KR20160118762A

KR20160118762A - 가공계획 수립과 가공시간 예측이 가능한 nc 공작기계 운용 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20160118762A
Application number: KR1020150047420A
Authority: KR
Inventors: 김익준
Original assignee: 주식회사 닉스
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2016-10-12
Also published as: KR101760121B1

Abstract

본 발명은 NC 공작기계 운용 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 탑재된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하는 것은 물론, NC 공작기계에서 실시간으로 수신되는 피드백정보를 추가로 반영하여 예상가공시간을 실시간으로 재산출함으로써, 예상가공시간과 실제가공시간 간의 오차를 최대한 줄여 작업 계획을 효과적으로 수립할 수 있다.

Description

가공계획 수립과 가공시간 예측이 가능한 NC 공작기계 운용 시스템 및 방법{System and method for operating Numerical Control machine}

본 발명은 NC 공작기계 운용 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출한 후 출력하되, NC 공작기계에서 실시간으로 수신되는 피드백정보를 추가로 반영하여 잔여가공시간을 정확하게 산출할 수 있도록 하고, QR코드 인식을 통해 가공계획을 수립할 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.

NC(Numerical Control) 공작기계는 가공수치, 형상, 필요한 공구 및 이동속도 등을 선택적으로 지시하는 수치데이터를 작업자가 입력하면, 소정의 응용프로그램에 의해 자동적으로 절삭공구의 위치를 결정하거나 절삭 작업을 수행하는 기기로서, 공장 자동화 및 가공물(공작물)의 대량 생산에 유용하게 이용되고 있다.

이러한 NC 공작기계를 효과적으로 사용하기 위해서는 전체적인 작업 계획을 수립해야 하는데, 이를 위해 현재 장착된 피가공물에 대한 가공시간을 예측해야만 한다.

한국등록특허 제10-0149482호에는 가공 종료시각을 예측하는 수치 제어장치에 대한 기술이 다루어지고 있다. 즉 미리 설정된 가공 속도와 가공 길이를 통해 가공소요시간을 추정하는 것이다.

하지만 미리 설정된 데이터를 통해 가공 작업을 수행하다 보면, 돌발 상황이 발생할 수 있으며, 이에 따라 추정된 가공시간과 실제 가공시간이 큰 차이를 보여 작업 계획을 수립하는데 곤란함을 겪는 일이 자주 발생한다.

또한, NC 공작기계에 피가공물을 장착하면 미리 설정된 프로젝트파일을 통해 적절한 가공이 이루어지도록 하는데, 이를 위해서는 사용자가 피가공물에 적용되는 프로젝트파일을 일일이 입력하거나 선택해야만 하는 불편함이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 탑재된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하는 것은 물론, NC 공작기계에서 실시간으로 수신되는 피드백정보를 추가로 반영하여 예상가공시간을 실시간으로 재산출함으로써, 예상가공시간과 실제가공시간 간의 오차를 최대한 줄여 작업 계획을 효과적으로 수립할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 NC 공작기계에 피가공물을 장착하면 QR코드를 인식하여 최적의 가공 계획을 수립하고, 수립된 가공 계획에 따라 예상가공시간을 재산출할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 NC 공작기계 운용 방법은, 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하고 출력하도록 처리하는 (a)단계; 프로젝트파일을 해석하여 서보유닛과 스핀들유닛을 제어함으로써 피가공물을 가공하도록 처리하는 (b)단계; 상기 서보유닛 및 스핀들유닛으로부터 피드백정보를 수신 및 저장하는 (c)단계; 및 상기 피드백정보를 반영하여 예상가공시간을 재산출하고 출력하도록 처리하는 (d)단계;를 포함한다.

여기서, 상기 (a)단계는 상기 프로젝트파일을 분석하여 예상가공길이와 예상가공속도를 통해 예상가공시간을 산출하고, 상기 피드백정보는 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 포함하며, 상기 (d)단계는 상기 피드백정보에 포함된 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 통해 완료가공길이와 실제가공속도를 산출하되, 상기 실제가공속도를 반영하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출할 수 있다.

또한, 사용자로부터 이송 속도 오버라이드 명령을 수신하는 (e)단계;를 더 포함하고, 상기 (b)단계에서 상기 서보유닛을 제어할 시, 상기 이송 속도 오버라이드 명령을 반영하여 상기 피가공물을 가공하도록 처리하며, 상기 (d)단계는 상기 이송 속도 오버라이드 명령을 반영하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출할 수 있다.

또, 상기 (a)단계 이전에 특정 표식이 부착된 복수의 피가공물의 촬영 이미지 정보를 획득하는 (f)단계; 상기 촬영 이미지에서 상기 특정 표식을 독출하는 (g)단계; 상기 특정 표식에 대응하는 복수의 프로젝트파일을 메모리에서 로딩하는 (h)단계; 및 상기 로딩된 복수의 프로젝트파일을 분석하여 공구 장착 순서 및 상기 복수의 피가공물에 대한 가공 순서를 포함하는 가공계획을 수립하는 (i)단계;를 더 포함하고, 상기 (a)단계는 상기 (i)단계에서 수립된 가공계획에 따라 발생한 프로젝트파일에 대하여 예상가공시간을 산출할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 NC 공작기계 운용 시스템은, 프로젝트파일을 저장하거나 NC 공작기계로부터 수신된 피드백정보를 저장하는 메모리; 상기 메모리에 저장된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하거나, 또는 상기 피드백정보를 반영하여 예상가공시간을 재산출하는 가공시간산출부; 및 상기 예상가공시간을 화면 출력되도록 처리하는 화면출력처리부;를 포함한다.

여기서, 상기 가공시간산출부는 상기 프로젝트파일을 분석하여 예상가공길이와 예상가공속도를 통해 예상가공시간을 산출하되, 상기 NC 공작기계로부터 수신되는 피드백정보는 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 포함하며, 상기 가공시간산출부에서 상기 예상가공시간을 재산출할 시, 상기 피드백정보에 포함된 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 통해 완료가공길이와 실제가공속도를 산출하고, 상기 실제가공속도를 반영하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출할 수 있다.

또한, 복수의 피가공물의 촬영 이미지 정보에서 특정 표식을 독출하는 촬영정보분석부; 및 상기 촬영정보분석부에서 독출한 상기 특정 표식에 대응하는 복수의 프로젝트파일을 상기 메모리에서 로딩하고, 상기 로딩된 복수의 프로젝트파일을 분석하여 공구 장착 순서 및 상기 복수의 피가공물에 대한 가공 순서를 포함하는 가공계획을 수립하는 가공계획수립부;를 더 포함하고, 상기 가공시간산출부는 상기 가공계획수립부에서 수립된 가공계획에 따라 발생한 프로젝트파일에 대하여 예상가공시간을 산출할 수 있다.

본 발명에 따르면 탑재된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출할 수 있는 것은 물론, NC 공작기계에서 실시간으로 수신되는 피드백정보를 추가로 반영하여 예상가공시간을 실시간으로 재산출함으로써, 예상가공시간과 실제가공시간 간의 오차를 최대한 줄여 작업 계획을 효과적으로 수립할 수가 있다. 즉 가공이 일시적으로 중단된다거나, 이송 속도 오버라이드가 발생하였을 경우, 잔여가공시간에 반영될 수 있도록 하고, 특히 현재까지 완료된 구간에 대한 실제가공속도를 잔여가공길이에 반영하여 잔여가공시간을 산출함으로써, 가공이 완료되는 시점을 정확하게 예측할 수가 있는 것이다.

또한, 복수의 피가공물에 QR코드 등의 특정 표식을 부착하고, 가공을 시작하기 전 촬영을 통해 QR코드에 매칭되는 프로젝트파일을 자동으로 로딩할 수가 있어서, 사용자가 번거롭게 프로젝트파일을 입력하거나 선택해야 할 필요가 없어서 편리하다.

또한 복수의 피가공물에 대하여 다양한 공구를 이용한 가공이 필요할 수 있는데, 이를 위해 프로젝트파일의 NC블럭들을 전면 재배치하여 가공계획을 수립함으로써, 공구 교체를 최소화하여 전체 가공시간을 크게 단축하는 등 작업 효율을 극대화시킬 수가 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 시스템을 설명하기 위한 도면.
도2는 도1에 도시된 NC 공작기계 운용 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도4 내지 도8은 NC 공작기계 운용 시스템의 모니터링 시스템에서 디스플레이를 통해 출력된 모니터링 화면의 예시를 설명하기 위한 도면.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 시스템을 설명하기 위한 도면.
도10은 도9에 도시된 NC 공작기계 운용 시스템에서 NC 공작기계의 일부 구성을 개념적으로 설명하기 위한 도면.
도11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

더불어 이하에서 설명하게 되는 각 구성부와 서버 및 시스템은 반드시 각각의 기능을 수행하는 독립적인 구성부나 서버로 이루어져야 하는 것은 아니며, 하나 이상의 프로그램 또는 하나 이상의 서버 또는 하나 이상의 시스템의 집합으로 구현되거나 일부가 공유될 수도 있음을 밝히는 바이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도2는 도1에 도시된 NC 공작기계 운용 시스템에서 모니터링 시스템과 NC 공작기계의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 시스템은 크게 모니터링 시스템(100)과 NC 공작기계(200)를 포함한다.

먼저 NC 공작기계(200)는 가공프로그램을 내장하고 있으며, 입력되는 프로젝트파일을 해석하여 피가공물을 가공하는 장치이다. NC 공작기계(200)는 하나 이상 복수개가 마련되어 동시에 서로 다른 피가공물에 대한 가공을 수행할 수 있고, 네트워크를 통해 모니터링 시스템(100)과 연계되어 있어서, 모니터링 시스템(100)을 통해 각 NC 공작기계(200)의 작동 상태를 확인하거나, 모니터링 시스템(100)에서 입력되는 사용자 명령이 NC 공작기계(200)에 전달될 수도 있다. 이러한 NC 공작기계(200)는 통신수단(210), 수치제어수단(220), 서보유닛(230) 및 스핀들유닛(240)을 포함한다.

통신수단(210)은 네트워크를 통해 모니터링 시스템(100)과 통신 채널을 연결하고 데이터를 송수신하기 위해 마련된다.

수치제어수단(220)은 소정의 가공프로그램을 내장하고 있으며, 가공프로그램을 통해 기 저장되어 있는 또는 모니터링 시스템(100)으로부터 입력되는 프로젝트파일을 해석하고 분배하여 서보유닛(230) 및 스핀들유닛(240)을 제어한다.

서보유닛(230)은 수치제어수단(220)에서 입력되는 신호에 따라 서보모터(미도시)를 작동시킴으로써 공구축을 특정 좌표로 이동(즉 공구를 이동)시키기 위해 마련된다.

스핀들유닛(240)은 수치제어수단(220)에서 입력되는 신호에 따라 공구축을 회전시켜 피가공물에 대한 절삭 작업을 수행토록 한다.

NC 공작기계(200)의 피가공물 절삭 과정은 모니터링 시스템(100)을 통해 실시간으로 확인이 가능하다. 이러한 모니터링 시스템(100)은 디스플레이(110), 사용자명령입력부(120), 화면출력처리부(130), 가공이미지처리부(140), 가공시간산출부(150), 메모리(160), 문자발송처리부(170) 및 통신부(180)를 포함한다.

디스플레이(110)는 NC 공작기계(200)에서 가공중인 피가공물의 가공상태와 공구의 상태를 3차원 그래픽으로 표시하거나, 공구의 좌표, 공구의 회전속도, 현재 가공중인 NC블럭 등을 표시하며, 더불어 예상가공시간을 화면 출력한다.

사용자명령입력부(120)는 복수의 NC 공작기계(200)를 모니터링 및 제어하기 위한 선택정보나 사용자 명령을 입력받기 위해 마련된다.

화면출력처리부(130)는 피가공물 및 공구의 상태, 사용자인터페이스 및 예상가공시간 등의 정보를 디스플레이(110)의 특정 위치에 출력되도록 처리하기 위해 마련된다. 도4는 디스플레이(110)를 통해 피가공물 및 공구의 상태, 사용자인터페이스 및 예상가공시간 등의 정보가 출력된 상태의 예시를 나타낸 것이다.

가공이미지처리부(140)는 NC 공작기계(200)로부터 수신되는 피드백정보를 기반으로 피가공물과 공구의 상태를 3차원 그래픽으로 처리하고 화면출력처리부(130)와 연계하여 디스플레이(110)에 출력되도록 처리한다.

가공시간산출부(150)는 메모리(160)에 저장된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하고, NC 공작기계(200)로부터 피드백정보가 수신되어 메모리(160)에 저장되면, 피드백정보를 반영하여 예상가공시간을 재산출한다.

문자발송처리부(170)는 NC 공작기계(200)의 작동상태를 기 설정된 관리자 휴대 단말(300)로 전송하기 위해 마련된다.

통신부(180)는 네트워크를 통해 복수의 NC 공작기계(200)와 연계하여, NC 공작기계(200) 측으로 사용자 명령을 전달하거나, NC 공작기계(200)로부터 피드백정보를 수신하기 위해 마련된다. 또한 통신부(180)는 문자발송처리부(170)와 연계하여 이동통신망을 통해 문자메시지를 발송할 수 있도록 처리한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 시스템이 특정 피가공물에 대한 예상가공시간을 실시간으로 산출하는 과정에 대해서는 이하 도3을 통해 더욱 구체적으로 다루어질 것이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 더욱 구체적으로는 NC 공작기계의 실시간 모니터링을 통한 가공시간 예측 방법에 대하여 다루어진다. 실제 가공 과정이 이루어질 때에는 하나의 모니터링 시스템(100)을 통해, 서로 다른 가공이 이루어지고 있는 복수의 NC 공작기계(200)에 대한 모니터링이 가능하지만, 편의를 위해 하나의 NC 공작기계(200)에 대해서만 설명토록 한다.

먼저 사용자는 모니터링 시스템(100)의 사용자명령입력부(120)를 통해 프로젝트파일을 입력하며, 입력된 프로젝트파일은 메모리(160)에 저장되고, 더불어 통신부(180)를 통해 NC 공작기계(200)에 전달된다. 이후 NC 공작기계(200)의 통신수단(210)은 모니터링 시스템(100)으로부터 프로젝트파일을 전송받아 수치제어수단(220)에 저장한다. 물론 프로젝트파일은 별도의 경로를 통해 NC 공작기계(200)에 직접 입력될 수도 있고, 이미 소정의 프로젝트파일들이 DB화 되어 수치제어수단(220)에 탑재되어 있을 수도 있다. NC 공작기계(200)에 프로젝트파일이 직접 탑재되었을 경우, 모니터링 시스템(100)은 NC 공작기계(200)의 수치제어수단(220)에 탑재된 프로젝트파일을 로딩하여 메모리(160)에 저장할 수 있다.

이후 NC 공작기계(200)에 피가공물을 장착하면 사용자 명령에 따라 가공 작업을 수행할 수 있는데, 모니터링 시스템(100)은 NC 공작기계(200)의 가공 시작 전 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하고 출력<S305>한다.

즉, 모니터링 시스템(100)의 가공시간산출부(150)는 메모리(160)에 저장된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공길이(전체 가공 길이)와 예상가공속도를 추출함으로써 예상가공시간을 산출할 수 있고, 화면출력처리부(130)는 산출된 예상가공시간을 디스플레이(110)를 통해 출력되도록 처리한다.

하나의 피가공물을 특정 형태로 가공하기 위한 일련의 수치데이터를 포함하고 있는 프로젝트파일은 도4의 우측 및 도5에 도시된 예시에서와 같이, 다양한 NC블럭들로 구성된다. 즉 전체 가공 과정에 대한 프로젝트파일은 특정 직선 구간과 곡선 구간에 대한 공구축의 이송과 공구의 회전 속도에 대한 지령을 포함하는 NC블럭들로 분해된다. 물론 곡선 구간은 미세한 직선 구간으로 분해된 후 이들 미세 직선 구간의 합으로 이루어진다.

각각의 직선 이송에 있어서는 좌표에 따른 이송량과 이송 속도가 설정되고, 가공 방식에 따른 공구의 회전 속도도 설정된다. 물론 공구축의 이송 및 공구의 회전속도는 각 구간의 시작점과 종료점에서 가속 및 감속될 수 있다.

이렇게 모니터링 시스템(100)의 가공시간산출부(150)에서 프로젝트파일을 분석하면, NC블럭에 포함된 좌표정보를 통해 공구축이 이송되어야 하는 전체 이송 거리, 즉 예상가공길이를 산출할 수 있다. 또한 공구축의 이송 속도(구간별 가감속 반영)와 공구의 회전 속도(구간별 가감속 반영)에 대한 지령을 통해 각 구간에서의 예상가공속도를 산출할 수 있다. 가공시간산출부(150)는 이러한 예상가공길이와 예상가공속도를 통해 예상가공시간을 산출하는 것이며, 산출 결과를 화면출력처리부(130)와 연계하여 도4의 우측 하단에 도시된 바와 같이 디스플레이(110)를 통해 출력되도록 하는 것이다.

이후 사용자명령입력부(120)를 통해 가공 시작에 대한 명령이 입력되면, NC 공작기계(200)의 수치제어수단(220)은 가공프로그램을 통해 프로젝트파일을 해석하고 분배하여 서보유닛(230) 및 스핀들유닛(240)을 제어함으로써, 공구축을 지령에 따라 이송시키고 공구를 회전시켜 절삭 작업이 수행<S310>되도록 한다.

NC 공작기계(200)의 수치제어수단(220)은 서보유닛(230)과 스핀들유닛(240)을 제어함과 동시에, 서보유닛(230)과 스핀들유닛(240)으로부터 피드백정보를 수신하여 모니터링 시스템(100) 측으로 전송한다. 서보유닛(230)과 스핀들유닛(240)에서 수치제어수단(220)으로 전달하는 피드백정보는 공구축의 실시간 좌표정보이거나 속도정보일 수 있다. 또한 피드백정보는 가공중, 멈춤, 또는 오류발생 등에 대한 신호를 포함하는 작동상태 정보일 수도 있다.

이렇게 NC 공작기계(200)의 수치제어수단(220)에서 서보유닛(230) 및 스핀들유닛(240)으로부터 실시간으로 피드백정보를 수신하여 모니터링 시스템(100)으로 전송하면, 모니터링 시스템(100)의 통신부(180)는 수신된 피드백정보를 메모리(160)에 저장<S315>한다.

더불어 모니터링 시스템(100)의 메모리(160)에 저장되는 피드백정보는 화면출력처리부(130)에서 가공된 후 디스플레이(110)를 통해 즉시 출력된다. 즉 가공이미지처리부(140)는 피드백정보에 포함된 좌표정보를 기반으로 공구와 피가공물의 위치를 3차원 그래픽으로 실시간 연산 처리하여 화면 출력되도록 한다. 또한 가공시간산출부(150)는 피드백정보에 포함된 좌표정보를 통해 프로젝트파일의 특정 NC블럭에 대한 가공중 또는 가공완료를 판단할 수 있으며, 특정 NC블럭의 완료 여부, 가공중 여부 및 대기중 여부가 도5에서와 같이 화면 출력될 수 있다. 또, 피드백정보는 가공중, 멈춤, 또는 오류발생 등을 나타내는 작동상태 정보를 포함하고 있기 때문에, 화면출력처리부(130)는 작동상태에 따라 도6과 같이 공구의 상태를 특정 표식으로 구분 표시할 수 있다.

또한 피드백정보에 포함된 공구의 좌표정보 및 속도정보는 화면출력처리부(130)에 의해 디스플레이(110)의 특정 위치에 실시간으로 반영 표시된다. 즉 도7에 도시된 바와 같이 공구축의 좌표와, 이송속도(Feed), 공구의 회전속도(Spindle)가 실시간으로 표시된다.

또, 사용자는 모니터링 시스템(100)의 사용자명령입력부(120)를 통해 공구축의 이송 속도를 임의로 설정할 수도 있다. 즉 사용자명령입력부(120)를 통해 이송 속도 오버라이드(feed rate override) 명령이 입력되면, 통신부(180)를 통해 NC 공작기계(200) 측으로 이송 속도 오버라이드 명령이 전달되어 수치제어수단(220)이 서보유닛(230)을 제어함으로써 명령에 따른 가공이 수행되도록 할 수 있다. 더불어 입력된 이송 속도 오버라이드 정보 역시 도7에 도시된 바와 같이 모니터링 시스템(100)의 디스플레이(110)에 출력되며, 이송 속도 오버라이드 명령에 따라 변경된 이송 속도로 작동되는 서보유닛(230)의 피드백정보 역시, 모니터링 시스템(100) 측으로 전달되어 메모리(160)에 저장된다.

한편 NC 공작기계(200)로부터 수신되는 피드백정보는 메모리(160)에 저장되어 디스플레이(110)를 통해 화면 출력되되, 가공시간산출부(150)는 피드백정보를 반영하여 예상가공시간을 재산출함으로써 실시간으로 화면 출력<S320>되도록 한다.

즉 가공 시작 전 프로젝트파일 분석을 통해 예상가공시간이 산출되어 화면 출력되었지만, 실제 가공이 이루어지다 보면, 돌발 상황이 발생하여 이론적인 예상가공시간과 차이를 보일 수가 있다. 예컨대 첫번째 NC블럭과 두번째 NC블럭까지 가공을 마친 결과, 피가공물에 부하가 걸려 이송 속도가 느려졌을 수 있다. 물론 피드백정보에 포함된 좌표정보와 속도정보를 통해 가공시간산출부(150)는 현재까지 작업이 완료된 완료가공길이와 실제가공속도를 파악할 수가 있다. 이에 따라 현재까지 작업을 마친 NC블럭별 완료가공시간과 전체 완료가공시간이 도4 및 도5에서와 같이 출력될 수 있다.

더불어 가공시간산출부(150)는 현재까지 완료된 가공길이에 대한 실제가공속도를 고려하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출한다. 즉 NC 공작기계(200)로부터 수신되어 메모리(160)에 저장된 피드백정보를 통해 현재까지 구간에 대한 실제가공속도를 산출하였는데, 공구축의 이송 과정에서 알 수 없는 부하가 발생하여 이론적인 속도와 실제가공속도가 차이를 보였다면, 그 여파는 이후의 가공 과정에서도 충분히 발생할 여지가 있는 것이다. 예컨대 공구의 마모 상태나 모터의 출력 저하 등이 하나의 원인일 수도 있다.

따라서 가공시간산출부(150)는 완료된 구간에 대한 실제가공속도를 고려하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출한다. 잔여가공시간을 산출할 시에는, 최초 프로젝트파일의 분석을 통해 산출되었던 예상가공속도와, 피드백정보를 통해 실시간으로 파악된 실제가공속도의 증감 비율을 고려하여, 잔여가공길이의 각 구간별 속도 증감을 반영함으로써 잔여가공시간을 산출하는 것이 바람직하다. 물론 실제가공속도 역시 구간별 가감속 정보가 포함되어 있다.

피드백정보를 통해 파악된 데이터를 통해 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출하는 하나의 예시를 설명하면 다음과 같다.

먼저 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간은 아래와 같은 수식으로 나타낼 수 있다.

[잔여가공시간(MT) = 잔여가공길이에 대한 초기예상가공시간(PRT) * (실제가공길이에 대한 초기예상가공시간(PT) / 실제가공길이에 대한 실제가공시간(NT))]

즉 잔여가공길이에 대한 초기예상가공시간(PRT)에 실제가공길이에 대한 초기예상가공시간(PT)과 실제가공시간(NT)의 비율을 곱하여 반영하면 잔여가공시간(MT)을 산출할 수 있는 것이다. 이는 현재까지 발생된 변수가 이후에도 충분히 발생할 수 있음을 반영한 것이다.

더불어 사용자명령입력부(120)를 통해 이송 속도 오버라이드 명령이 입력되었을 경우, 서보유닛(230)의 제어를 통해 공구축의 이송 속도가 최초 탑재된 프로젝트파일과 다르게 변동될 수 있다. 따라서 가공시간산출부(150)는 이송 속도 오버라이드 명령도 함께 반영하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출한다. 물론 공구축의 이송 속도가 변경될 경우 피드백정보를 통해 실제 이송 속도가 실시간으로 회신되기 때문에, 이송 속도 오버라이드 명령을 추가로 변경하지 않는다면 앞서 설명한 잔여가공시간 산출 과정을 통해 이송 속도 오버라이드 정보는 자동으로 반영된다.

한편 피드백정보에는 가공중, 멈춤 또는 오류발생 등을 나타내는 작동상태 정보를 포함하고 있는데, 공구의 작동이 사용자의 의도에 따라 멈추었다거나, 또는 의도치 않게 오류가 발생하였다면, 가공이 중단된 시간만큼 잔여가공시간에도 반영되어야 한다. 물론 멈춤 또는 오류발생으로 인한 가공 중단은 실제가공속도에는 반영되지 않는다.

또한, 하나의 피가공물의 가공 완료를 위해서는 공구 수명을 고려하여 둘 이상의 공구가 사용되는 경우가 있다. 그리고 NC 공작기계(200)에 따라 필요한 공구를 프로젝트파일의 설정에 따라 자동 교체할 수도 있다. 따라서 최초 예상가공시간을 산출하거나, 가공 작업 중 실시간으로 예상가공시간을 재산출(즉, 잔여가공시간을 산출)할 시에는 특정 공구의 교체 시간이 함께 반영되도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 NC 공작기계 운용 방법에 의하면 탑재된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출할 수 있는 것은 물론, NC 공작기계(200)에서 실시간으로 수신되는 피드백정보를 추가로 반영하여 예상가공시간을 실시간으로 재산출함으로써, 예상가공시간과 실제가공시간 간의 오차를 최대한 줄여 작업 계획을 효과적으로 수립할 수가 있다. 즉 가공이 일시적으로 중단된다거나, 이송 속도 오버라이드가 발생하였을 경우, 잔여가공시간에 반영될 수 있도록 하고, 특히 현재까지 완료된 구간에 대한 실제가공속도를 잔여가공길이에 반영하여 잔여가공시간을 산출함으로써, 가공이 완료되는 시점을 정확하게 예측할 수가 있는 것이다.

한편, 도8은 모니터링 시스템(100)의 디스플레이(110)를 통해 출력된 사용자인터페이스의 한 예시를 나타낸 것이다. 즉 사용자는 복수의 NC 공작기계(200) 중 모니터링 및 제어가 필요한 특정 기계를 선택하거나, 가공의 시작, 중단, 일시정지, 리셋 등의 명령을 입력할 수 있다.

더불어, 본 발명의 실시예에 따른 가공시간 예측 시스템에서는, 모니터링 시스템(100)에서 문자 보내기 기능을 활성화 하여, 미리 설정된 관리자 휴대 단말(300)로 작업 상태를 문자 전송할 수가 있다. 예컨대 모니터링 시스템(100)의 문자발송처리부(170)가 통신부(180)와 연계하여 실시간으로 재산출되는 예상가공시간을 일정 시간 단위로 관리자 휴대 단말(300)로 전송한다거나, 오류가 발생하였을 때 즉시 문자 발송하여 후속 조치가 이루어지도록 하는 것이다.

또한, 모니터링 시스템(100)은 장비의 가동률을 높이고 생산성 개선을 위한 근거자료로 활용할 수 있도록, NC 공작기계(200)로부터 수신되는 피드백정보를 통해 장비의 일일/주간/월간 작업 패턴을 분석하여 다양한 그래프나 표로 제공할 수 있다.

도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 보다 구체적으로 도9에 도시된 NC 공작기계 운용 시스템은 NC 공작기계(500)의 작업테이블(590)에 복수의 피가공물(591a~591f)을 장착하였을 시, 촬영수단(570)을 통해 QR코드(592a~592f) 등의 특정 표식을 촬영하여 가공계획을 스스로 수립하고, 이후 가공시간을 예측할 수 있도록 하는 시스템에 대한 것이다.

이러한 NC 공작기계(500) 운용 시스템은 크게 모니터링 시스템(400)과 NC 공작기계(500)를 포함한다.

NC 공작기계(500)는 통신수단(510), 수치제어수단(520), 서보유닛(530), 스핀들유닛(540), 공구장착부(550), 공구교체수단(560), 촬영수단(570), 공구(580) 및 작업테이블(590)을 포함한다.

여기서 통신수단(510), 수치제어수단(520), 서보유닛(530), 스핀들유닛(540)에 대해서는 도2를 통한 앞선 설명으로 대체하도록 하며, 공구장착부(550), 공구교체수단(560), 촬영수단(570), 공구(590) 및 작업테이블(590)에 대해서는 도10을 함께 참조하여 설명토록 한다.

공구장착부(550)에는 공구(590)가 착탈 가능하게 결합되며, 서보유닛(530) 및 스핀들유닛(540)를 통해 공구장착부(550)에 장착된 공구(590)가 이송 및 회전할 수 있다. 또한 공구장착부(550)에는 공구(590) 외에 촬영수단(570)이 장착될 수도 있다.

촬영수단(570)은 작업테이블(590)에 올려진 피가공물(591a~591f)을 촬영하며, 촬영된 이미지 정보를 통신수단(510)을 통해 모니터링 시스템(400) 측으로 전송한다.

공구(590)는 복수개가 준비될 수 있으며, 가공계획에 따라 특정 공구(590)가 공구교체수단(560)을 통해 공구장착부(550)에 장착되거나 분리될 수 있다. 마찬가지로 촬영수단(570) 역시 공구교체수단(560)을 통해 공구장착부(550)에 장착되거나 분리될 수 있다.

작업테이블(590)에는 피가공물(591a~591f)이 장착되며, 작업테이블(590)에 장착된 피가공물(591a~591f)은 공구장착부(550)에 장착된 공구(590)의 회전에 의해 가공계획에 따라 절삭된다. 여기서 피가공물(591a~591f)은 하나 이상의 복수개가 작업테이블(590)에 동시에 올려질 수 있으며, 각각의 피가공물(591a~591f)에는 특정 표식, 예컨대 고유의 QR코드(592a~592f)가 부착된다.

모니터링 시스템(400)은 NC 공작기계(500)에서 피가공물(591a~591f)이 절삭되는 과정을 화면 출력하며, 더 나아가 촬영수단(570)에서 촬영한 QR코드(592a~592f)를 수신한 후 분석하여 이에 대응하는 프로젝트파일을 로딩하여 가공계획을 수립하고, 가공시간을 산출하기 위해 마련된다.

이러한 모니터링 시스템(400)은 디스플레이(410), 사용자명령입력부(420), 화면출력처리부(430), 가공이미지처리부(440), 가공시간산출부(450), 메모리(460), 촬영정보분석부(463), 가공계획수립부(466), 문자발송처리부(470) 및 통신부(480)를 포함한다.

여기서, 디스플레이(410), 사용자명령입력부(420), 화면출력처리부(430), 가공이미지처리부(440), 가공시간산출부(450), 문자발송처리부(470) 및 통신부(480)에 대해서는 도2를 통해 앞서 설명한 내용으로 대체하도록 한다.

메모리(460)는 특정 피가공물(591a~591f)에 대한 프로젝트파일을 저장하고 있으며, 필요시 NC공작기계로 전송할 프로젝트파일을 로딩한다. 또한 메모리(460)는 NC 공작기계(500)로부터 수신된 피드백정보를 저장한다.

촬영정보분석부(463)는 NC 공작기계(500)의 촬영수단(570)에서 촬영한 이미지 정보를 분석하여 QR코드(592a~592f)를 독출한다.

가공계획수립부(466)는 촬영정보분석부(463)에서 독출한 QR코드(592a~592f)에 대응하는 프로젝트파일이 메모리(460)에 저장되어 있는지 확인하고, QR코드(592a~592f)에 대응하는 프로젝트파일이 메모리(460)에 저장되어 있으면, 해당 프로젝트파일을 로딩하여 통신부(480)를 통해 NC 공작기계(500)로 전송하거나, 프로젝트파일을 분석하여 가공계획을 수립한 후, 수립된 가공계획을 NC 공작기계(500)로 전송한다.

이상에서 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 NC 공작기계(500) 운용 시스템이 가공계획을 수립한 후 가공시간을 예측하는 과정에 대해서는 이하 도11을 통해 더욱 구체적으로 다루어질 것이다.

도11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 더욱 구체적으로는 NC 공작기계(500)의 작업테이블(590)에 올려진 피가공물(591a~591f)을 촬영하여 분석하고, 가공계획을 수립하며 가공시간을 산출하는 방법에 대하여 다루어진다.

설명에 앞서 도9에 도시된 NC 공작기계 운용 시스템에서 모니터링 시스템(400)의 메모리(460)에는 사전에 다양한 프로젝트파일이 특정 표식, 즉 QR코드(592a~592f)와 매칭되어 저장된 상태라고 가정한다.

피가공물(591a~591f)에 대한 가공을 시작하기 전 NC 공작기계(500)는 촬영 모드로 먼저 세팅된다. 즉 공구교체수단(560)은 작업 공간의 특정 위치에 거치되어 있는 촬영수단(570)을 파지하여 공구장착부(550)에 장착<S1105>한다. 이후 사용자는 복수개의 피가공물(591a~591f)이 하나의 세트로 준비되어 작업테이블(590)에 장착<S1110>한다. 여기서 작업테이블(590)에 장착된 복수의 피가공물(591a~591f)에는 각각 특정표식, 예컨대 고유의 QR코드(592a~592f)가 부착되어 있다.

이후 촬영수단(570)은 피가공물(591a~591f)을 촬영<S1115>하고, 촬영된 이미지 정보를 통신수단(510)을 통해 모니터링 시스템(400)으로 전송한다.

촬영수단(570)은 촬영된 이미지 정보를 블루투스 등의 근거리 무선 통신 방식으로 전송할 수도 있지만, 공구장착부(550)에 촬영수단(570)이 장착될 시 전기적 접속이 이루어지도록 설계한다면 유선 방식의 전송도 충분히 가능하다.

여기서 촬영수단(570)이 공구장착부(550)에 장착되면, 공구장착부(550)와 함께 이동하면서 작업테이블(590)에 올려진 피가공물(591a~591f)들을 하나씩 촬영(QR코드(592a~592f)를 촬영)할 수도 있지만, 보다 원활한 QR코드(592a~592f) 획득을 위해 다음과 같은 과정이 이루어질 수도 있다.

즉, 작업테이블(590)의 중앙 상부에 일정 거리만큼 떨어진 위치에 촬영수단(570)이 위치한 상태에서 작업테이블(590) 전체를 촬영한 후, 전체 촬영 이미지가 모니터링 시스템(400)에 전송되면, 촬영정보분석부(463)가 전체 촬영 이미지를 먼저 분석하여 QR코드(592a~592f)가 존재하는 위치(좌표)를 먼저 파악한다. 이후 촬영정보분석부(463)가 QR코드(592a~592f)가 존재하는 위치 정보를 NC 공작기계(500)로 전송하면, 서보유닛(530)의 작동으로 공구장착부(550)를 QR코드(592a~592f)가 존재하는 위치로 이동(즉 촬영수단(570)을 이동)시켜 해당 위치에서의 QR코드(592a~592f)를 정확하게 촬영하도록 한다.

이러한 과정으로 촬영이 이루어진다면 피가공물(591a~591f)이 올려진 위치만 촬영할 수가 있어서, 촬영 시간을 단축할 수가 있다. 예컨대 도10에서는 작업테이블(590)에 6개의 피가공물(591a~591f)이 가득 채워 올려진 상태를 도시하였지만, 만약 중간 중간 3개의 피가공물(591a~591f)이 비어 있을 경우, 빈 자리는 촬영할 필요 없이 피가공물(591a~591f)이 존재하는 위치만 정확하게 촬영하여 QR코드(592a~592f)를 획득할 수가 있는 것이다.

한편 상술한 바와 같은 과정으로 QR코드(592a~592f)가 부착된 피가공물(591a~591f)을 촬영하여 그 이미지 정보가 모니터링 시스템(400)으로 전송되면, 촬영정보분석부(463)는 이미지 정보를 분석하여 QR코드(592a~592f)를 독출하고, 가공계획수립부(466)는 촬영정보분석부(463)에서 독출한 QR코드(592a~592f)에 대응하는 프로젝트파일이 메모리(460)에 저장되어 있는지 확인<S1120>한다.

만약 메모리(460)에서 해당 QR코드(592a~592f)에 대응하는 프로젝트파일이 확인되지 않는다면<S1125>, 가공계획수립부(466)는 디스플레이(410)를 통해 프로젝트파일을 확인할 수 없어서 가공이 불가함을 안내<S1160>한다. 물론 복수 피가공물(591a~591f)에 대한 QR코드(592a~592f)들 중 특정 QR코드(592a~592f)만 확인되지 않는다면, 확인 불가능한 QR코드(592a~592f)에 대해서만 안내한다. 따라서 사용자는 가공불가 안내 화면을 확인함으로써 해당 피가공물(591a~591f)에 대한 가공은 제외한 채 작업이 진행되도록 하거나, 또는 다른 프로젝트파일을 선택하여 해당 피가공물(591a~591f)에 대한 가공이 이루어지도록 하거나, 새로운 프로젝트파일을 메모리(460)에 탑재하여 가공이 이루어지도록 할 수 있다.

반면, 메모리(460)에서 해당 QR코드(592a~592f)에 대응하는 프로젝트파일이 확인되면<S1125>, 가공계획수립부(466)는 메모리(460)에서 확인된 프로젝트파일들을 로딩한 후, 가공계획을 수립<S1130>한다.

가공계획 수립이란 복수의 피가공물(591a~591f)에 대한 가공 순서, 가공에 필요한 공구(590)를 특정하고 특정된 공구(590)를 교체하는 순서 등을 계획하는 작업을 말한다.

예컨대 피가공물a(591a) 내지 피가공물c(591c)가 순서대로 배열되어 있되, 피가공물a(591a)는 공구1(T1)-공구2(T2)-공구3(T3)의 순서로 가공이 필요하고, 피가공물b(591b)는 공구2(T2)-공구3(T3)-공구4(T4)의 순서로 가공이 필요하며, 피가공물c(591c)는 공구1(T1)-공구3(T3)-공구7(T7)의 순서로 가공이 필요하다고 가정한다면 가장 일반적인 방식으로는 다음과 같이 가공계획이 수립될 수 있다.

<가공계획 수립 예시1>

1step. 공구1(T1) 장착 - 피가공물a 가공

2step. 공구2(T2) 장착 - 피가공물a 가공

3step. 공구3(T3) 장착 - 피가공물a 가공

4step. 공구2(T2) 장착 - 피가공물b 가공

5step. 공구3(T3) 장착 - 피가공물b 가공

6step. 공구4(T4) 장착 - 피가공물b 가공

7step. 공구1(T1) 장착 - 피가공물c 가공

8step. 공구3(T3) 장착 - 피가공물c 가공

9step. 공구7(T7) 장착 - 피가공물c 가공

위의 예시1에서 살펴볼 수 있듯이 피가공물(591a~591c)을 기준 순서로 하여 가공이 이루어질 수 있다. 이는 피가공물a(591a)에 대한 프로젝트파일, 피가공물b(591b)에 대한 프로젝트파일, 피가공물c(591c)에 대한 프로젝트파일을 로딩 순서대로 반영한 것이다.

하지만 피가공물a,b,c(591a,591b,591c)에 대한 가공시 필요한 공구(580)들이 일부 겹치는 것을 확인할 수 있다. 따라서 다음과 같이 가공계획을 수립할 수도 있다.

<가공계획 수립 예시2>

1-1step. 공구1(T1) 장착 - 피가공물a 가공

1-2step. 공구1(T1) 유지 - 피가공물c 가공

2-1step. 공구2(T2) 장착 - 피가공물a 가공

2-2step. 공구2(T2) 유지 - 피가공물b 가공

3-1step. 공구3(T3) 장착 - 피가공물a 가공

3-2step. 공구3(T3) 유지 - 피가공물b 가공

3-3step. 공구3(T3) 유지 - 피가공물c 가공

4step. 공구4(T4) 장착 - 피가공물b 가공

5step. 공구7(T7) 장착 - 피가공물c 가공

위의 예시2를 살펴보면 공구1(T1)을 장착한 상태에서 피가공물a(591a)를 가공하고 이후 피가공물a(591a)의 가공을 마치기 위해 공구(580)를 교체하는 것이 아니라, 공구1(T1)을 유지한 상태에서 피가공물c(591c)를 먼저 가공하는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 공구3(T3)을 장착한 상태에서 공구3(T3)이 필요한 피가공물a,b,c(591a,591b,591c)을 모두 가공한 후 다음 공정이 이루어지도록 하고 있다.

물론 이러한 가공계획에서는 피가공물a(591a)의 가공을 완전히 마치지 못한 상태에서 다음 피가공물들(591b,591c)을 가공한 후 다시 피가공물a(591a)로 돌아와야 하는 등, 공구(580)의 이동거리가 늘어난다는 단점은 있지만, 공구(580)의 이동보다는 공구(580)를 교체하는 과정이 더욱 많은 시간이 필요하기 때문에, 하나의 공구(580)를 장착한 후 해당 공구(580)가 필요한 작업을 한번에 마치는 것이 더 효과적인 것은 분명하다. 즉 앞선 예시1에서는 9번의 공구(580) 장착이 필요하였지만, 이번 예시2에서는 5번의 공구(580) 장착만 필요하여, 공구(580) 교체 작업을 줄임으로써 가공시간을 획기적으로 단축시킬 수가 있다.

이러한 가공계획 수립은 여러개의 프로젝트파일이 로딩되었을 경우, 각 프로젝트파일을 순차적으로 수행하는 것이 아니라, 프로젝트파일을 NC블럭들로 세분화하여 분해한 후 재배치함으로써 가능하다. 즉 가공계획수립부(466)는 미리 탑재된 알고리즘에 따라 최적의 가공계획을 수립하는 것이다.

한편, 하나의 공구(580)가 일정 시간만큼, 또는 일정 가공길이 만큼 작업을 마치고 나면 마모 등이 발생하여 이를 대체하는 다른 공구(580)가 사용될 필요도 있으며, 가공계획수립부(466)는 이를 모두 고려하여 가공계획을 수립한다.

즉, 모니터링 시스템(400)의 메모리(460)에는 각 공구(580)에 대한 가공길이 또는 가공시간이 모두 누적 기록되어 있는데, 가공계획수립부(466)가 가공계획을 수립하는 도중 특정 공구가 한계에 도달할 것으로 예측되면, 대체공구(T11~T20)가 사용될 수 있도록 가공계획을 수립하는 것이다. 이에 따라 수립된 가공계획의 예시를 설명하면 아래와 같다.

<가공계획 수립 예시3>

1-1step. 공구1(T1) 장착 - 피가공물a 가공

1-2step. 공구1(T1) 유지 - 피가공물c 가공

2-1step. 공구2(T2) 장착 - 피가공물a 가공

2-2step. 공구2(T2) 유지 - 피가공물b 가공

3-1step. 공구3(T3) 장착 - 피가공물a 가공

3-2step. 공구3(T3) 유지 - 피가공물b 가공

3-3step. 공구13(T13) 장착 - 피가공물c 가공

4step. 공구4(T4) 장착 - 피가공물b 가공

5step. 공구7(T7) 장착 - 피가공물c 가공

즉 위의 예시3에서는 3-2step을 완료한 이후 공구3(T3)이 사용 한계에 도달할 것으로 예상되어, 그 다음의 공구3(T3)이 필요한 step에서 대체공구인 공구13(T13)이 사용되도록 가공계획을 수립하는 것이다.

가공계획수립부(466)에서 가공계획을 수립하면, 가공시간산출부(450)는 수립된 가공계획에 따라 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하고 출력<S1135>한다. 가공시간산출부(450)는 예상가공길이(전체 가공 길이)와 예상가공속도를 추출함으로써 예상가공시간을 산출할 수 있다. 예상가공시간 산출에 대해서는 도3을 통한 앞선 설명에서 자세하게 다루었기 때문에 중복되는 설명은 피하도록 한다.

이후 가공계획수립부(466)는 복수 프로젝트파일의 NC블럭들을 전면 재배치하여 새롭게 수립한 가공계획(이 역시 프로젝트파일로 저장됨)을 통신부(480)를 통해 NC 공작기계(500)로 전송하며, NC 공작기계(500)의 수치제어수단(520)은 공구교체수단(560)을 작동시켜 공구장착부(550)에 장착되어 있는 촬영수단(570)은 분리하여 별도의 거치수단에 거치시키고, 가공계획에 포함된 순서대로 공구(580)를 장착<S1140>한 후, 공구(580)를 이동 및 회전시키면서 가공을 시작<S1145>한다.

즉 NC 공작기계(500)의 수치제어수단(520)은 가공프로그램을 통해 프로젝트파일을 해석하고 분배하여 서보유닛(530) 및 스핀들유닛(540)을 제어함으로써, 공구축을 지령에 따라 이송시키고 공구(580)를 회전시켜 절삭 작업이 수행되도록 하는 것이다. 또한 공구(580)가 피가공물(591a~591f)에 접촉하여 절삭 작업이 시작되면, 피가공물(591a~591f)에 부착되어 있는 특정 표식, 즉 QR코드(592a~592f)도 함께 절삭되거나 파손 또는 이탈된다.

NC 공작기계(500)의 수치제어수단(520)은 서보유닛(530)과 스핀들유닛(540)을 제어함과 동시에, 서보유닛(530)과 스핀들유닛(540)으로부터 피드백정보를 수신하여 모니터링 시스템(400) 측으로 전송한다. 서보유닛(530)과 스핀들유닛(540)에서 수치제어수단(520)으로 전달하는 피드백정보는 공구축의 실시간 좌표정보이거나 속도정보일 수 있다. 또한 피드백정보는 가공중, 멈춤, 또는 오류발생 등에 대한 신호를 포함하는 작동상태 정보일 수도 있다.

이렇게 NC 공작기계(500)의 수치제어수단(520)에서 서보유닛(530) 및 스핀들유닛(540)으로부터 실시간으로 피드백정보를 수신하여 모니터링 시스템(400)으로 전송하면, 모니터링 시스템(400)의 통신부(480)는 수신된 피드백정보를 메모리(460)에 저장<S1150>한다.

NC 공작기계(500)로부터 수신되는 피드백정보는 메모리(460)에 저장되어 디스플레이(410)를 통해 화면 출력되되, 가공시간산출부(450)는 피드백정보를 반영하여 예상가공시간을 재산출함으로써 실시간으로 화면 출력<S1155>되도록 한다.

즉 가공 시작 전 예상가공시간이 산출되어 화면 출력되었지만, 실제 가공이 이루어지다 보면, 돌발 상황이 발생하여 이론적인 예상가공시간과 차이를 보일 수가 있다. 피드백정보를 통해 예상가공시간을 재산출하는 과정에 대해서는 도3을 통해 앞서 자세히 다루었기 때문에 중복되는 설명은 피하도록 한다.

한편 모니터링 시스템(400)은 NC 공작기계(500)의 작업 상태 등을 관리자 휴대 단말(600)로 문자 전송할 수 있으며, 오류 발생시에도 관리자 휴대 단말(600)로 안내를 하여 신속한 후속 조치가 이루어지도록 할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 NC 공작기계 운용 시스템과 그 운용 방법에 따르면, 복수의 피가공물(591a~591f)에 QR코드(592a~592f) 등의 특정 표식을 부착하고, 가공을 시작하기 전 촬영을 통해 QR코드(592a~592f)에 매칭되는 프로젝트파일을 자동으로 로딩할 수가 있어서, 사용자가 번거롭게 프로젝트파일을 입력하거나 선택해야 할 필요가 없어서 편리하다.

또한 복수의 피가공물(591a~591f)에 대하여 다양한 공구(580)를 이용한 가공이 필요할 수 있는데, 이를 위해 프로젝트파일의 NC블럭들을 전면 재배치하여 가공계획을 수립함으로써, 공구(580) 교체를 최소화하여 전체 가공시간을 크게 단축하는 등 작업 효율을 극대화시킬 수가 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 : 모니터링 시스템
110 : 디스플레이
120 : 사용자명령입력부
130 : 화면출력처리부
140 : 가공이미지처리부
150 : 가공시간산출부
160 : 메모리
170 : 문자발송처리부
180 : 통신부
200 : NC 공작기계
210 : 통신수단
220 : 수치제어수단
230 : 서보유닛
240 : 스핀들유닛
300 : 관리자 휴대 단말
400 : 모니터링 시스템
410 : 디스플레이
420 : 사용자명령입력부
430 : 화면출력처리부
440 : 가공이미지처리부
450 : 가공시간산출부
460 : 메모리
463 : 촬영정보분석부
466 : 가공계획수립부
470 : 문자발송처리부
480 : 통신부
500 : NC 공작기계
510 : 통신수단
520 : 수치제어수단
530 : 서보유닛
540 : 스핀들유닛
550 : 공구장착부
560 : 공구교체수단
570 : 촬영수단
580 : 공구
T1~T20 : 공구1~20
590 : 작업테이블
591a~591f : 피가공물
592a~592f : QR코드
600 : 관리자 휴대 단말

Claims

프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하고 출력하도록 처리하는 (a)단계;
프로젝트파일을 해석하여 서보유닛과 스핀들유닛을 제어함으로써 피가공물을 가공하도록 처리하는 (b)단계;
상기 서보유닛 및 스핀들유닛으로부터 피드백정보를 수신 및 저장하는 (c)단계; 및
상기 피드백정보를 반영하여 예상가공시간을 재산출하고 출력하도록 처리하는 (d)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 NC 공작기계 운용 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계는 상기 프로젝트파일을 분석하여 예상가공길이와 예상가공속도를 통해 예상가공시간을 산출하고,
상기 피드백정보는 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 포함하며,
상기 (d)단계는 상기 피드백정보에 포함된 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 통해 완료가공길이와 실제가공속도를 산출하되, 상기 실제가공속도를 반영하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 NC 공작기계 운용 방법.
제2항에 있어서,
사용자로부터 이송 속도 오버라이드 명령을 수신하는 (e)단계;를 더 포함하고,
상기 (b)단계에서 상기 서보유닛을 제어할 시, 상기 이송 속도 오버라이드 명령을 반영하여 상기 피가공물을 가공하도록 처리하며,
상기 (d)단계는 상기 이송 속도 오버라이드 명령을 반영하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 NC 공작기계 운용 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계 이전에 특정 표식이 부착된 복수의 피가공물의 촬영 이미지 정보를 획득하는 (f)단계;
상기 촬영 이미지에서 상기 특정 표식을 독출하는 (g)단계;
상기 특정 표식에 대응하는 복수의 프로젝트파일을 메모리에서 로딩하는 (h)단계; 및
상기 로딩된 복수의 프로젝트파일을 분석하여 공구 장착 순서 및 상기 복수의 피가공물에 대한 가공 순서를 포함하는 가공계획을 수립하는 (i)단계;를 더 포함하고,
상기 (a)단계는 상기 (i)단계에서 수립된 가공계획에 따라 발생한 프로젝트파일에 대하여 예상가공시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 NC 공작기계 운용 방법.
프로젝트파일을 저장하거나 NC 공작기계로부터 수신된 피드백정보를 저장하는 메모리;
상기 메모리에 저장된 프로젝트파일을 분석하여 예상가공시간을 산출하거나, 또는 상기 피드백정보를 반영하여 예상가공시간을 재산출하는 가공시간산출부; 및
상기 예상가공시간을 화면 출력되도록 처리하는 화면출력처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 NC 공작기계 운용 시스템.
제5항에 있어서,
상기 가공시간산출부는 상기 프로젝트파일을 분석하여 예상가공길이와 예상가공속도를 통해 예상가공시간을 산출하되,
상기 NC 공작기계로부터 수신되는 피드백정보는 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 포함하며,
상기 가공시간산출부에서 상기 예상가공시간을 재산출할 시, 상기 피드백정보에 포함된 공구의 실시간 좌표정보 및 속도정보를 통해 완료가공길이와 실제가공속도를 산출하고, 상기 실제가공속도를 반영하여 잔여가공길이에 대한 잔여가공시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 NC 공작기계 운용 시스템.
제5항에 있어서,
복수의 피가공물의 촬영 이미지 정보에서 특정 표식을 독출하는 촬영정보분석부; 및
상기 촬영정보분석부에서 독출한 상기 특정 표식에 대응하는 복수의 프로젝트파일을 상기 메모리에서 로딩하고, 상기 로딩된 복수의 프로젝트파일을 분석하여 공구 장착 순서 및 상기 복수의 피가공물에 대한 가공 순서를 포함하는 가공계획을 수립하는 가공계획수립부;를 더 포함하고,
상기 가공시간산출부는 상기 가공계획수립부에서 수립된 가공계획에 따라 발생한 프로젝트파일에 대하여 예상가공시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 NC 공작기계 운용 시스템.