KR20060006142A - Ｎｃ 데이터 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법에 관한 발명으로서, 상세하게는 a) 공정계획 DB를 바탕으로 피삭물의 가공공정, 절삭공구, 가공방법, 가공조건과 가공순서로 구성된 가공공정계획을 수립하는 단계; b) CAM 시스템을 이용하여 상기 가공공정계획에 따라 피삭물의 NC 데이터를 생성하는 단계; c) CAD 모델에 의한 모의 가공을 이용하여 피삭물의 절삭부하를 예측하여 NC 데이터의 절삭속도를 최적화 하고, NC 데이터의 형상 오류를 검출하는 단계; d) 최종적으로 NC 작업 지시서를 발행하는 단계; 및 e) 피삭물의 가공 완료 후 생성된 실제 데이터와 상기 c) 단계의 NC 검증 및 최적화 데이터와 비교하여 오차를 보정하여 공정계획 DB에 반영하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 NC 데이터 및 NC 작업 지시서를 생성하는 방법은 NC 데이터 생성 업무 효율화하고, 가공 지식의 축적 및 활용이 가능하며, 공정, 부서별 데이터활용의 효율화 및 생산시간 단축할 수 있는 장점이 있다.

CAM, 데이터 일관화, 자동화, 가공공정계획, NC 데이터, 작업지시서

Description

ＮＣ 데이터 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법{Methode for integrated and automatic work of NC data creation}

도 1은 본 발명에 따른 NC 데이터 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법을 나타내는 순서도이다.

도 2는 본 발명에 따른 가공공정계획 수립 절차에 대한 순서도이다.

도 3은 본 발명에 따른 NC 데이터 생성 절차에 대한 순서도이다.

도 4는 본 발명에 따른 NC 데이터 검증 및 최적화 절차에 대한 순서도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 양태의 공정 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 양태의 공정 흐름도이다.

고능률 가공 (High performance machining)을 위한 본 발명은 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법에 관한 것이다.

가공데이터는 NC 설비에 전달할 NC 데이터와 가공 작업자에게 전달하는 셋업, 공구준비 및 가공 방법에 대한 정보가 포함된 작업지시서로 구성된다. 또한, NC 데이터는 공구의 이동 궤적, 공구의 회전수와 이송속도의 정보를 포함한다. 고능률 가공을 위한 NC 데이터란 최종적인 가공물의 형상이 원하는 정도를 만족하도록 공구의 이동궤적을 생성하고, 원하는 품질을 만족하는 범위에서 가공시간을 최소화할 수 있는 이송속도가 부여된 데이터를 의미한다.

가공 데이터를 생성하는 절차는 CAD 모델을 분석하여 사용할 공구와 가공조건, 가공순서를 결정하는 가공공정계획 수립단계; 가공공정계획대로 CAM 시스템에 입력하여 NC 데이터를 생성하는 NC 생성 단계; 생성된 NC 데이터의 형상 오류를 검증하고, 가공 효율성을 향상시키기 위한 NC 검증 및 최적화 단계; 작업지시서를 발행하는 단계로 구성된다.

상용 CAM 시스템 개발 업체들은 CAD 모델을 입력으로 하여 한 번의 클릭으로 NC 데이터를 자동으로 생성하는 즉, 가공공정계획 수립단계와 NC 생성 단계를 자동화하는 CAPP (computer-automated process planning) 시스템 개발에 박차를 가하고 있다. 또 한편으로는 가공의 효율성을 향상시키기 위한 적정한 절삭조건의 선택과 가공부하에 따른 테이블 이송속도 조절에 관한 연구가 진행되고 있고, 상용 시스템도 일부 출시되고 있으나 아직 시험 단계에 있으며, 특히 피삭물의 가공 완료 후 생성된 실제 데이터와 가공 전 단계의 NC 데이터의 검증 및 최적화 데이터와 비교하여 오차를 보정하여 공정계획 DB에 반영하는 단계를 도입함으로서 모의가공이 실제 가공에 가깝도록 하는 NC 데이터 생성 업무의 일관화 및 자동화를 구현한 방법에 대해서는 구체적으로 공지된 바가 없다.

본 발명은 고능률 가공을 위한 가공데이터 생성 업무 효율화의 새로운 접근방법으로써, 현재 각 공장이 보유한 고유의 가공지식을 정보화 하고, 이를 보유 상용 시스템들과 잘 융합하여 사용할 수 있도록 지원하는 제조 준비 시스템 (MPS: manufacturing preparation system)에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 현장 가공에서의 경험과 노하우 그리고 공장의 보유 설비, 공구, 가공표준 등을 체계화하여 DB화하고, 가공공정계획 단계에서의 사용자의 의사결정을 지원하도록 하며, 사용자가 동일한 정보를 재입력하지 않도록 CAM 시스템, 검증 시스템 등과 연동함으로써 사용자의 개입 없이 이후 단계의 업무가 자동적으로 수행되도록 하며, 관련 부서에서 가공관련 데이터를 공유할 수 있도록 NC 데이터 생성 업무를 일관화하고 자동화하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 NC 데이터 및 작업지시서 생성 업무를 일관화하고 자동화하는 방법에 관한 발명으로서, 상세하게는 a) 공정계획 DB를 바탕으로 피삭물의 가공공정, 절삭공구, 가공방법, 가공조건과 가공순서로 구성된 가공공정계획을 수립하는 단계; b) CAM 시스템을 이용하여 상기 가공공정계획에 따라 피삭물의 NC 데이터를 생성하는 단계; c) CAD 모델에 의한 모의 가공을 이용하여 피삭물의 절삭부하를 예측하여 NC 데이터의 절삭속도를 최적화 하고, NC 데이터의 형상 오류를 검출하는 단계; d) 최종적으로 NC 작업 지시서를 발행하는 단계; 및 e) 피삭물의 가공 완료 후 생성된 실제 데이터와 상기 c) 단계의 NC 검증 및 최적화 데이터와 비교하여 오차 를 보정하여 공정계획 DB에 반영하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 NC 데이터 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법을 나타내는 순서도를 도시한 것으로써, CAD 모델을 입력으로 하여 NC 데이터와 작업 지시서를 출력물로 생성한다. 내부적으로 가공공정계획에 대한 DB를 구성하며, 과거 유사한 가공물에 대한 가공공정계획을 초기 모델로 하여 주어진 CAD 모델에 적합한 모델로 편집한다. 여기서 생성된 가공공정계획은 공정계획 DB에 저장되고, 이 정보를 CAM 시스템, NC 검증 및 최적화 시스템의 입력에 적합한 형태로 변환되어 NC 생성과 NC 검증 및 최적화 모듈이 자동으로 실행된다. 가공공정계획에 포함된 정보 중에서 현장 가공 작업자에게 전달되어야할 정보들 즉, 셋업정보, 공구 준비정보와 가공조건 정보들을 추출하여 공장의 표준 형식에 맞는 작업지시서를 발행한다.

도 2는 본 발명에 따른 가공공정계획 수립 절차에 대한 순서도를 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 가공공정계획 수립은 다음과 같은 4단계를 거친다.

(1) 가공 모델 분석(S110): 주어진 CAD 모델의 형상의 특성과 요구 정밀도 등으로부터 공정계획 선정 파라미터 값의 추출단계.

(2) 유사 가공공정계획 선택(S120): 파라미터 값으로 공정계획 DB에 질의하여 초기 가공공정계획을 생성단계.

(3) 가공공정계획 평가(S130): 임의의 가공공정계획이 가공 요구조건을 만족 하는지, 개선의 여지가 없는지 평가단계.

상기 (3)에서는 평가결과를 만족하면 최종 가공공정계획으로 선정하고, 이를 공정계획 DB에 추가한다. 불만족인 경우, 가공공정계획을 편집하여 재평가를 수행하게 된다.

(4) 가공공정계획 편집(S140): S130의 평가결과를 기초로 공정계획을 편집단계.

도 3은 본 발명에 따른 NC 데이터 생성 절차에 대한 순서도로서, 가공공정계획 수립(S100)의 결과물인 가공공정계획을 CAM 시스템과 직접 연동(direct interface)하거나 CAM 시스템의 배치 파일 형식으로 변환시키는 단계를 포함하며(S210), CAD 모델을 입력으로 배치 작업의 순서대로 NC 데이터를 생성(S220)하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 NC 데이터 검증 및 최적화 절차에 대한 순서도를 도시한 것으로서, 가공공정계획 수립(S100)의 결과물인 가공공정계획을 검증 및 최적화 시스템과 직접 연동(direct interface)하거나 배치 파일 형식으로 변환(S310)하는 단계를 거치며, 배치 작업의 순서대로 각 NC 파일별로 아래와 같은 4단계를 거치게 된다.

(1) 모의가공(S320): 가공공정계획의 절삭공구 형상으로 NC 데이터 공구궤적을 따라 피삭재 형상을 갱신하고 절삭되는 양을 계산하는 단계.

(2) 절삭부하에 따른 이송속도 조정(S330): 각 NC 블록별로 절삭부하를 계산 하고, 적합한 이송속도를 부여한 NC 데이터로 갱신하는 단계.

(3) 가공시간 예측(S340): NC 블록의 길이와 가공부하 등을 고려한 실 가공 예측 시간을 계산하며, 불필요한 공절삭부를 삭제 및 편집한 후 작업지시서에(S400) 반영하는 단계.

(4) 형상 검증(S350): 가공 후 피삭재 형상과 초기 CAD 모델과 비교하여 과미삭 여부와 충돌여부를 검증하고, 그 결과는 작업지시서에(S400) 반영하는 단계.

도 5는 본 발명의 또 다른 양태로서 CAD 모델에서 작업지시서에 국한되던 시스템을 관련 부서와의 네트워크가 가능하도록 하는 특징을 도시한 것이며, 도 6은 도 5에 따른 시스템을 구현하도록 흐름도를 도시한 것이다. 가공 공정계획 수립(S100)단계에서 셋업정보, 공구 준비정보, 가공 조건정보, 지그 선정 정보, 사용 측정기 등 현장 가공 작업자에게 전달되어야할 정보들이 포함되며, 필요 공구 중 재고가 없는 공구들이 있을 경우 필요한 공구들은 가공 공정계획 수립시 자재 및 공구 구매 부서로 데이터가 전송되도록 하고, 피삭물이 고정될 지그가 없을 시에는 생산기술부나 연구소에 해당 데이터가 전송되어 가공에 필요한 지그가 준비 되도록 하여 자재 및 공구 미 준비로 인하여 작업이 지연되지 않도록 할 수있는 효과를 갖는다. 또한 가공시 사용될 측정기들은 ISO에 근거되는 검사용 측정기로 가공체를 측정할 수 있도록 측정기 고유 번호를 부여해 주며, 작업 지시서 발행(S400)시 측정 위치를 지정하여 중요부위의 치수 검사가 누락되지 않도록 하는 것도 본 발명의 범위 내이다.

작업 지시서에 의하여 가공이 완료되면 생산관리(S500)부서의 진도/부하 관 리 시스템에 데이터가 전송이 되며, NC 검증 및 최적화 데이터와 비교하여 가공 소요 예상시간과 실 가공 소요시간, 불량 부위와 원인에 관한 데이터, 가공 오차 예상값, 가공시 실 오차값 등을 보정한 오차 보정값이 공정계획 DB에 저장되도록 하여 유사 가공 공정계획 선택 시 기본 데이터로 활용되도록 함으로서 이후의 NC 검증 및 최적화 데이터가 실 가공 데이터와 가까워질 수 있도록 하여 양 데이터 사이에 오차를 최소화하는 역할을 한다.

본 발명의 NC 데이터 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법을 활용할 경우 NC 사용자 재입력을 배제함으로써 데이터의 불일치로 인한 오류가 감소하고, 기 결정된 데이터가 자동으로 채워지므로, 각 단계에서의 의사결정이 용이하고 업무처리 속도가 향상되는 등 데이터 생성 업무 효율화될 수 있으며, 과거 적용결과 입증된 데이터를 기반으로 수행함으로써, 일관성 있는 의사결정이 가능하고, 의사결정의 품질 향상으로 납기 단축, 품질 향상, 시간 단축 등의 효과를 기대할 수 있다. 또한 지속적인 프로세스 개선에 관한 연구의 토대를 제공하며, 시스템에 근거한 체계적인 의사결정 절차에 따라, 신규 인력에 대한 OJT 교육기간이 단축되고, 사원의 다기능화가 가능하며, 전문 인력 유지에 대한 부담이 줄어드는 효과가 있으며, 가공전, 가공시, 가공후의 모든 데이터가 네트워크에 의해 해당 관련 부서에 전송됨에 따라 효율적인 일정관리와 생산 시간의 단축이 가능하다.

Claims (7)

1. a) 공정계획 DB를 바탕으로 피삭물의 가공공정, 절삭공구, 가공방법, 가공조건과 가공순서로 구성된 가공공정계획을 수립하는 단계;

   b) CAM 시스템을 이용하여 상기 가공공정계획에 따라 피삭물의 NC 데이터를 생성하는 단계;

   c) CAD 모델에 의한 모의 가공을 이용하여 피삭물의 절삭부하를 예측하여 NC 데이터의 절삭속도를 최적화 하고, NC 데이터의 형상 오류를 검출하는 단계;

   d) NC 작업 지시서를 발행하는 단계;

   e) 피삭물의 가공 완료 후 생성된 실제 데이터와 상기 c) 단계의 NC 검증 및 최적화 데이터와 비교하여 오차를 보정하여 공정계획 DB에 반영하는 단계; 로 구성된 것을 특징으로 하는 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   a) 단계는 가공 여유와 공차에 따른 구분으로써 황삭, 중삭, 정삭으로부터 선택되는 가공공정; 볼엔드밀, 평엔드밀 및 라운드 엔드밀로부터 선택되며, 상응하는 엔드밀의 직경과 코너 반경으로 구성되는 절삭공구; 가공대상인 피삭물에 따른 가공특징형상; 가공방법에 따른 단위절삭공정; 및 절입깊이, 절입폭, 주축 회전수 와 테이블 이송속도로 구성되는 가공조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   a) 단계는 공장 고유의 가공표준에 의거하여 구축되고, 유사한 피삭물의 가공공정계획을 초기 가공공정계획으로 하며, 이를 바탕으로 주어진 피삭물에 대한 최종 가공공정계획을 수립하고 공정계획 DB에 축적하는 것을 특징으로 하는 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   b) 단계는 a) 단계에서의 산출물인 가공공정계획을 CAM 시스템에 직접 연동 또는 배치 파일로 변환하여 입력되고, 입력된 데이터를 바탕으로 배치 작업 혹은 자동으로 피삭물의 NC 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   c) 단계는 a) 단계에서의 산출물인 가공공정계획을 NC 검증 시스템에 직접 연동 또는 배치 파일로 변환 입력되고, 입력된 데이터를 바탕으로 배치 작업 혹은 자동으로 NC 데이터를 모의 가공하고, 그 결과를 이용하여 형상 검증과 절삭부하에 따른 가공속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   c) 단계의 CAD 모델에서 가공공정계획 수립 시 작업에 필요한 공구, 지그 및 계측기를 자동으로 확인 및 선택하여 주고, 상기 공구 및 지그의 재고 정보를 자동으로 관련부서에의 데이터 전송을 실시하는 것을 특징으로 하는 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   피삭물의 가공 완료 후 발생되는 데이터를 공정계획DB 및 관련 부서로 전송하는 것을 특징으로 하는 NC 데이터 및 NC 작업 지시서 생성 업무의 일관화 및 자동화 방법.

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