KR102492035B1 - 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몰드베이스가 설계된 형상을 자동인식하여 홀의 색상, 크기, 깊이 및 위치 정보를 홀가공프로그램에 입력하여 상기 몰드베이스에 대한 정보를 테이블에 표시 후 NC가공이 이루어지는 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템에 관한 것으로써, 몰드베이스의 형상을 자동으로 인식하여 홀의 색, 크기, 깊이 및 위치정보를 파악한 후, 홀가공프로그램을 통해 테이블에 표시할 수 있어 상기 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스를 이용하여 자동으로 NC가공이 이루어질 수 있도록 하는 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템에 관한 것이다.

Description

홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템{ Hole Machining System Using Hole Machining Program }
본 발명은 몰드베이스에 대한 홀 가공 시스템에 관한 것으로써, 상기 몰드베이스가 설계된 형상을 자동인식하여 홀의 색깔, 크기, 깊이 및 위치 정보를 홀가공프로그램에 입력하여 상기 몰드베이스에 대한 정보를 테이블에 표시 후 NC가공이 이루어지는 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템에 관한 것이다.
우선, 종래기술을 살펴보면,
공작기계는 흔히 기계를 만드는 기계라는 의미로 머더 머신(mother machine)이라 불려지고 있는데, 공구의 움직임을 수동 핸들로 조작하는 종래의 수동식 기계보다는 가공 지령정보에 따라 2축 이상의 서보 모터를 동시에 제어하여 복잡한 형상도 단시간에 정밀하게 가공하는 수치제어(NC;Numerical Control) 공작기계가 발전하면서 머더 머신으로서의 명칭에 어울리는 역할을 수행하고 있다.
NC 머신의 초기 목적은 복잡한 형상의 물품을 고정밀도로 가공하는 것으로, 주로 밀링 머신이나 보링 머신에 많이 적용되었다.
그러나, 최근에는 생산성 향상을 목적으로 NC 머신을 사용하는 편이 증가되고 있으며, 적용 기종도 공작기계의 주류를 이루는 선반이나 머시닝 센터, 드릴링 머신 등으로 확산되고 있다.
생산 현장에서 NC 머신을 이용하여 어떤 부품을 가공하는 경우 다음과 같은 과정을 거치게 된다.
가공물의 도면이 주어지면 이 도면으로부터 치수라든가 가공조건을 해석하여 NC 제어기가 이해하는 명령어로 파트 프로그램(part program)을 작성하여 입력한다.
이 프로그램은 내부해석을 통해 NC 서보의 축 이송을 위한 위치 및 속도제어 지령을 만들고, 이 지령이 따라 서보 모터가 회전된다.
서보 모터의 회전운동은 볼 스크류에 의해 직선 운동으로 변환되어 공작물 도는 공구대를 이동시킨다.
결과적으로 공구대와 가공물의 상대운동에 따른 절삭이 일어나서 최종적으로 사용자가 의도하는 형상의 부품을 가공하게 되는 것이다.
최근에는 공작기계 산업에 있어서 고속화 지능화 기술이 핵심 기술로 등장하고 있어, 고속 가공이 가능한 NC 머신이 개발되고 있다.
NC머신의 고속화 목적은 절삭시간과 비절삭시간의 단축을 통한 생산성의 향상이며, 고속가공에 의한 가공품의 고품질화, 고정도화를 기대할 수 있다.
고속화된 NC 머신의 주요 사용처중 하나는 금형 가공분야인데, 금형의 제작에 있어 고속가공에 의한 고속 절삭이 크게 각광을 받고 있다.
그 이유는 표면 조도, 표면 품위, 형상 정밀도를 향상시켜 수작업에 의한 마무리 공정을 줄이거나 없앰으로써 납기 단축의 효과를 기대할 수 있기 때문이다.
금형 가공시 수작업에 의한 마무리 작업은 기술자의 숙련도에 절대적으로 의지하고, 작업시간 또한 전체 가공시간의 25-38%에 달하는 것으로 알려져 있다.
이를 고속고정밀 머시닝 센터를 사용하여 고속 절삭할 경우 황삭가공, 사상가공 등 가공시간의 단축 및 수작업 시간의 단축을 통해 전체 작업시간을 30%
가량 단축할 수 있다고 한다.
그런데, 상기한 고속가공 NC 머신은 일반적인 NC 머신과는 달리 가공에 필요한 데이터를 설정하기가 쉽지 않다, 즉, 고속가공 NC 머신은 아직 많이 보급되지 않아 사용자가 많지 않을 뿐 아니라 기존 NC 머신을 이용한 기계 가공과는 가공 개
념이 달라 최적의 가공 데이터를 산출하기가 쉽지 않다.
다시 말해서, 고속가공 NC 머신은 고속가공 전문가만이 가공 데이터를 정확하게 산출할 수 있어 일반적인 NC 머신 사용자가 고속가공 NC 머신을 조작하기가 어렵고 가공 데이터를 잘못 산출할 경우 가공 오류로 인한 경제적 손실이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
이에 종래에는 등록번호 10-0421788호의 '엔시가공에 있어서의엔시프로그램해석장치및가공방법'과, 공개번호 특1999-0045935호의 '외장형고속/고정도가공제어시스템'과, 공개번호 10-2005-0112443호의 '고속가공 NC머신의 최적 제어방법'과, 등록번호 10-0772304호의 '가공 정보 작성 장치, 컴퓨터 판독가능 기록매체, 및 가공 정보 작성 방법' 및 등록번호 10-1703466호의 '수치제어장치, 정보제휴시스템 및 정보 제휴 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 매체'가 개시되어 있지만, 상기한 문제점에 대해서는 여전히 개선되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출해낸 것으로써, 몰드베이스의 형상을 자동으로 인식하여 홀의 색, 크기, 깊이 및 위치정보를 파악한 후, 홀가공프로그램을 통해 테이블에 표시할 수 있어 상기 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스를 이용하여 자동으로 NC가공이 이루어질 수 있도록 하는 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템을 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.
이에 본 발명은 홀 가공을 위한 시스템에 있어서, CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 몰드베이스(mold base)를 설계하는 제 1단계; 상기 제 1단계에서 몰드베이스 된 형상에 대해 문서파일을 출력하는 제 2단계; 상기 문서파일을 홀가공프로그램에서 열림하여 홀 가공에 따른 종류를 각각의 테이블로 표시하는 제 3단계; 상기 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스를 통해 드릴정보를 NC(numerical control)프로그램으로 출력하는 제 4단계; 상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 5단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명인 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템에 따르면, 홀가공프로그램의 사용으로 인해 몰드베이스의 색, 크기, 깊이 및 위치정보를 테이블에 표시 할 수 있어 작업시간을 단축시킬 수 있고, 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스에서 드릴정보를 자동으로 입력되어 불량률을 최소화할 수 있는 등 그 효과가 큰 발명이다.
도 1은 종래의 홀가공 시스템을 나타내는 순서도
도 2는 본 발명이 적용된 홀가공 시스템을 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 홀가공시스템은,
CAD에서 몰드베이스를 설계하는 제 1단계와,
상기 몰드베이스에 대한 3D파일을 가공파트로 내보내는 제 2단계와,
상기 3D파일에 대한 데이터를 홀가공 CAM 프로그램에서 열림 하는 제 3단계와,
동일한 크기와 깊이에 대한 가공할 홀을 선택하는 제 4단계와,
공구를 가공순서에 따라 지정하고 가공조건을 입력하는 제 5단계와,
상기 가공할 홀의 크기와 깊이에 따라 반복적으로 선택하여 작업하는 제 6단계와,
상기에서 완료된 홀에 대한 프로그램들을 하나의 파일로 합친 후, NC프로그램으로 출력하는 제 7단계와,
상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 8단계로 이루어진다.
상기한 종래의 홀가공시스템은 몰드베이스 홀 가공 시, 각각의 크기, 깊이 및 종류에 따라 각기 다른 공구와 순서로 가공해야 되는 번거로움이 있고, 프로그램 작업 시, 시간이 많이 소요되어 작업자의 실수가 발생되며, 그로 인해 누락과 깊이, 가공불량이 많이 발생되었다.
또한, 상기 6단계의 경우, 크기별, 깊이별로 반복적으로 선택 후, 작업해야 하는 번거로움과 그에 따른 작업자의 실수 및 불량이 많이 발생하고 있는 실정이다.
이에, 본 발명인 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템은,
홀 가공을 위한 시스템에 있어서, CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 몰드베이스(mold base)를 설계하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 몰드베이스 된 형상에 대해 문서파일을 출력하는 제 2단계와, 상기 문서파일을 홀가공프로그램에서 열림하여 홀 가공에 따른 종류를 각각의 테이블로 표시하는 제 3단계와, 상기 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스를 통해 드릴정보를 NC(numerical control)프로그램으로 출력하는 제 4단계 및 상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 5단계로 이루어진다.
본 발명은 설계가 완료된 3D CAD(UG NX)에서 모델링을 자동인식 하여 홀의 크기값, 시작위치, 깊이 등을 추출하여 TXT로 내보내기된 파일을 프로그램에서 INPUT하여 크기별 드릴조건들을 데이터베이스에서 불러와 CAM프로그램 작성함으로써 빠른시간에 정확히 작성이 가능하도록 하였다.
이로 인해 200홀을 가공 시, 종래에는 4시간이 발생되는 작업을 10분으로 단축시키도록 하였다.
상기한 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면,
본 발명인 홀가공프로그램을 이용한 홀 가공 시스템은,
[제 1단계]
CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 몰드베이스(mold base)를 설계한다.
[제 2단계]
상기 제 1단계에서 몰드베이스 된 형상에 대해 문서파일을 출력한다.
이때, 상기 제 1단계의 형상을 자동으로 인식하여 홀의 색상, 파이(크기), 깊이 및 위치정보를 문서파일로 출력한다.
[제 3단계]
상기 문서파일을 홀가공프로그램에서 열림하여 홀 가공에 따른 종류를 각각의 테이블로 표시한다.
이는 상기 제 2단계의 문서파일을 통해 홀 가공의 색상을 파악, 파이, 좌표, 깊이 및 종류를 테이블로 표시한다.
이때, 사용되는 홀가공프로그램은 본 출원인이 자체적으로 개발한 것으로써, 상기한 홀가공프로그램에서 제 2단계의 문서파일을 선택 후, 열람하여 상기 홀에 대한 색, 크기, 깊이 및 위치정보에 관한 정보를 테이블에 표시하도록 하였다.
이때, 상기 제 2단계의 문서파일을 제 3단계에서 홀가공프로그램으로 변환 시, 상기 문서파일에 저장된 정보와 홀가공프로그램으로 변환되는 정보를 비교하여 변환에 따른 정보의 누락여부를 확인하는 변환누락단계가 구성되어 있다.
상기 변환누락단계는 정보변환 시, 누락되는 정보에 대해 확인하여 정보전송에 따른 오류와 가공 전 변경될 수 있는 정보를 미연에 확인하여 불량율을 미연에 방지할 수 있도록 하였다.
[제 4단계]
상기 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스를 통해 드릴정보를 NC(numerical control)프로그램으로 출력한다.
상기 공구데이터베이스에는 가공하려는 기계별, 가공 소재별, 드릴별에 대한 가공조건 및 홀에 대한 가공순서가 저장되어 있다.
이때, 상기 공구데이터베이스에서 저장된 정보를 NC프로그램을 통해 출력 전, 상기 공구데이터베이스에 대한 정보와 NC프로그램에서 출력되는 작업에 대한 동일여부를 확인하는 공구확인단계가 구성되어 있다.
상기 공구확인단계는 가공 전 최종적으로 정보를 전달하는 공구데이터베이스와 NC프로그램의 가공하는 공구의 정보를 비교하여 동일 시에는 가공을 진행하고, 미동일 시에는 가공을 멈춤하여 미동일한 부분에 대한 정보확인 및 변경작업 후 가공작업이 진행될 수 있도록 하여 최종적인 확인작업을 통해 불량율을 미연에 방지할 수 있도록 하였다.
[제 5단계]
상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송한다.
일반적으로 홀 가공은 홀의 크기에 맞는 드릴을 선택하여 홀가공에 맞는 조건과 깊이를 프로그램해서 가공하는 작업이다.
종래에는 같은 크기의 홀을 길이별, 종류별로 분류한 후, 드릴선택, 조건입력, 깊이설정을 선택하여 작업이 이루어진다.
위와 같은 작업은 예를 들어 200개의 홀을 작업 시, 홀가공에 맞는 조건과 깊이의 프로그램 작업시간만 약 4시간이 경과되었다.
이에, 본 발명을 적용 시에는,
설계가 완료된 모델링을 CAD에서 홀의 색상, 크기, 깊이 및 특성들에 대한 정보를 텍스트파일로 일괄출력하여 현장에 배포한다.(약 1분 소요)
이후, 홀가공시스템에서 상기 텍스트파일을 열람하여 색상별, 종류별, 크기별로 자동으로 분류하게 된다.
색상은 가공을 하지 않는 홀, 리머가공을 해야되는 홀, TAP가공을 해야되는 홀, 일반 홀을 인식하여 데이터베이스에 입력되어 있는 드릴, TAP, 리머의 가공 조건이 크기별로 자동선택되며, 깊이를 인식하여 프로그램된다.(약 2분 소요)
또한, 상기에서 홀 가공 전에는 재확인단계가 이루어지고, 홀 가공 후에는 검토단계가 이루어진다.
재확인단계는 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.
검토단계는 홀에 대한 가공이 이루어지고 다음 홀로 이동하기 전, 가공이 이루어진 홀에 대해 홀가공프로그램에서 지시한 가공이 제대로 이루어졌는지 검토한다.
홀가공프로그램에서 지시한 가공이 이루어진 경우, 다음 홀로 이동하고,
지시한 가공이 이루어지지 않은 경우, 홀가공프로그램에서 지시한 가공을 재가공이 이루어지도록 하였다.
이로 인해, 홀가공프로그램에서 지시한 가공이 누락되지 않도록 하여 홀가공작업에 대한 불량률을 최소화하였다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 홀가공프로그램의 사용으로 인해 몰드베이스의 색, 크기, 깊이 및 위치정보를 테이블에 표시 할 수 있어 작업시간을 단축시킬 수 있고, 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스에서 드릴정보를 자동으로 입력되어 불량률을 최소화할 수 있다.

Claims (5)

  1. CAD(Computer Aided Design)프로그램을 이용하여 몰드베이스(mold base)를 설계하는 제 1단계와,
    상기 제 1단계에서 몰드베이스 된 파일을 자동으로 인식하여 홀의 색상, 파이(크기), 깊이 및 위치정보를 TXT파일로 출력하는 제 2단계와,
    상기 파일을 홀가공프로그램에서 열람하여 홀 가공에 따른 종류를 각각의 테이블로 표시하되 상기 제 2단계의 TXT파일을 홀가공프로그램으로 변환 시 상기 TXT파일에 저장된 정보와 홀가공프로그램으로 변환된 정보를 비교하여 변환에 따른 정보의 누락여부를 확인하는 변환누락단계가 포함되는 제 3단계와,
    상기 테이블에서 가공할 홀을 체크하여 공구데이터베이스를 통해 드릴정보를 NC(numerical control)프로그램으로 출력하되 공구데이터베이스에 가공하려는 기계별, 가공 소재별, 드릴별에 대한 가공조건 및 홀에 대한 가공순서가 저장되며 상기 공구데이터베이스에 대한 정보와 NC프로그램에서 출력되는 작업에 대한 동일여부를 확인하는 공구확인단계가 포함되는 제 4단계,
    상기 NC프로그램에서 출력된 내용을 기계로 전송하는 제 5단계,
    상기 홀 가공 전에는 가공하려는 홀에 대해 재확인하는 재확인단계 및 홀 가공 후에는 홀가공프로그램에서 지시한 가공을 검토하는 검토단계로 이루어진 홀가공시스템에 있어서,
    설계가 완료된 모델링을 CAD에서 홀의 색상, 크기, 깊이 및 특성들에 대한 정보를 텍스트파일로 일괄출력하여 현장에 배포하고 홀가공시스템에서 상기 텍스트파일을 열람하여 색상별, 종류별, 크기별로 자동으로 분류한 후, 색상은 가공을 하지 않는 홀, 리머가공을 해야되는 홀, TAP가공을 해야되는 홀, 일반 홀을 인식하여 데이터베이스에 입력되어 있는 드릴, TAP, 리머의 가공 조건이 크기별로 자동선택되며 깊이를 인식하여 프로그램되고,
    상기 공구확인단계는 가공 전 정보를 전달하는 공구데이터베이스와 NC프로그램의 가공하는 공구의 정보를 비교하여 동일 시에는 가공을 진행하고 미동일 시에는 가공을 멈춤하여 미동일한 부분에 대한 정보확인 및 변경작업 후 가공작업이 진행되는 것을 특징으로 하는 홀가공프로그램을 이용한 홀가공시스템.

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  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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