KR20180114037A - 공작물의 x-y-z 기준 좌표를 결정하는 방법 및 공작 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작 기계(machine tool) 내에 배치된 공작물(workpiece)(2)의 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하는 방법에 관한 것으로, 먼저 공작물(2)의 이미지가 상기 공작 기계의 카메라 장치(5)로 생성된 다음 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이된다. 상기 디스플레이된 이미지를 통해 사용자에 의해 X-Y 디스플레이 좌표(9)가 선택된다. 그 후, Z 기준 좌표가 자동화된 방식으로 결정된다. 자동화된 방식으로 결정된 Z 기준 좌표 및 사용자에 의해 입력된 X-Y 디스플레이 좌표(9)에 기초하여 X-Y-Z 기준 좌표가 계산될 수 있다. 그 후, 공작 기계의 측정 장치(8)가 자동화된 방식으로 상기 X-Y-Z 시작 좌표(7)로 변위되고, 상기 측정 장치(8)에 의한 적절한 결정 방법에 의해, 상기 X-Y-Z 시작 좌표(7)에 의해 정의된 상기 측정 장치(8)의 위치에 기초하여 공작물의 X-Y-Z 기준 좌표가 결정된다. Z 기준 좌표의 결정을 위해, 상기 측정 프로브(8)는 사용자에 의해 특정된 목표 지점(26)의 방향으로 공작물(2)에 닿을 때까지 상기 카메라 장치(5)에 의해 검출가능한 영역을 통하여 변위된다.

Description

공작물의 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하는 방법 및 공작 기계

본 발명은 공작 기계(machine tool) 내에 배치된 공작물(workpiece)의 기준 좌표를 결정하는 방법에 관한 것이다.

공작 기계(machine tool)를 사용하여 공작물(workpiece)을 제조 및 가공하는 동안, 공작물을 참조하는 것은 공작 기계 내에서의 그의 위치를 결정하는 데에 있어 다양한 이유들로 편리할 수 있다. 예를 들어 정지부들(stops) 또는 클램프에 의해 고 정밀도로 공작물의 위치를 결정할 수 있는, 정지부들 또는 클램핑 장치들이 본 명세서에서 사용될 수 있다. 그러나, 많은 경우들에 있어서, 실제 위치, 및 또한 경우에 따라 기준 좌표를 기반으로 공작 기계의 공작물의 방향을 결정하기 위해, 공작 기계 내에 배치된 공작물의 적어도 하나의 기준 좌표에서 측정에 의해 부가적으로 또는 대안적으로 결정하는 것이 바람직하다.

측방향으로 움직이는 정지부들에 의해 X방향 및 Y방향으로 가공 테이블의 표면 상에 배치된 가공물에서도, 예를 들면, 고 정밀도의 후속의 가공 단계들을 수행할 수 있도록, Z방향의 표면 높이를 참고로 하여 고 정밀도로 재측정할 수 있다. 나중에 그리고 후속하는 가공 단계를 수행할 때 공작물을 동일한 공작 기계 또는 또 다른 동작 기계 내에서 재배치하기 위해 가공 방법을 중단하고 공작 기계로부터 공작물을 제거하는 것도 고려할 수 있다. 경우에 따라 공작 기계 내에 재배치된 공작물의 가공을 수행하기 위해 고 정밀도로 재배치된 후에 계속하여 완료되며, 공작 기계 내의 공작물 위치는 가능한 한 정확하게 다시-결정되어야 하며 참조가 수행되어야 한다.

실제로, 공작물의 기준 좌표는 접촉-감지형 측정 프로브로 공작물의 표면의 측정 포인트 또는 다중 측정 포인트들을 스캐닝함으로써 결정될 수 있음이 공지되어 있다. 1차원 또는 다차원 기준 좌표들은 측정 프로브를 사용하여 완전히 수동으로 결정될 수 있으며, 사용자가 상기 측정 프로브를 제어하고, 상기 프로브가 상기 공작물에 닿을 때까지 상기 측정 프로브를 상기 측정 포인트에 또는 상기 공작물 표면의 다수의 측정 포인트들에 대해 다수 번 접근시킨다.

또한, 공작 기계 내부의 사전결정되고 정확히 알려진 기준 위치에 대한 공작물의 표면의 거리의 비접촉식 측정이 수행되는 것이 고려될 수 있으며, 예를 들어, 레이저 삼각 측량법들, 광학 또는 음향 측정법들이 사용될 수 있다.

자동으로 결정되는 방법들도 개발되었으며, 이는 실제로 일반적으로 사용된다. 대응 좌표 및 매개변수가 사용자에 의해 입력된 이후에, 기준 좌표를 결정하기 위해 자동화된 방식으로 동작하는 결정 방법이 공작 기계의 제어 프로그램에 의해 수행된다. 측정 프로브는 예를 들어 그 단부에 대응하여 변위될 수 있다. 표면 상에 또는 공작물의 부근에 사전정의된 시작 좌표에 기초하여, 측정 프로브는 측정 이동들 중에 공작물의 접근 또는 접촉에 의해 적어도 하나의 기준 좌표를 결정하기 위해 하나 또는 다수의 사전-결정된 측정 이동들을 수행한다. 예를 들어 공작물의 직사각형 코너를 결정하기 위해, 먼저 Z기준 좌표가 결정되면, 두 번의 측정 이동들이 이후에 수행될 수 있으며, 상기 측정 프로브는 상기 코너에 인접한 양 측면들 상에서 가능한 한 수직으로 상기 공작물의 각각의 측면 에지를 향해 안내되어 상기 2개의 측면 에지들의 위치를 결정하고, 이로써 상기 코너의 위치를 결정한다. 자동화된 방식으로 작동하는 결정 방법 동안에 측정 이동들에 대한 시작 좌표 및 개별 매개변수들은 모두 사용자에 의해 입력되어야 한다. 비접촉식-측정 장치들에서도, 자동으로 작동하는 결정 방법들이 정의되고 사전결정될 수 있으며, 이로써, 예를 들어 다양한 방향들로부터 광학 또는 음향 거리 측정을 수행하고 측정 결과들을 평가할 수 있게 된다.

또한, 사용자가 동작 장치(operating device)를 통해 공작 기계에 개별 값들을 수동으로 입력하는 것이 실제로 공지되어 있으며, 개별 값들은 자동화된 결정 방법 동안에 개별 측정 이동들의 시작 좌표 및 상이한 매개변수들에 대해 요구된다. 개별 값들 및 매개변수들의 이러한 수동 입력은, 자동화된 결정 방법에서 동작 장치를 통해 입력된 매개변수들에 따라 측정 프로브의 개별적인 측정 이동들을 연속적으로 수행하기 위해, 부분적으로 측정 프로브가 시작 좌표를 향해 수동으로 안내된다는 점에서 더욱 용이하거나 간단하게 이루어질 수 있다. 그러나 이러한 방법 동안에 공작물과의 우연한 충돌을 방지하기 위해, 측정 프로브의 수동 방법은 특히 공작물의 매우 거친 표면에서 고 정밀도와 경험을 요구한다.

측정 프로브의 측정 이동들에 대한 시작 좌표들 및 개별 매개변수들의 입력은 시간이 오래 걸리고 오류가 발생하기 쉬운 것으로 밝혀졌다. 또한, 보다 많은 수의 좌표 값들 및 매개변수들을 수동으로 입력하는 것은 시간 소모적이며 입력 시 높은 집중을 요구하며, 값들을 입력할 때 실수로 잘못된 부호 또는 잘못된 쉼표가 사용되면, 측정 프로브의 바람직하지 않은 변위 및 가능하게는 측정 프로브 또는 공작물의 손상을 야기할 수 있다. 공작 기계의 가공 공간 내의 측정 프로브를 원하는 시작 좌표로 수동으로 변위시키는 경우에도 시간이 많이 걸리고 작업자의 경험과 기술들이 필요하다.

공작물의 형상 및 위치가 기계 제어에 있어 적어도 대략적으로 알려져 있다면, 공작 기계 내에 배치된 공작물의 기준 좌표를 결정하기 위한 완전 자동화된 방법이 또한 수행될 수 있다. 그러나, 상기 방법의 완전히 자동화된 수행은 적절한 센서 장치들을 이용하여 공작물의 형상 및 대략적인 위치 정보를 미리 결정할 수 있어야 한다. 마지막까지 요구되는 센서의 복잡성은 중요하며 공작 기계의 제조에 추가 비용들을 초래한다.

따라서, 본 발명의 목적은 공작 기계 내에 배치된 공작물의 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하는 방법을 가능한 한 적은 노력으로 가능한 한 신뢰할 수 있고 신속한 기준 좌표의 결정이 수행될 수 있는 방법으로 구성하는 것이다.

이러한 목적은, 본 발명에 따르면, 먼저 공작물의 이미지가 공작 기계의 카메라 장치로 생성되고 공작 기계의 디스플레이 장치 상에 이어서 디스플레이되며, X-Y 디스플레이 좌표가 디스플레이된 이미지를 통해 사용자에 의해 선택되고 입력되며, 이어서 Z기준 좌표가 자동화된 방식으로 결정되며, 자동으로 결정된 Z기준 좌표 및 사용자에 의해 입력된 X-Y 디스플레이 좌표에 기초하여 X-Y-Z 기준 좌표가 이어서 결정된다는 점에서 달성된다. 개별 좌표 정보의 앞에 X, Y 및 Z가 붙은 개별 또는 결합 접두사를 통한 특정들에서, 어느 공간 방향으로 각 좌표들이 정의된 값을 갖는지가 각각의 경우에 분명해진다. 따라서, X-Y 디스플레이 좌표는 X 방향 및 Y 방향으로 미리정해진 위치의 2 차원으로 규정된 좌표에 대응한다. Z 기준 좌표는 1차원으로 정의된 좌표이며, 그 위치는 Z 방향으로 미리정해진다. 두 공간 방향들 X와 Y는 공작물이 그 위에 배치되는 표면(일반적으로 가공 테이블의 표면)에 대응하는 평면에 걸쳐 있다. Z 방향을 따라 공작물의 높이가 측정될 수 있도록, Z 방향은 X-Y 평면 또는 공작물이 놓이는 표면에 수직으로 향하게 된다.

본 발명에 따른 방법의 주요 이점은 사용자가 목표 지점의 영역에서 공작물의 높이 또는 표면 프로파일을 알아야 할 필요없이, 매우 간단하고 신뢰성 있는 방식으로 사용자가 공작물의 2차원 이미지에서의 목표 지점을 선택 또는 특정할 수 있다는 점에 있다. 목표 지점은 공작물 표면 상의 위치 또는 협소한 영역을 나타내며, 이는 사용자에 의해 선택되며, X-Y-Z 기준 좌표가 결정될 것이다. 이미지에서 미리결정된 목표 지점을 공작 기계 내의 가공 공간 내의 실제 공간 좌표로 올바르게 변환하기 위해, 목표 지점 또는 목표 지점의 영역 내의 공작물의 높이를 알아야 한다. 자동화된 방식으로 측정하여 결정된 이러한 높이는 경우에 따라 Z 기준값에 이미 대응하거나 추가 측정을 사용하여 자동화된 방식으로 Z 기준 좌표로 변환될 수 있다. 결과적으로, Z 기준 좌표는 사용자에 의해 개별적으로 특정되거나 수동으로 결정될 필요는 없지만 대신 자동화된 방식으로 결정되며, 이로써 잘못된 사용자 입력 또는 거의 말이 되지 않는 사용자 입력에 의해 야기된 Z 기준 좌표의 결정에 있어서의 오류들은 거의 배제된다.

예를 들어 공작물이 규정된 측 방향 정지부들에 접촉하여 따라서 X-Y 기준 좌표가 이미 결정되고 알려지면, 여전히 누락된 정보가 획득될 수 있고 X-Y-Z 기준 좌표는 Z 기준 좌표의 자동 결정에 의해 결정될 수 있다. 공작 기계의 테이블 상의 공작물의 위치가 충분한 정밀도로 알려지지 않은 경우, X-Y-Z 기준 좌표의 자동 결정은 Z 기준 좌표의 지식에서 수행될 수 있다.

사용자에 의해 입력된 X-Y 디스플레이 좌표 및 자동화된 방식으로 결정된 Z 기준 좌표에 기초하여, 2차원 이미지에 의해 정의된 X-Y 디스플레이 좌표는 공작 기계의 가공 공간 내에서 실제 공간 좌표들로, 또는 예를 들어 비슷하게 자동화된 방식으로 X-Y 기준 좌표로 변환될 수 있으며, X-Y 기준 좌표는 Z 기준 좌표와 함께 가공 공간 내에 정의된 X-Y-Z 기준 좌표로 이어진다. 이를 위해, 공작물의 2차원 이미지와 목표 지점 상에서 측정된 Z 기준 좌표 간의 알려진 기하학적 관계들이 사용되고 평가될 수 있다. 또한, 자동화된 결정 방법을 사용하여 이러한 정보에 기초하여 모색된 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하기 위한 추가 옵션들이 이하에서 설명될 것이다.

카메라 장치는 2차원 이미지들을 포착할 수 있는 비용 면에서 유리한 카메라를 포함할 수 있다. 카메라 장치는 X-Y-Z 기준 좌표의 결정에 필요한 측정에 사용되지 않고 결과 값들로서 들어가기 때문에, 단지 목표 지점 또는 X-Y 디스플레이 좌표들의 적절한 정의뿐만 아니라 가공 공간 내에서 사용자가 배향을 할 수 있게 하는 것이므로, 카메라 장치는 특히 고 품질의 요구사항들을 충족시킬 필요가 없다.

카메라 장치가 공작 기계 내부, 또는 공작물이 놓이는 표면 위에 위치된 가공 공간 위에 고정되도록 배치되는 경우에, 공작물의 이미지는 오직 이러한 미리결정된 카메라 위치에서만 포착될 수 있다. 공작물에 대해 이미지를 포착하는 동안 카메라 장치의 위치에 따라, 공작물의 표면의 영역들이 은폐되거나 심하게 왜곡된 방식으로 묘사될 수 있다. 그러나 편평한 공작물들의 경우 왜곡들 또는 공작물의 영역의 우발적인 덮음의 위험이 적다.

마찬가지로, 카메라 장치는 X 방향 및 Y 방향으로 변위가능하게 배치될 수 있고, 이로써 사용자는 다양한 시야 방향들로부터 공작물의 이미지를 포착할 수 있다. 사용자에게 특별한 관심사이며 결국에는 X-Y 디스플레이 좌표의 매개변수로서 스스로를 빌려주는 공작물의 개별 표면 영역들이 공작물의 다른 영역들에 의해 덮여서 제 1 이미지에서 식별가능하지 않은 경우, 사용자는 카메라 장치를 변위시키고 또한 그들의 목적들에 더 적합한 공작물의 이미지를 포착할 수 있으며, 이는 디스플레이 장치 상에 디스플레이된다.

그러나, 카메라 장치에 의해 포착되고 디스플레이 장치에 디스플레이된 공작 물의 이미지에 기초하여, Z 기준 좌표는 쉽게 결정될 수 없다. Z 기준 좌표는 적절한 센서 장치, 예를 들어 입체적(stereoscopic) 측정 장치 또는 초음파 측정 장치에 의해 비접촉식으로 결정될 수 있다. 따라서, 상이한 시야 방향들로부터 공작물의 2개의 이미지들을 포착함으로써, 공작물의 표면 윤곽 또는 높이 프로파일이 결정되어, Z 기준 좌표를 결정 및 특정할 수 있게 된다.

Z 기준 좌표 및 또한 X-Y-Z 기준 좌표의 결정을 위한 측정 장치로서 측정 프로브를 사용하는 것은 많은 응용 분야들에서 마찬가지로 가능하고 편리하며, 이를 통해 측정 프로브와 공작물과의 첫 번째 접촉이 공작물을 향한 측정 이동에서 측정되고 좌표 값으로 변환될 수 있다. 사용자는 측정 프로브의 측정 이동들을 수동으로 특정하거나 부분 자동화를 수행하고 측정 이동들의 사전결정된 선택으로부터 개별 측정 이동들을 선택하여 자동화된 방식으로 개별 측정 이동들을 각각 수행할 수 있다.

Z 기준 좌표의 결정을 위해, 측정 프로브가 공작물의 표면에 도착하고 Z 기준 좌표가 직접 표면 상에서 또는 공작물 위의 정의된 작은 거리에서 결정될 때까지 측정 프로브는 위에서부터 대략 직각으로 공작물에 접근할 수 있다. 공작물의 표면에 접근하는 동안 측정 프로브의 원하지 않는 손상을 피하기 위해, 측정 프로브는 측정 이동들을 위한 측정 이동의 속도로 공작물 쪽으로 유도되어야 한다. 공작물과의 충돌을 배제하고 측정 프로브를 사용하여 측정을 수행하지 않은 경우, 이러한 측정 이동 속도는 측정 헤드가 변위될 수 있는 변위 속도보다 대체로 더 느리다.

공작물의 표면의 형상 및 높이 프로파일이 카메라 장치로 포착된 공작물의 2차원 이미지에 기초하여 알려지지 않고 쉽게 결정될 수 없기 때문에, 측정 프로브가 Z 기준 좌표의 결정을 위해 미리결정된 공작물의 표면 영역에 도달하기 전에 측정 프로브가 Z 기준 좌표에 접근하는 동안 공작물의 또 다른 영역과 충돌할 위험이 있다.

측정 프로브가 공작물에 접촉할 때까지, 경우에 따라, 측정 프로브는 사용자가 별도로 특정한 목표 지점의 방향에서 공작 기계의 가공 공간 내에서 카메라 장치로 포착될 수 있는 시각 범위를 통해 Z 기준 좌표의 결정을 위해 변위될 수 있다. 상기 방법의 구현에 따라 2차원 또는 3차원으로 정의되는 목표 지점은 가공 테이블의 표면 상으로의 X-Y 디스플레이 좌표의 가상 투영에 대응할 수 있으며, 이는 특히 평평한 공작물 또는 작은 표면 프로파일링이 적용된 공작물에 적용된다. 또한, X-Y 디스플레이 좌표 위에서 실질적으로 수직인 카메라 장치의 방향에서, X-Y 디스플레이 좌표는 가공 테이블의 표면의 높이에서 적절한 목표 지점으로서 사용될 수 있다.

본 발명의 개념의 특히 바람직한 구성에 따르면, 자동으로 결정된 Z 기준 좌표 및 사용자에 의해 입력된 X-Y 디스플레이 좌표에 기초하여 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하기 위해 먼저 X-Y-Z 시작 좌표가 계산되고, 공작 기계의 측정 장치가 자동화 방식으로 X-Y-Z 시작 좌표로 변위된다는 점이 밝혀졌고, 이어서 상기 X-Y-Z 기준 좌표는 상기 측정 장치를 사용하는 적절한 자동 측정 방법에 의해 상기 측정 장치의 현재 미리결정된 위치에 기초하여 결정된다. Z 기준 좌표를 알면, 디스플레이 장치 상에서 사용자에 의해 선택된 X-Y 디스플레이 좌표는 X-Y 시작 좌표로 계산될 수 있다. Z 기준 좌표는 또한 Z 시작 좌표로 변환될 수 있으며, 많은 경우들에서 Z 시작 좌표는 Z 기준 좌표에 미리결정될 수 있는 안전 거리 높이(security distance height)를 더한 것에 대응하여, 측정 장치는 X-Y-Z 시작 좌표로 변위한 후 공작물의 약간 위의 사용자에 의해 선택된 X-Y 위치에 위치된다. X-Y-Z 시작 좌표의 지식에서, 공작물의 기준 좌표의 결정은 마찬가지로 자동화된 결정 방법을 사용하여 이어서 시작되고 수행될 수 있다. 사용자는 측정 장치가 후속적으로 변위되는 공작 기계의 기계 가공 공간 내의 실제 X-Y-Z 시작 좌표를 이미 알지 못해도, 결과적으로, 사용자는 단지 디스플레이 장치 상의 이미지 평면에서 X-Y 디스플레이 좌표를 선택해야 한다. 사용자는 X-Y 디스플레이 좌표를 입력할 때 조작 오류들이 발생하지 않으면서 X-Y 디스플레이 좌표를 직관적으로 선택하고 특정할 수 있다.

마찬가지로, Z 기준 좌표의 결정에 필요한 목표 지점은 제 2 X-Y 디스플레이 좌표로서 별도로 공작물의 디스플레이된 이미지에 기초한 X-Y 디스플레이 좌표와 독립적으로 사용자에 의해 특정될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 X-Y 디스플레이 좌표는 X-Y-Z 기준 좌표의 결정을 위해 측정될 공작물의 코너 부근에 특정될 수 있고, Z 기준 좌표 또는 적어도 Z 시작 좌표를 결정하기 위한 목표 지점은 이미지 상에서 식별가능한 공작물의 표면 영역 내에서 거리로 특정되며, 이는 예를 들어 Z 기준 좌표의 결정에 더 적합하며 위험들없이 측정 프로브에 의해 접근될 수 있다.

마찬가지로, 목표 지점은 사용자에 의한 X-Y 디스플레이 좌표 입력 및 추가 높이 정보에 기초하여, 목표 지점으로서 결정될 수 있으며, 상기 목표 지점은 상기 디스플레이 장치 상에 디스플레이된 공작물의 이미지를 공작물이 놓이는 가공 테이블의 표면 상에 가상 투영할 때, 카메라 장치로부터 나오는 시각적 광선과 사용자에 의해 입력된 수평 높이의 교차 평면을 갖는 가상 투영의 교차점에 대응한다. 예를 들어 사용자는 데이터베이스로부터 알려진 공작물의 공작물 높이를 검색하거나 사전에 측정하거나 대략적인 추정을 할 수 있다.

측정 프로브의 변위는 예를 들어 적절한 추가 사용자 입력에 의해, 측정 프로브와 공작물과의 충돌이 디스플레이 장치 상의 공작물의 이미지에 기초하여 그 윤곽 및 표면 프로파일이 아직 정확히 알려지지는 않았지만, 가능한 한 많이 방지될 수 있도록 특정될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어 목표 지점 위에 수직으로 포착된 공작물의 이미지에서, 측정 프로브는 카메라 장치의 위치로 변위될 수 있고, 위에서부터 수직으로 목표 지점에 접근하기 위해 Z 방향을 따라 배타적으로 변위될 수 있다. 사용자는 마찬가지로 측정 프로브에게 금지된 가공 구역의 영역을 정의할 수 있으며, 이는 이어서 측정 프로브가 통과되어서는 안되며 대신 주변에서 구동되어야 한다.

추가적인 사용자 입력없이 간단한 방식으로 바람직하지 않은 충돌을 방지할 수 있도록, 사용된 측정 프로브 또는 측정 장치가 카메라 장치로부터 시작하여 목표 지점까지 시각적 광선을 따라 변위되는 본 발명 개념의 특히 유익한 구성에 따라 제공된다. 시각적 광선은 본 명세서에서 목표 지점에서부터 시작하는 가상 광선을 따라 진행하며, 이는 카메라 렌즈를 통해 카메라 장치 내의 이미지 평면으로 진행하며 좌표 목표 지점에 할당된 이미징 정보를 갖는 이미지 평면의 영역을 만난다. 간단히 말하면, 시각적 광선은 목표 지점으로부터 카메라 장치의 초점까지의 직선 연결선으로 간주될 수 있다.

공작물의 디스플레이된 이미지를 통해 사용자에 의해 특정된 목표 지점이 카메라 장치에 의해 포착된 공작물의 이미지에서 식별가능하다는 사실 때문에, 목표 지점은 카메라 장치로부터 공작물 표면 상의 목표 지점까지 연장되는 시각적 광선을 따른 돌출부들 또는 형성물들에 의해 커버될 수 없다. 측정 프로브가 공작물의 표면의 높이로부터 독립적으로 시각적 광선을 따라 변위될 때, 측정 프로브는 X-Y 디스플레이 좌표 또는 디스플레이 장치로 디스플레이된 공작물의 이미지 내에서 개별적으로 특정된 좌표 목표 지점을 통해 사용자에 의해 선택된 표면 영역에 대응하는 상기 목표 지점에 의해 정의된 표면 영역 내의 상기 공작물의 표면을 만날 것이다.

디스플레이 장치 상에 디스플레이된 공작물의 이미지에서 식별가능한 모든 표면 영역들은 위험없이 카메라 장치로부터 해당 표면 영역으로 진행되는 시각적 광선을 따라 측정 프로브에 의해 접근될 수 있다. 원하는 목표 지점이 공작물의 표면에서 식별가능하지 않거나 간단한 방식으로 선택되거나 특정될 수 없는 경우, 변경된 시야 각으로 인해 원래 커버된 영역들을 드러내기 위해 카메라 장치의 또 다른 위치로부터 공작물의 추가 이미지를 포착하는 것이 편리할 수 ??있지만, Z 기준 좌표의 결정을 위해 X-Y 디스플레이 좌표 및 가능한 편위 목표 지점이 특정될 수 있다.

대안적으로, Z 기준 좌표가 적절한 센서 장치에 의해 결정되는 것은 당연히 가능하며, 그렇지 않으면 측정 프로브가 공작물의 표면까지 공작 기계의 가공 공간을 통해 변위되어야 한다. 공작 기계가 이미 다른 이유들로 또는 다른 용도들로 적합한 센서 장치를 가지고 있는 경우, 이러한 센서 장치가 사용될 수 있고, 상기 방법은 X-Y-Z 시작 좌표의 결정으로 가속될 수 있다. X-Y-Z 시작 좌표에 기초하여 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하기 위한 자동화된 결정 방법을 수행하기 위해 X-Y-Z 기준 좌표의 결정에 사용된 측정 장치는 이 후 이미 결정되고 현재 알려진 X-Y-Z 시작 좌표로 변위될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에도, X-Y-Z 기준 좌표를 결정하기 위한 측정 방법 또는 요구되는 측정들 또는 측정 이동들의 시작 전에 측정 장치, 각 측정 프로브가 시각적 광선을 따라 X-Y-Z 시작 좌표로 변위되는 것이 유리하며, 이는 공작물의 인접 영역들과의 충돌이 이러한 변위 경로 상에서 배제될 수 있기 때문이다. 센서 장치에 의해 결정된 공작물의 3차원 형상을 알 때 충돌들이 없도록 정의될 수 있는 상이한 변위 경로의 결정이 가능하지만 필수는 아니다.

본 발명에 따르면, X-Y 디스플레이 좌표의 특히 간단하고 직관적인 입력은, 디스플레이된 이미지 상의 X-Y 디스플레이 좌표의 선택을 위해 사용자에 의해 입력된 그래픽 입력 객체(graphical input object)가 자동화된 방식으로 X-Y 선택 객체(X-Y selection object)로 변환되고, 상기 X-Y 선택 객체는 공작물의 디스플레이된 이미지와 중첩되도록 디스플레이 장치 상에 디스플레이된다는 점에서 가능해진다. 그래픽 입력 객체는 예를 들어 그래픽 심볼일 수 있으며, 이 그래픽 심볼은 중첩된 심볼 디스플레이(superimposed symbol display)로 변환되어 컴퓨터 마우스 또는 트랙볼과 같은 입력 장치를 사용하여 디스플레이된 이미지 상에 디스플레이된다. 사용자가 심볼의 최종 위치 및 그와 함께 X-Y 디스플레이 좌표의 선택을 특정할 때까지 중첩된 심볼 디스플레이는 필요에 따라 사용자에 의해 시프트될 수 있다.

터치 디스플레이와 같은 터치-감지형 디스플레이 장치를 사용할 때, 사용자는 공작물의 이미지가 디스플레이된 디스플레이 장치를 통해 직접 제스처 인식을 통해 입력 객체를 입력할 수 있다. 사용자에 의해 수행된 제스처, 예를 들어 손가락으로 입력된 라인의 경로(course)는 측정될 수 있고 사전정의된 카테고리가 할당될 수 있어, 사용자에 의해 입력된 라인 대신에 이러한 카테고리에 할당된 X-Y 디스플레이 객체를 디스플레이할 수 있다.

X-Y 선택 객체는 기준 좌표의 유형에 따라 또는 선택된 결정 방법에 따라 상이하게-구성된 그래픽 표현을 가질 수 있다. 따라서 사용자는 그래픽적 및 직관적으로 인식가능한 방식으로 추가 정보를 알 수 있다.

사용자가 X-Y 선택 객체를 통해 공작물의 기준 좌표의 자동 결정 방법을 위한 추가 매개변수들을 입력할 수 있는 많은 경우들에서 마찬가지로 가능하고 특히 유리하다. X-Y 선택 객체의 그래픽 표현은 사용자가 직관적으로 그리고 아무 문제들없이 인식할 수 있는 개별 좌표 정보 및 매개변수 정보의 그래픽 표현을 포함할 수 있다. 또한, X-Y 선택 객체를 통해 사용자에 의해 입력된 개개의 매개변수들의 변화들은 그래픽적으로 도시될 수 있고 매우 기술적인 방식으로 시각화될 수 있어, 사용자의 잘못된 입력들은 높은 관심을 끌고 거의 배제될 수 있어야 한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 전술된 방법을 수행할 수 있는 공작물의 가공용 공작 기계에 관한 것이다. 이를 위해, 공작 기계는 변위가능 측정 장치 및 제어기를 포함하며, 자동화된 방식으로 작동할 수 있는 결정 방법에 의해 측정 장치로 가공될 공작물에 대해 X-Y-Z 기준 좌표가 결정될 수 있다. 또한, 공작 기계는 사용자에 의한 제어 명령들을 입력하기 위한 조작 장치(operating device)를 포함하며, 상기 조작 장치는 사용자 입력들의 디스플레이를 위한 그래픽 디스플레이 장치를 포함한다. 공작 기계는 공작 기계 내에 배치된 공작물의 이미지가 생성되어 디스플레이 장치 상에 디스플레이될 수 있는 카메라 장치를 더 포함한다. 본 발명에 따르면, 공작 기계는 본 발명에 따라 마찬가지로 상기 기술된 방법이 수행될 수 있는 방식으로 구성된다.

바람직하게는, 카메라 장치는 적어도 X-방향 및 Y-방향으로 공작물에 대해 변위될 수 있다. 이를 위해, 카메라 장치는 X 방향 및 Y 방향으로 변위될 수 있거나, 카메라 장치가 고정된 방식으로 배치되면, 공작물은 공작물이 놓이는 가공 테이블과 함께 X 방향 및 Y 방향으로 변위될 수 있다. 카메라 장치가 예를 들어 X 방향으로 가공 테이블의 표면에 평행하게 변위가능하고, 가공물은 가공 테이블과 함께 그 방향에 수직인 또 다른 방향, 및 예를 들어 Y 방향으로 변위될 수 있다는 점에서 많은 적절한 가공 기계들이 고려될 수도 있다.

카메라 장치는 측정 장치 바로 옆에 배치될 수 있으며, 측정 장치는 편리하게는 거의 임의의 방식으로 공작 기계의 가공 공간 내에서 이동가능해야 한다.

본 발명의 개념의 유리한 구성에 따르면, 카메라 장치 및 측정 장치는 공작 기계의 가공 헤드 상에 배치되는 것이 제공된다. 가공 헤드는 그 자체가 Z 축 상에 장착될 수 있으며, 이는 즉 Z 방향으로 변위될 수 있다.

비용-효율적이고 신뢰성있게 사용할 수 있는 측정 장치는 프로브 헤드가 객체, 예를 들어 공작물과 접촉할 때 측정가능한 측정 신호를 생성하는 측정 프로브이다.

디스플레이 장치가 터치-감지형 그래픽 디스플레이를 포함하는 것이 가장 단순하고 오류가-없고 신속한 사용자 입력에 있어서 유리하여, 사용자는 그래픽 디스플레이의 터치에 의해 X-Y 디스플레이 좌표들을 특정하기 위한 그래픽 입력 객체를 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 특히 간단한 방식으로 터치-감지형 그래픽 디스플레이를 사용하여 그래픽적으로 도시된 X-Y 선택 객체를 변형시킬 수 있고, 기준 좌표를 결정하기 위한 개별 매개변수들을 특정할뿐만 아니라 X-Y-Z 시작 좌표를 조정할 수 있다.

디스플레이 장치는 마찬가지로 공작 기계의 하우징, 예를 들어 이동 무선 장치 또는 전자 태블릿에 기계적으로 연결되지 않거나 적어도 영구적으로 기계적으로 연결되지 않은 디스플레이 장치일 수 있다.

또한, 종래의 공작 기계들 또는 종래의 기계 가공 방법으로 이미 사용된 공작 기계들에 대해 본 발명에 따른 방법을 수행하는 것이 가능하다. 이를 위해, 공작 기계의 필수 구성요소들, 예를 들어 카메라 장치, 그래픽 디스플레이 장치, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 소프트웨어 모듈, 및 개별 값들과 명령들을 공작 기계의 제어 프로그램으로 변환하기 위한 인터페이스 장치는 새로 장착되어야 한다(retro-fit). 본 발명의 유리한 구성에 따르면, X-Y 선택 객체를 통해 사용자에 의해 특정된 매개변수들 및 경우에 따라 자동 결정 방법을 위한 추가 매개변수들이 인터페이스 장치를 통해 공작 기계의 제어기로 전송되는 것이 제공된다.

이하, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다. 도면들은 다음과 같다:
도 1은 공작 기계의 카메라 장치로 포착된 공작 기계에 배치된 공작물의 이미지와 공작물의 배치 및 공작 기계 내의 카메라 장치의 이미지의 개략도이다,
도 2는 도 1에 따른 개략도로서, 공작물의 이미지는 카메라 장치의 상이한 시야 각으로부터 포착된다,
도 3은 좌표 값들에 대한 공작물의 표면의 높이의 영향을 강조하기 위한 개략도이다,
도 4a 내지 도 4c는 각각 사용자 또는 X-Y 선택 객체에 의해 입력된 그래픽 입력 객체에 의해 중첩된 공작물의 이미지 디스플레이의 다수의 개략도들이다, 그리고
도 5a 내지 도 5c는 각각 사용자에 의해 입력된 그래픽 입력 객체 또는 또 다른 X-Y 선택 객체와 중첩된 공작물의 이미지 내의 디스플레이의 다수의 개략도들이다.

도 1 내지 도 3은 본 명세서에 더 이상 도시되지 않는 공작 기계(machine tool)의 가공 테이블(machining table)(1)을 도시한다. 공작물(workpiece)(2)은 가공 테이블(1) 내에 배치되며, 여기서 공작물은 후속하는 가공 단계에서 가공될 것이다. 예로서, 공작물(2)은 플레이트형 기본 요소(3) 및 돌출형 중공-원통형 구조물(4)을 포함한다. 가공 테이블(1) 상의 공작물(2)의 위치가 충분히 알려지지 않거나 충분히 정밀하게 특정될 수 없기 때문에, 가공 테이블(1) 상의 공작물(2)의 정확한 위치 정보를 허용하는 기준 좌표가 결정될 것이다.

공작물(2)의 제 1 이미지는 가공 헤드 상에 배치되고 모든 공간 방향들로 공작물(2)에 대해 변위될 수 있는 카메라 장치(5)에 의해 포착되고, 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이된다(도 1). 공작물(2)의 중공-원통형 구조물(4)의 배향에 대한 카메라 장치(5)의 경사진 시야 각으로 인해, 공작물(2)의 중공-원통형 구조물(4)은 플레이트형 기본 요소(3)의 이웃하는 영역들을 덮으며, 따라서 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이된 이미지의 표현에서 식별가능하지 않다.

카메라 장치(5)의 위치의 변화는 공작물(2)에 대해 모든 방향으로 가능함을 고려할 수 있고, 카메라 장치(5)는 가공 테이블(1)에 평행한 일 방향으로만 변위될 수 있고, 가공 테이블(1)은 카메라 장치(5)에 대하여 예를 들어 슬라이드 상에서, 그것을 횡단하는 방향으로 변위될 수 있다.

최종적으로 사용자에 의해 특정된 X-Y-Z 시작 좌표(7)에 기초하여, 복수의 측정 이동들에 의해 측정 프로브(8)를 사용하여 공작물(2)에 대한 X-Y-Z 기준 좌표의 다음 결정이 수행될 수 있다. 측정 프로브(8)는 마찬가지로 가공 헤드 상에 카메라 장치(5)에 직접 근접하게 장착된다. X-Y-Z 시작 좌표(7)를 특정하기 위해, 사용자는 먼저 X-Y-Z 시작 좌표(7)의 결정이 이루어질 기초가 되는 디스플레이 장치(6) 상의 X-Y 디스플레이 좌표(9)를 선택할 수 있다. 그러나, 다양한 이유들로 사용자가 의도한 X-Y 디스플레이 좌표(7)가 공작물(2)의 플레이트형 기본 요소(3)의 식별가능한 영역 내에 위치되지 않거나, 또는 중공-원통형 구조물(4)에 의해 덮여지는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 사용자에게 특히 관심의 대상이 되는 플레이트-형 기본 요소(3)의 영역들이 재-포착된 이미지에서 식별될 수 있도록(도 2), 카메라 장치(5)는 수평 방향으로 변위될 수 있고, 공작물(2)의 제 2 이미지는 또 다른 시야 각으로 포착될 수 있다. 사용자는 디스플레이 장치(6) 상의 원하는 X-Y 디스플레이 좌표(9')를 선택할 수 있으며, 이에 기초하여 X-Y-Z 시작 좌표(7)의 결정이 이루어질 것이다.

디스플레이 장치(6) 상에 가시화된 공작물(2)의 이미지는 이러한 이미지에서 식별가능한 공작물(2)의 표면 영역들의 Z 방향으로 측정된 높이에 관한 어떠한 정보도 포함하지 않으며, 여기서 높이는 가공 테이블(1)의 표면(10) 위의 거리로서 정의된다. 관찰 방향 및 공작물(2)의 식별가능한 영역들의 각 높이에 따라, 디스플레이 장치(6) 상에서 사용자가 선택한 X-Y 디스플레이 좌표(9)는 공작 기계의 가공 공간 내의 상이한 실제 공간 좌표들(x,y,z)에 대응하며, 이는 가공 테이블(1) 위에서 가능하다.

도 3은 예시적이고 개략적인 방식으로, X-Y-Z 시작 좌표(7)의 실제 공간 좌표들 상의 공작물(2)의 식별가능한 표면 영역의 높이(Z 방향에서 가공 테이블(1)의 표면(10)까지의 거리로서 측정됨)의 영향을 도시한다. 사용자가 디스플레이 장치(6) 상에서 선택한 X-Y 디스플레이 좌표(9)에 대해, 가공 공간(11) 내의 공간 좌표(x3)는 높이(z3)를 갖는 원통형 구조물(13)의 상측 면(12) 상에 생긴다. 공작물(2)이 원통형 구조물(13)을 포함하지 않고, 대신에 높이(z2)를 갖는 단지 타원형 구조물(14)을 포함하는 경우에, 선택된 X-Y 디스플레이 좌표(9)는 높이(z2) 및 공간 좌표(x2)를 갖는 X-Y-Z 시작 좌표(7)에 할당될 것이다. 공작물(2)이 높이(z2)를 갖는 타원형 구조물(14)을 포함하지 않고, 단지 높이(z1)를 갖는 플레이트-형 기본 요소(15)만을 포함하는 경우, X-Y 디스플레이 좌표(9)에 할당된 X-Y-Z 시작 좌표(7)는 공간 좌표(x1)를 갖는다. 디스플레이 장치(6)에 디스플레이된 공작물(2)의 이미지에 기초하여 사용자가 디스플레이 장치(6) 상에 특정하는 X-Y 디스플레이 좌표(9)에 기초하여, X-Y-Z 기준 좌표의 결정에 필요한 측정 이동들의 시작 이전에 측정 프로브(8)가 변위될 X-Y-Z 시작 좌표들(7)의 공간 좌표들을 결정하기 위해, 사용자가 선택한 공작물(2)의 표면 영역의 높이(z)가 결정되어야 한다.

별도의 센서 장치들을 사용하여 공작물(2)의 표면의 높이(z)를 결정하거나, 또는 공작물 데이터베이스 또는 추정 값을 사용하여 공작물(2)의 높이(z)를 특정하는 것이 기본적으로 가능하다. 측정 프로브(8)는 마찬가지로 원하는 X-Y-Z 시작 좌표로 수동으로 변위될 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 측정 프로브(8)는 뷰잉 빔(16)을 따라 공작물(2)을 향해 변위되며, 공작물(2)의 표면의 접근 및 접촉은 측정 프로브(8)에 의해 인식되고, 요구되는 Z 기준 좌표로 변환된다. 뷰잉 빔(16)은 카메라 장치(5)로부터 가상 이미지 평면에 배치된 공작물(2)의 이미지의 X-Y 디스플레이 좌표(9)를 통해 연장되며, 카메라 장치(5)로부터 X-Y 디스플레이 좌표(9)에 의해 정의된 공작물(2)의 표면 영역까지 직선 연결 라인을 형성한다.

도 2에 개략적으로 도시된 예시적인 실시예에서, 사용자가 선택한 X-Y 디스플레이 좌표(9)는 또한 Z 기준 좌표를 결정하기 위해 사용된 목표 지점에 대응한다. X-Y 디스플레이 좌표(9)는 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이되고, 특히 중공-원통형 구조물(4)이 아닌 공작물(2)의 인접 영역들에 의해 덮이지 않는 도 2에 따른 제 2 표현에서 식별가능하기 때문에, 측정 프로브(8)는 사용자에 의해 특정된 XY 디스플레이 좌표(9)에 의해 미리결정된 공작물(2)의 표면 영역까지 측정 이동을 수행할 수 있고, 공작물(2)의 표면과의 접촉을 통해 요구된 Z 기준 좌표를 결정할 수 있다. Z 기준 좌표에 대한 지식에서, 완전한 X-Y-Z 기준 좌표를 결정할 수 있다.

도 2는 측정 프로브(8)의 대응하는 변위 경로를 예시한다. 먼저, 측정 프로브(8)는 예를 들어 카메라 장치(5)의 높이에서 공작물(2)에 대해 충분한 거리에서, 초기화 경로 부분(17)을 통해 계산된 비주얼 빔(16)에 접근된다. 그 후, 측정 프로브(8)가 공작물(2)의 표면 상에 충돌할 때까지, 비주얼 빔(16)을 따라 측정 이동(19)이 수행된다.

도 4a 내지 도 4c는 공작물(2)의 기준 좌표의 후속하는 자동화된 결정을 위한 모든 필요한 정보의 그래픽 및 상호적인 사용자 입력의 다양한 단계들을 개략적으로 및 예시적으로 도시한다.

카메라 장치에 의해 포착된 공작물(2)의 이미지는 터치-감지형 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이된다. 사용자는 손가락으로 제스처를 실행할 수 있고, 따라서 선로의 형태로 그래픽 입력 개체(20)로 진입할 수 있다. 그래픽 입력 개체(20)는 공작물(2)의 이미지와 중첩되도록 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이된다. 그래픽 입력 개체(20)는 저장 장치(21) 내에 저장된 선로들과의 비교에 의해 카테고리에 할당된다. 본 예시적인 경우에 있어서, 공작물(2)의 기준 좌표를 결정하기 위해 공작물(2)의 직사각형 코너가 측정될 것이다(도 4a).

분류된 그래픽 입력 객체(20)는 X-Y 선택 객체(22)로 변환되고, X-Y 선택 객체는 그래픽 입력 객체(20) 대신에 디스플레이 디바이스(6) 상에 디스플레이되며, 여기서 공작물(2)의 디스플레이된 이미지는 중첩되어 사용자에게 가시적으로 유지된다(도 4b 및 도 4c).

X-Y 선택 객체(22)는 기준 좌표의 자동화된 결정을 위해 측정 프로브(8)의 계획된 후속 측정 이동들에 관련된 다양한 정보를 나타낸다. 또한, X-Y 선택 객체(22)는 사용자에게 터치-감지형 디스플레이 장치(6)를 통한 제스처들과 같은 추가 그래픽 입력들에 의한 후속 측정 이동들을 위한 개별 매개변수들 또는 규격들을 변경하거나 적용시키기 위한 다양한 옵션들을 사용자에게 제공한다. X-Y 선택 객체(22)의 위치는 그래픽적으로-도시된 객체 앵커(object anchor)(23)를 잡아서 변위시킴으로써 변화될 수 있다. 2개의 의도된 측정 이동들을 위한 시작 위치 및 공작물(2)에 대한 이들의 길이 및 방향은 그래픽적으로-도시된 측정 이동 앵커들(measuring movement anchors)(24, 25)에 의해 변경될 수 있다. 또한, 사용자는 X-Y 선택 객체의 배치와는 크게 무관하게 Z 기준 좌표를 결정하기 위한 목표 지점(26)을 특정할 수 있다. 일단 사용자가 입력을 완료하면, 먼저 Z 기준 좌표 및 이어서 X-Y-Z 시작 좌표가 결정될 수 있고, 그 후 자동화된 결정 방법에서 공작물(2)의 요구된 X-Y-Z 기준 좌표가 결정된다.

공작물(2)이 예를 들어 측방향 정지부들(lateral stops) 또는 별도의 클램핑 수단을 통해 X 방향 및 Y 방향의 미리결정된 정확한 위치에서 가공 테이블(11) 상에 위치되면, 공작물을 참조하는 경우, 전술된 방법으로 Z 기준 좌표를 결정하기에 충분할 수 있다.

필요하다면, 그래픽 입력 객체(20)를 통해 그리고 이어서 X-Y 선택 객체(22)를 통해 그래픽적으로 및 상호적으로 포착된 사용자 규격들이 기계 매개변수들(27)로 재계산될 수 있고 마찬가지로 디스플레이될 수 있다. 측정 프로브(8)의 측정 이동 또는 복수의 측정 이동들로, 공작물(2)의 Z 기준 좌표 또는 X-Y-Z 기준 좌표에 대한 결정 방법을 연속적으로 수행하기 위해, 기계 매개변수들(27)은 인터페이스 장치를 통해 공작 기계의 제어 장치로 전송될 수 있다. 각각 예시적인 도 4b 및 도 4c는 표 형식으로 배열된 값 필드들을 도시하며, 필드들은 측정 프로브(8)의 개별적인 측정 이동들로 공작물(2)의 기준 좌표를 결정하기 위한 결정 방법을 수행할 수 있기 이전에, X-Y-Z 시작 좌표들(7) 및 측정 프로브(8)의 개별적인 측정 이동들에 대한 대응하는 기계 매개변수들(27)로 수동적으로 채워져야 한다. 숙련된 사용자들이라도 오류가 발생하고 시간이 많이 걸리는 기계 매개변수들(27)의 수동 입력과 비교할 때, 본 발명에 따른 방법은 그래픽적, 직관적 및 상호적으로 간단한 방식으로 사용자의 요구된 규격들을 특정할 수 있게 하며, 잘못된 규격들이 쉽게 검출되어 방지될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 예로서, 사용자가 동일한 공작물(2)에 대해 수행된 편위 참조(deviating referencing)를 갖는 옵션을 도시한다. 이를 위해, 사용자는 상이한 제스처를 수행하고 또 다른 라인 경로를 갖는 중공-원통형 구조물(4) 위에 그래픽 입력 객체(20)를 생성하며, 상기 경로는 대략 원형이고 중공-원통형 구조물(4)의 시각적 치수들에 대략 유사하게 구성된다(도 5a).

저장 장치(21) 내에 미리 정의된 카테고리들과의 패턴 매칭에 의해서, 그래픽 입력 객체(20)는, 유사한 원형 X-Y 선택 객체로 변환되고, 이어서, 원형 X-Y 선택 객체는 그래픽 입력 객체(20) 대신 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이되며, 이로써, 공작물(2) 및 특히 중공-원통형 구조물(4)은 중첩(superposition) 때문에 여전히 식별가능하다(도 5b). X-Y 선택 객체는 기준 좌표의 자동 결정을 위한 측정 프로브(8)의 계획된 및 후속하는 측정 이동들과 관련된 다양한 정보를 나타내며, 이는 X-Y-Z 선택 객체(22)에 의해 사용자에 의해 작용되고 변경될 수 있다. X-Y 선택 객체(22)의 위치는 그래픽적으로-도시된 객체 앵커(23)를 잡아서 변위시킴으로써 변화될 수 있다. 공작물(2)의 중공-원통형 구조물(4)에 대한 측정 이동들의 길이 및 방향뿐만 아니라 4개의 의도된 측정 이동들을 위한 시작 위치는 그래픽적으로-도시된 측정 이동 앵커들(24, 25 뿐만 아니라 28 및 29)에 의해 변화될 수 있다. 또한, 사용자는 X-Y 선택 객체(22)의 배치에 관계없이 Z 기준 좌표를 결정하기 위한 목표 지점(26)을 특정할 수 있다. X-Y 선택 객체(22)는 X-Y 선택 객체(22)의 위치뿐만 아니라 반경도 변경할 수 있다.

자동화된 방식으로 실행된 결정 방법에서, 공작물(2)의 요구된 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하기 위해, 일단 사용자의 입력이 완료되면, 먼저 Z 기준 좌표 및 그 이후에 X-Y-Y 시작 좌표가 결정될 수 있다.

Claims (13)

1. 공작 기계(machine tool) 내에 배치된 공작물(workpiece)(2)의 X-Y-Z 기준 좌표를 결정하는 방법으로서,
   공작물(2)의 이미지가 상기 공작 기계의 카메라 장치(5)로 생성된 다음 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이되고,
   상기 디스플레이된 이미지를 통해 사용자에 의해 X-Y 디스플레이 좌표(9)가 선택되고 입력되며,
   그 후, Z 기준 좌표가 자동화된 방식으로 결정되며,
   상기 X-Y-Z 기준 좌표는 자동화된 방식으로 결정된 Z 기준 좌표 및 사용자에 의해 입력된 X-Y 디스플레이 좌표(9)에 기초하여 결정되는, 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 X-Y-Z 기준 좌표의 결정을 위해,
   먼저 자동화된 방식으로 결정된 Z 기준 좌표 및 사용자에 의해 입력된 X-Y 디스플레이 좌표(9)에 기초하여 X-Y-Z 시작 좌표가 계산되며,
   상기 공작 기계의 측정 장치(8)가 자동화된 방식으로 상기 X-Y-Z 시작 좌표(7)로 변위되고,
   그 후, 상기 측정 장치(8)에 의한 적절한 결정 방법에 의해, 상기 X-Y-Z 시작 좌표(7)에 의해 정의된 상기 측정 장치(8)의 위치에 기초하여 공작물의 X-Y-Z 기준 좌표가 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   측정 장치로서 터치-감지형 측정 프로브(8)가 사용되며,
   상기 측정 프로브(8)는, Z 기준 좌표의 결정을 위해 사용자에 의해 특정된 목표 지점(26)의 방향으로, 공작물(2)에 닿을 때까지, 상기 카메라 장치(5)에 의해 검출가능한 영역을 통하여 변위되는 것을 특징으로 하는, 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 목표 지점(26)은 X-Y 디스플레이 좌표(9)에 대응하거나 또는 사용자에 의해 디스플레이 장치(6) 상에 개별적으로 특정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 측정 프로브(8)는 상기 카메라 장치(5)로부터 시작하는 뷰잉 빔(16)을 따라 상기 목표 지점(26)의 방향으로 변위되는 것을 특징으로 하는, 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 Z 기준 좌표는 센서 장치에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 디스플레이된 이미지 상에서 상기 X-Y 디스플레이 좌표(9)를 선택하기 위해, 사용자에 의해 입력된 그래픽 입력 객체(20)가 자동화된 방식으로 X-Y 선택 객체(X-Y selection object)(22)로 변환되고, 상기 X-Y 선택 객체(22)는 공작물(2)의 디스플레이된 이미지와 중첩되도록 상기 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는, 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   사용자는 상기 X-Y 선택 객체(22)를 통해 공작물(2)의 기준 좌표의 자동 결정 방법을 위한 추가 매개변수들을 입력할 수 있는 것을 특징으로 하는, 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 X-Y 선택 객체(22)를 통해 사용자에 의해 특정된 매개변수들 및 가능하게는 상기 자동 결정 방법을 위한 추가 매개변수들은 기계 매개변수들(machine parameters)(27)로 변환되며, 상기 기계 매개변수들은 인터페이스 장치를 통해 상기 공작 기계의 제어기에 전송되는 것을 특징으로 하는, 방법.
10. 공작물(2)의 가공을 위한 공작 기계로서,
    변위가능 측정 장치(8) 및 상기 측정 장치(8)의 제어를 위한 제어기를 포함하며,
    가공될 공작물(2)의 X-Y-Z 기준 좌표(7)가 X-Y-Z 시작 좌표(7)에 기초하여 상기 측정 장치(8)를 사용하는 결정 방법으로 결정될 수 있으며,
    상기 공작 기계는, 사용자에 의한 제어 명령들의 입력을 위한 동작 장치를 포함하고, 사용자 입력들의 디스플레이를 위한 그래픽 디스플레이 장치(6)를 포함하며, 상기 공작 기계 내에 배치된 공작물(2)의 이미지를 포착하여 상기 디스플레이 장치(6) 상에 디스플레이하는 카메라 장치(5)를 포함하고,
    상기 공작 기계는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법이 수행될 수 있도록 구성되는, 공작 기계.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 카메라 장치(5) 및 측정 장치는 상기 공작 기계의 가공 헤드(machining head)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 측정 장치는 측정 프로브(8)인 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치(6)는 터치-감지형 그래픽 디스플레이를 포함하여, 사용자가 상기 그래픽 디스플레이를 터치함으로써 X-Y 디스플레이 좌표(9)를 특정하기 위한 그래픽 입력 객체(20)를 입력할 수 있는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.

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