수 없는 문제점이 있다.
이에 종래에는 등록번호 10-0708758호의 'NC데이터 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법'과, 등록번호 10-1289296호의 'CAM 데이터관리 시스템 및 방법' 및 등록번호 10-1405039호의 '사용자 맞춤형 가공공정 자동화 시스템 및 방법'가 개시되어 있지만, 상기한 문제점에 대해서는 여전히 개선되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출해낸 것으로써, CAD를 통해 전극을 설계 후, 자동화프로그램을 통해 상기 전극에 대한 CAM이 자동으로 작성되도록 하여 사용자가 상기 작성된 내용에 대해 확인절차만 진행할 수 있도록 하는 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템을 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.
이에 본 발명은 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 자동화 시스템에 있어서, CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 전극을 설계하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 설계된 전극의 크기, 좌표, 소재, CAM데이터를 출력하여 전극데이터베이스에 입력하는 제 2단계와, 자동화프로그램에서 상기 전극데이터베이스를 열람하여 CAM프로그램으로 계산하는 제 3단계와, 상기 계산된 CAM프로그램에서 중복가공에 대해 편집 후, NC P/G으로 출력하는 제 4단계 및 상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명인 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템에 따르면, 사용자가 CAD에서 전극 설계 완료 후, 상기 전극에 대한 데이터베이스를 입력할 수 있고, 상기 전극데이터베이스의 정보를 자동화프로그램에서 열람하여 CAM 프로그램을 계산할 수 있으며, CAM의 가공순서가 큰파이에서 작은파이로 가공됨에 따라 큰파이 엔드밀로 가공이 완성된 형상에 대해 작은파이의 엔드밀로 중복적인 가공작업을 하지 않도록 할 수 있어 자동화시스템에 따른 인원을 감원시킬 수 있고, 작업에 대한 시간을 단축시킬 수 있는 등 그 효과가 큰 발명이다.
도 1은 종래의 CAM자동화시스템을 나타내는 순서도
도 2는 본 발명이 적용된 CAM자동화시스템을 나타내는 순서도
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대해 도 1, 도 2를 참고로 설명하면 다음과 같다.
우선, 종래 사용되고 있는 CAM자동화시스템은,
CAD에서 전극을 설계하는 제 1단계와,
상기 전극에 대한 3D파일을 가공파트로 내보내는 제 2단계와,
상기 전극 CAD파일을 CAM파일로 변환한 후, 업무공간을 생성하는 제 3단계와,
상기 제 3단계에서 형상 파악 후, 기본데이터를 입력하고 CAM프로그램을 계산하는 제 4단계와,
상기 제 4단계에서 계산된 CAM프로그램의 중복 가공 부분을 편집하는 제 5단계와,
상기 편집 완료된 CAM프로그램을 계산하여 NC프로그램으로 출력하는 제 7단계와,
상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 8단계로 이루어진다.
상기한 종래의 CAM자동화시스템은 CAD에서 전극을 설계하고, CAM작업자가 전극CAM을 하나 하나 생성하여 프로그램을 완료 후 기계를 준비하는 것으로, 상기 CAM작업자가 전극설계 완료부터 가공시작까지의 시간이 많이 소요됨으로 인해 정상적인 납기일자를 맞추기 위해서는 다수의 프로그램작업자와 기계준비작업자는 야간작업이 필수였고, 더불어 신입사원의 경우, CAM프로그램 교육기간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명인 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템은,
CAM(Computer-Aided Manufacturing) 자동화 시스템에 있어서, CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 전극을 설계하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 설계된 전극의 크기, 좌표, 소재, CAM데이터를 출력하여 전극데이터베이스에 입력하는 제 2단계와, 자동화프로그램에서 상기 전극데이터베이스를 열람하여 CAM프로그램으로 계산하는 제 3단계와, 상기 계산된 CAM프로그램에서 중복가공에 대해 편집 후, NC P/G(프로그램)으로 출력하는 제 4단계 및 상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 5단계로 이루어진다.
본 발명은 설계가 완료된 후, 데이터베이스화 된 CAM의 기본조건만 선택하면 자동으로 CAM을 계산하도록하여 동일한 공구와 조건을 사용할 수 있도록 하였다.
또한, 작은 공구의 중복가공 경로를 자동으로 편집하여 사람이 CAM을 편집하는 작업을 최소화하였다.
상기한 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면,
본 발명인 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템은,
[제 1단계]
CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 전극을 설계한다.
[제 2단계]
상기 제 1단계에서 설계된 전극의 크기, 좌표, 소재, CAM데이터를 출력하여 전극데이터베이스에 입력한다.
상기 전극데이터베이스에는 전극번호, 크기, 좌표, 소재, CAM데이터 및 방전조건에 대한 정보가 저장되어 있다.
이때, 전극과 전극간의 갭(GAP)별, 크기별, 좌표별, 소재별 및 형상별로 색상을 구분하는데, 이는 황삭, 중삭 및 정삭에 대한 구분을 위함이다.
일반적으로 전극 CAM의 기본프로그램 순서는 황삭에서 정삭으로 진행되는데, 본 발명에서는 큰파이 엔드밀에서 황삭가공하고, 작은 파이로 가면서 중삭과 정삭 작업 순으로 프로그램되도록 하였다.
또한, 형상별로 황삭과 정삭만 가공해도 되는 부분의 경우에는 지정된 색상에 따라 자동으로 정삭이 계산되지 않도록 자동화 계산이 될 수 있도록 하였다.
[제 3단계]
자동화프로그램에서 상기 전극데이터베이스를 열람하여 CAM프로그램으로 계산한다.
상기 자동화프로그램에서는 제 2단계의 전극데이터베이스를 CAM프로그램으로 자동으로 변환 시, 입력된 전극데이터베이스에 대한 오류와 각각의 저장되는 정보에 대한 누락여부를 확인하는 변환정보검토단계가 구성되어 있다.
상기 변환정보검토단계에서는 입력된 전극데이터베이스를 열람하여 CAM프로그램으로 계산하여 변환 시에 상기 전극데이터베이스에 대한 전극번호, 크기, 좌표, 소재, CAM데이터 및 방전조건에 대한 정보를 확인하여 각각의 정보가 저장됨에 있어 누락되지 않도록 하였다.
더불어, 자동화프로그램에서는 변환 시, 각각의 정보 중에서 전체정보를 입력하거나 또는 일부분의 정보 중에서 누락될 수 있는 부분을 표시할 수 있도록 하여 사용자의 선택에 의해 전체 또는 일부분에 대한 정보가 입력될 수 있도록 하였다.
이때, 사용자의 정보누락에 있어서도 불변하는 정보에 대해서는 2중체크방식을 통해 필수적인 기재정보에 대해서는 누락이 없도록 하였다.
[제 4단계]
상기 계산된 CAM프로그램에서 중복가공에 대해 편집 후, NC P/G으로 출력한다.
상기 중복가공은 크기가 각기 다른 홀을 가공 시, 작은 크기의 홀을 가공한 툴이 큰 크기의 홀에 중복적으로 인입 & 가공하지 않도록 하였다.
[제 5단계]
상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 5단계로 이루어진다.
상기에서 CAM프로그램을 계산 시, 가공하려는 엔드밀의 종류와 조건을 입력하여 계산하도록 하였다.
상기 제 5단계 후, NC프로그램에 저장된 프로그램과 기계에서 출력되어 작동하는 부품의 매칭이 동일여부를 상시로 연동하며 확인하는 가공매칭단계가 구성되어 있다.
상기 가공매칭단계는 가공단계 전 최종적인 프로그램인 NC프로그램과, 기계에서 출력되는 부품의 매칭이 동일한지 여부를 상시적으로 판단하여 매칭 동일 시에는 가공을 시작하고, 매칭이 동일하지 않을 시에는 가공을 멈춤하도록 하여 가공작업 전에 불량율을 미연에 방지할 수 있도록 하였다.
상기 CAM프로그램을 통해 가공 가공(1차) 전, 상기 CAM프로그램에 저장된 가공부재의 종류 및 크기와, 가공하려는 홀의 크기를 검토하는 검토단계가 구성된다.
검토단계는 홀가공프로그램에서 가공하려는 홀에 대한 작업 및 순서 및 홀의 크기에 맞게 준비되어 있는지 검토한다.
홀에 대한 가공작업 전에 이루어지며, 검토 후 이상이 있으면 재준비작업 후 홀에 대한 가공이 이루어진다.
또한, 상기 중복가공 전, 계산된 CAM프로그램을 통해 2차(중복) 가공하려는 홀에 대한 중복가공 여부를 재확인하여 가공하는 재확인단계가 구성되어 있다.
이는 1차 가공 후, 계산된 CAM프로그램을 통해 2차가공(중복가공)이 이루어지는데, 이때 2차가공이 이루어지는 홀에 대한 중복가공 여부를 재확인하여 2차가공 홀에 대한 재검토가 이루어질 수 있어 오가공을 최대한 방지하여 불량률을 현저히 감소시켰다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자가 CAD에서 전극 설계 완료 후, 상기 전극에 대한 데이터베이스를 입력할 수 있고, 상기 전극데이터베이스의 정보를 자동화프로그램에서 열람하여 CAM 프로그램을 계산할 수 있으며, CAM의 가공순서가 큰파이에서 작은파이로 가공됨에 따라 큰파이 엔드밀로 가공이 완성된 형상에 대해 작은파이의 엔드밀로 중복적인 가공작업을 하지 않도록 할 수 있어 자동화시스템에 따른 인원을 감원시킬 수 있고, 작업에 대한 시간을 단축시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 전극을 설계하는 제 1단계;
    상기 제 1단계에서 설계된 전극의 크기, 좌표, 소재, CAM데이터를 출력하여 전극데이터베이스에 입력하는 제 2단계;
    자동화프로그램에서 상기 전극데이터베이스를 열람하여 CAM프로그램으로 계산하는 제 3단계;
    상기 계산된 CAM프로그램에서 중복가공에 대해 편집 후, NC프로그램(Numerical Control Program)으로 출력하는 제 4단계;
    상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 5단계로 이루어진 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 자동화 시스템에 있어서,
    상기 제 2단계의 전극데이터베이스에는 전극번호, 크기, 좌표, 소재, CAM데이터 및 방전조건에 대한 정보가 저장되어 있고,
    상기 중복가공 전, 계산된 CAM프로그램을 통해 2차(중복) 가공하려는 홀에 대한 중복가공 여부를 재확인하여 가공하는 재확인단계가 구성되어 있으며,
    상기 자동화프로그램에서는 제 2단계의 전극데이터베이스를 CAM프로그램으로 자동으로 변환 시, 입력된 전극데이터베이스에 대한 오류와 각각의 저장되는 정보에 대한 누락여부를 확인하는 변환정보검토단계가 구성되어 있고,
    상기 제 5단계 후, NC프로그램에 저장된 프로그램과 기계에서 출력되어 작동하는 부품의 매칭이 동일여부를 상시로 연동하며 확인하는 가공매칭단계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동화프로그램을 이용한 CAM자동화시스템.

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