KR20190070649A

KR20190070649A - Nc프로그램을 이용한 가공 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20190070649A
Application number: KR1020170171376A
Authority: KR
Inventors: 김태곤; 이석우; 김효영
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-06-21
Also published as: KR102046364B1

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 생산 속도에 최적화된 모드, 가공대상의 품질 향상에 최적화된 모드, 및 공구 수명의 관리에 최적화된 모드에 따라 가공이 수행되도록 함으로써, 각각의 공정 목적에 적합한 가공을 수행할 수 있는 가공 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법은, 관리자가 가공 모드를 선택하면, 가공 정보를 입력하는 단계; 가공 정보를 기반으로 NC코드를 생성하는 단계; 수동NC코드를 반영하여 NC코드를 수정하는 단계; 가공 모드, 가공대상의 소재 특성을 포함하는 가공 정보 및 NC코드를 기반으로 공정 객체를 생성하는 단계; 및 공구가 가공대상에 대한 가공을 수행하는 단계;를 포함한다.

Description

NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법 및 이를 이용한 가공 장치 {METHOD FOR OPTIMIZING PROCESSING USING NUMERICAL CONTROL PROGRAM AND PROCESSING DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법 및 이를 이용한 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 생산 속도에 최적화된 모드, 가공대상의 품질 향상에 최적화된 모드, 및 공구 수명의 관리에 최적화된 모드에 따라 가공이 수행되도록 함으로써, 각각의 공정 목적에 적합한 가공을 수행할 수 있는 가공 방법에 관한 것이다.

CNC(Computerized Numerical Control) 장비의 가공 동작을 제어하는 NC (Numerical Control) 프로그램(또는 데이터)의 생성을 위해 현재 통상적으로 이용되고 있는 상용의 CAM(Computer Aided Manufacturing) 시스템으로서는 POWER MILL, CAMTOOL, WorkNC, HyperMILL, Tebis, UG CAM 등, 여러 가지가 있다. 이러한 상용 CAM 시스템들은 각각 고유한 특성과 장점을 가지고 산업현장에서 널리 쓰이고 있다.

그러나 이러한 CAM 시스템은 여러 가지 분야 또는 조건의 가공을 아우르기 위해 일반적이면서도 범용적인 기능을 가지도록 개발되어 있기 때문에, 특정 분야 또는 특정 소재에 대한 적용에 한계를 가지고 있는 실정이다.

특히, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 등의 신소재에 대하여 정밀 가공을 수행하는 경우, 신소재 특유의 물성을 반영하여 가공을 수행해야 하며, 가공 환경에 적합하도록 공구에 대한 제어가 필요할 수 있다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0062186호(발명의 명칭: ＮＣ 공작기계 공구경로 파트 프로그램 수정 시스템)에서는, 가공물을 가공하기 위한 공구경로를 자동화하여 수행하는 하나 이상의 가공블록으로 구성된 공구경로 파트 프로그램을 입력받는 HMI부와, 상기 HMI부(100)에 입력된 상기 파트 프로그램을 가공블록별로 해석하여 각각의 가공블록 정보를 생성하는 NC커널부와, 상기 NC 커널부에 의해 해석된 상기 가공블록 정보를 순차적으로 호출하여 급속이송 명령이 포함된 가공블록이 미리 설정된 기준개수 이상 연속적으로 포함된 연속 급속이송 가공블록 그룹이 존재하는 경우 공구 경로를 감소시키면서도 상기 공구와 상기 가공물간의 충돌이 발생하지 않도록 상기 연속 급속이송 가공블록 그룹을 수정하는 공구 경로 모듈부를 포함하는 NC 공작기계 공구경로 파트 프로그램 수정 시스템이 개시되어 있다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0062186호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가공대상의 물성, 생산 공정 상 특성을 반영함으로써, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)과 같은 고경도 경량 소재에 대한 가공에 적합한 NC프로그램을 생성하여 가공을 수행하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 관리자가 가공 모드를 선택하면, 가공 정보를 입력하는 단계; 상기 가공 정보를 기반으로 NC코드를 생성하는 단계; 상기 수동NC코드를 반영하여 상기 NC코드를 수정하는 단계; 상기 가공 모드, 가공대상의 소재 특성을 포함하는 상기 가공 정보 및 상기 NC코드를 기반으로 공정 객체를 생성하는 단계; 및 공구가 상기 가공대상에 대한 가공을 수행하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 가공 모드는, 상기 가공대상의 생산 속도를 기준으로 설정된 생산속도모드, 상기 가공대상의 품질을 기준으로 설정된 품질모드, 또는 상기 가공부의 공구 수명을 기준으로 설정된 공구수명모드 중 선택되는 어느 하나의 모드일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 센서에 의한 감지 정보를 생성하는 단계; 상기 가공 모드, 상기 가공 정보, 상기 감지 정보, 및 상기 NC코드를 기반으로 상기 공정 객체를 수정한 수정 공정 객체를 생성하는 단계; 상기 수정 공정 객체에 대한 시뮬레이션을 수행하여 상기 가공 데이터를 수정한 수정 가공 데이터를 도출하는 단계; 상기 수정 가공 데이터를 이용하여 수정 제어 신호를 생성하고, 상기 수정 제어 신호를 이용하여 공구가 가공대상에 대한 가공을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 관리자가 관리자 모드를 선택하면, 수동NC코드를 입력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 생산속도모드로 작동하는 상기 공구의 작동 속도는, 상기 품질모드로 작동하는 상기 공구의 작동 속도 및 상기 공구수명모드로 작동하는 상기 공구의 작동 속도 보다 크게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 속도센서에 의해 상기 공구의 이동 속도가 측정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 품질모드로 작동하는 상기 공구의 진동은, 상기 생산속도모드로 작동하는 상기 공구의 진동 및 상기 공구수명모드로 작동하는 상기 공구의 진동 보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 진동센서에 의해 상기 공구의 진동이 측정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 공구수명모드로 작동하는 상기 공구의 가공 부하는, 상기 생산속도모드로 작동하는 상기 공구의 가공 부하 및 상기 품질모드로 작동하는 상기 공구의 가공 부하 보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 전력센서에 의해 상기 공구에 공급되는 전력 변화가 측정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 가공 정보는, 상기 가공대상에 대한 3D 모델링 데이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 가공 정보는, 상기 가공대상에 대한 물성 정보를 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 사전에 설정된 가공 모드를 관리자가 선택하고 입력하도록 조작되고, 입력 신호를 생성하는 입력부; 속도센서, 진동센서 또는 전력센서 중 선택되는 하나 이상의 센서를 구비하는 센서부; 상기 입력부로부터 상기 입력 신호를 전달 받고, 상기 센서부로부터 감지 신호를 전달 받아 NC프로그램을 생성 및 저장하는 NC프로그램 처리부; 상기 NC프로그램 처리부로부터 전달 받은 가공 데이터를 이용하여 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 상기 제어 신호를 전달 받아 가공대상에 대한 가공을 수행하는 가공부;를 포함한다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 생산 속도에 최적화된 모드, 가공대상의 품질 향상에 최적화된 모드, 및 공구 수명의 관리에 최적화된 모드에 따라 가공이 수행되도록 함으로써, 각각의 공정 목적에 적합한 가공을 수행할 수 있다는 것이다.

그리고, 본 발명의 효과는, 공구에 대한 다양한 정보를 반영하여 NC프로그램을 생성함으로써, 가공대상의 소재 특성을 반영하여 가공이 수행되도록 하여, 가공 효율을 향상시킬 수 있다는 것이다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공 데이터 도출에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수정 가공 데이터 도출에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 가공 최적화 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공 데이터 도출에 대한 순서도이다.

단계 S101에서, 사전에 설정된 가공 모드 또는 수동NC코드를 작성할 수 있는 관리자 모드를 선택할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.

여기서, 입력부(200)에서 인터페이스를 제공할 수 있다.

그리고, 가공 모드는 생산속도모드, 품질모드 또는 공구수명모드 중 어느 하나일 수 있다.

단계 S102에서, 관리자가 가공 모드를 선택하면, 단계 S103에서, 가공 정보를 입력할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다. 단계 S102 및 단계 S103은 입력부(200)를 이용하여 수행될 수 있다.

그리고, 단계 S104에서, 관리자는 입력부(200)에 가공 정보를 입력할 수 있다.

여기서, 가공 정보는, 가공대상에 대한 3D 모델링 데이터를 포함할 수 있다. 그리고, 가공정보는, 가공대상에 대한 물성 정보 즉, 가공대상의 소재 특성을 포함할 수 있다.

구체적으로, 가공대상이 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 형성되는 경우, 탄소섬유강화플라스틱의 적층 특성 또는 방향성이 가공 정보에 포함될 수 있다.

그리고, 가공대상이 티타늄 합금인 경우, 가공대상의 열에 의한 상변이에 대한 사항이 가공 정보에 포함될 수 있다.

단계 S105에서, 가공 정보를 기반으로 NC코드를 생성할 수 있다.

이 후, 아직 수동NC코드가 없으므로, 단계 S110가 수행되어, 단계 S110에서, NC코드 생성이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다. NC코드 생성이 완료되었다고 판단되면 단계 S111가 수행되고, NC코드 생성이 완료되지 않았다고 판단되면 단계 S102로 돌아가 관리자는 입력부(200)에서 관리자모드를 선택할 수 있다.

단계 S102에서, 입력부(200)에서 관리자가 관리자 모드를 선택하면, 단계 S106에서, 관리자가 수동NC코드를 생성할 것인지 여부를 선택할 수 있고, 관리자가 수동NC코드 생성을 선택하면, 단계 S107에서, 입력부(200)는 수동NC코드를 입력할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다. 그리고, 관리자가 수동NC코드 생성을 선택하지 않는 것으로 선택하면, 다시 단계 S101로 돌아가 이하 단계를 수행할 수 있다.

단계 S107에서, 관리자가 입력부(200)에 수동NC코드를 입력하면, 단계 S108에서, 수동NC코드 생성 여부를 판단하고, 수동NC코드 생성으로 판단되면, 단계 S109가 수행될 수 있다.

단계 S109에서, NC프로그램 처리부(100)에서 수동NC코드를 반영하여 NC코드를 수정할 수 있다. 여기서, 수동NC코드를 우선 반영하도록 NC코드가 수정될 수 있다.

단계 S110에서, NC코드 생성 완료 여부를 판단하여, NC코드 생성의 완료로 판단되면, 단계 S111이 수행되어 가공 모드, 가공 정보, 감지 정보, 및 NC코드를 기반으로 공정 객체를 생성할 수 있다.

그리고, 단계 S112에서, 공정 객체에 대한 시뮬레이션을 수행하여, 단계 S113에서, 가공 데이터를 도출할 수 있다.

상기된 단계 S102 내지 단계 S113은 NC프로그램 처리부(100)에 의해 판단 또는 수행될 수 있다.

다음으로, NC프로그램 처리부(100)로부터 가공 데이터를 전달 받은 제어부(400)가 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 가공부(500)로 전달할 수 있다.

이 후, 제어 신호를 전달 받은 가공부(500)에 의해 공구가 가공대상에 대한 가공을 수행할 수 있다.

그리고, 가공 모드는, 가공대상의 생산 속도를 기준으로 설정된 생산속도모드, 가공대상의 품질을 기준으로 설정된 품질모드, 또는 가공부(500)의 공구 수명을 기준으로 설정된 공구수명모드 중 선택되는 어느 하나의 모드일 수 있다.

NC프로그램 처리부(100)에는, 생산속도모드에서 작동하는 공구에 대한 정보, 품질모드에서 작동하는 공구에 대한 정보, 공구수명모드에서 작동하는 공구에 대한 정보가 사전에 설정되어 저장될 수 있다. 각각의 모드에 대한 설명은 하기에 상세히 기재하도록 한다.

(입력부(200), 센서부(300), NC프로그램 처리부(100), 제어부(400) 및 가공부(500)를 포함하는 본 발명의 가공 장치에 대해서는 하기에 상세히 설명하기로 한다.)

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수정 가공 데이터 도출에 대한 순서도이다.

본 발명의 가공 장치가 상기된 각각의 단계를 수행하여 초기 작동을 수행한 후, 하기와 같은 단계를 수행하여, 제어 신호를 수정하면서 작동을 수행할 수 있다.

단계 S201에서, 센서에 대한 감지를 수행하여 감지 정보를 생성할 수 있다.

여기서, 센서는 센서부(300)에 포함되는 센서로써, 속도센서, 진동센서 또는 전력센서 중 선택되는 어느 하나의 센서일 수 있다.

그리고, 단계 S202에서, NC프로그램 처리부(100)는 오차가 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.

단계 S202에서 오차 발생으로 판단하면, 단계 S203에서, NC프로그램 처리부(100)에서 가공 모드, 가공 정보, 감지 정보, 및 NC코드를 기반으로 공정 객체를 수정한 수정 공정 객체를 생성할 수 있다.

단계 S204에서, NC프로그램 처리부(100)에서 수정 공정 객체에 대한 시뮬레이션을 수행하여 가공 데이터를 수정한 수정 가공 데이터를 도출할 수 있다.

그리고, 단계 S205에서, NC프로그램 처리부(100)에서 수정 가공 데이터를 전달 받은 제어부(400)가 수정 제어 신호를 생성하고, 수정 제어 신호를 가공부(500)로 전달할 수 있다.

다음으로, 수정 제어 신호를 전달 받은 가공부(500)에 의해 공구가 가공대상에 대한 가공을 수행할 수 있다.

가공의 용이성을 위해 상기된 각각의 단계는 소정의 시간 간격으로 반복적으로 수행될 수 있다.

생산속도모드로 작동하는 공구의 작동 속도는, 품질모드로 작동하는 공구의 작동 속도 및 공구수명모드로 작동하는 공구의 작동 속도 보다 크게 형성될 수 있다.

생산속도모드는, 가공대상에 대한 가공 속도를 증가시켜 생산성을 향상시키도록 본 발명의 가공 장치가 작동하는 모드일 수 있다.

생산속도모드로 작동하는 공구의 가공 속도는, 공구가 회전 운동을 수행하는 경우 공구의 회전 속도를 의미하고, 공구가 직선 왕복 운동을 수행하는 경우 공구의 왕복 속도를 의미할 수 있다.

생산속도모드로 작동하는 공구의 작동 속도 중 최대 속도인 최대 작동 속도는, 가공대상에 대한 가공을 수행하면서 가공대상의 형상을 따라 이동하는 공구가 최대의 속도로 이동하는 경우에 가공대상을 손상시키지 않고 공구가 작동할 수 있는 최대의 작동 속도일 수 있다.

여기서, 공구의 최대 작동 속도는 가공대상의 물성에 따라 달라지므로, 최대 작동 속도는 실험적으로 도출되며, 이에 대한 데이터는 NC프로그램 처리부(100)에 저장될 수 있다.

생산속도모드로 작동하는 공구의 작동 속도는, 최대 작동 속도에 대해 80% 내지 100% 비율의 속도로 형성될 수 있다. 그리고, 이에 대응하여, 가공대상의 형상을 따라 이동하는 공구의 이동 속도도 NC프로그램 처리부(100)에 의해 연산되어 결정될 수 있다.

품질모드로 작동하는 공구의 작동 속도는, 최대 작동 속도에 대해 60% 이상 80% 미만인 비율의 속도로 형성될 수 있다. 또한, 공구수명모드로 작동하는 공구의 작동 속도는, 최대 작동 속도에 대해 40% 이상 60% 미만인 비율의 속도로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는, 각각의 모드에서 공구의 작동 속도가 상기와 같이 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 가공대상의 생산 환경에 따라 각각의 모드에서 공구의 작동 속도 범위는 변경될 수 있다.

여기서, 속도센서는, 공구의 이동 속도를 측정할 수 있다.

본 발명의 가공 장치는 초기 작동에서 가공 모드, 가공 정보, NC코드 기반으로 생성된 공정 객체를 기준으로 가공 데이터가 도출되어 가공이 수행되는데, 여기서, 가공 데이터에 의한 공구의 이동 속도와 속도센서에서 측정된 공구의 이동 속도가 상이할 수 있다.

이와 같은 경우, 센서부(300)는 공구의 이동 속도에 대한 오차를 이용하여 감지 정보를 생성하고, 감지 정보를 NC프로그램 처리부(100)에 전달하여, 관리자가 입력부(200)에 입력한 허용 오차 범위 내에서 공구의 이동 속도가 형성되고, 이에 대응하여 공구의 작동 속도가 변경되도록 수정 가공 데이터가 생성될 수 있다.

품질모드로 작동하는 공구의 진동은, 생산속도모드로 작동하는 공구의 진동 및 공구수명모드로 작동하는 공구의 진동 보다 작게 형성될 수 있다.

품질모드는, 가공대상에 대한 진동 크기를 감소시켜 품질을 향상시키도록 본 발명의 가공 장치가 작동하는 모드일 수 있다.

품질모드로 작동하는 공구에 의한 가공대상의 진동 중 최대 크기의 진동인 최대 진동은, 공구가 가공대상에 대한 가공을 수행하는 경우 가공대상을 손상시키지 않고 가공대상에 발생하는 최대 크기의 진동일 수 있다.

여기서, 가공대상의 최대 진동은 가공대상의 물성에 따라 달라지므로, 최대 진동은 실험적으로 도출되며, 이에 대한 데이터는 NC프로그램 처리부(100)에 저장될 수 있다.

품질모드에서 가공대상의 진동 크기는, 최대 진동에 대해 40% 내지 60% 비율의 크기로 형성될 수 있다.

그리고, 공구수명모드로 작동하는 경우 가공대상의 진동 크기는, 최대 진동에 대해 60% 초과 80% 이하인 비율의 크기로 형성될 수 있다. 또한, 생산속도모드로 작동하는 경우 가공대상의 진동 크기는, 최대 진동에 대해 80% 초과 100% 이하인 비율의 크기로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는, 각각의 모드에서 가공대상의 진동 크기가 상기와 같이 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 가공대상의 생산 환경에 따라 각각의 모드에서 가공대상의 진동 크기 범위는 변경될 수 있다.

여기서, 진동센서는, 공구의 진동을 측정할 수 있다.

본 발명의 가공 장치는 초기 작동에서 가공 모드, 가공 정보, NC코드 기반으로 생성된 공정 객체를 기준으로 가공 데이터가 도출되어 가공이 수행되는데, 여기서, 가공 데이터에 의한 가공대상의 진동 크기와 진동센서에서 측정된 가공대상의 진동 크기가 상이할 수 있다.

이와 같은 경우, 센서부(300)는 가공대상의 진동 크기에 대한 오차를 이용하여 감지 정보를 생성하고, 감지 정보를 NC프로그램 처리부(100)에 전달하여, 관리자가 입력부(200)에 입력한 허용 오차 범위 내에서 가공대상의 진동 크기가 형성되고, 이에 대응하여 공구의 작동 속도를 제어하여 가공대상의 진동 크기가 변경되도록 수정 가공 데이터가 생성될 수 있다.

공구수명모드로 작동하는 공구의 가공 부하는, 생산속도모드로 작동하는 공구의 가공 부하 및 품질모드로 작동하는 공구의 가공 부하 보다 작게 형성될 수 있다.

공구수명모드는, 공구의 가공 부하를 감소시켜 공구의 수명이 연장되도록 본 발명의 가공 장치가 작동하는 모드일 수 있다.

공구수명모드로 작동하는 공구의 가공 부하 중 최대 크기의 가공 부하인 최대 가공 부하는, 공구가 가공대상에 대한 가공을 수행하는 경우 가공대상을 손상시키지 않고 공구에 발생하는 최대 크기의 가공 부하일 수 있다.

가공 부하는 공구에 공급되는 전력일 수 있다.

여기서, 공구의 최대 가공 부하는 가공대상의 물성에 따라 달라지므로, 최대 가공 부하는 실험적으로 도출되며, 이에 대한 데이터는 NC프로그램 처리부(100)에 저장될 수 있다.

공구수명모드에서 공구의 가공 부하 크기는, 최대 가공 부하에 대해 40% 내지 60% 비율의 크기로 형성될 수 있다.

그리고, 품질모드로 작동하는 경우 공구의 가공 부하 크기는, 최대 가공 부하에 대해 60% 초과 80% 이하인 비율의 크기로 형성될 수 있다. 또한, 생산속도모드로 작동하는 경우 공구의 가공 부하 크기는, 최대 가공 부하에 대해 80% 초과 100% 이하인 비율의 크기로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는, 각각의 모드에서 공구의 가공 부하 크기가 상기와 같이 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 가공대상의 생산 환경에 따라 각각의 모드에서 공구의 가공 부하 크기 범위는 변경될 수 있다.

여기서, 전력센서는, 공구에 공급되는 전력 변화를 측정할 수 있다.

본 발명의 가공 장치는 초기 작동에서 가공 모드, 가공 정보, NC코드 기반으로 생성된 공정 객체를 기준으로 가공 데이터가 도출되어 가공이 수행되는데, 여기서, 가공 데이터에 의한 공구의 가공 부하 크기와 전력센서에서 측정된 가공 부하 크기가 상이할 수 있다.

이와 같은 경우, 센서부(300)는 공구의 가공 부하 크기에 대한 오차를 이용하여 감지 정보를 생성하고, 감지 정보를 NC프로그램 처리부(100)에 전달하여, 관리자가 입력부(200)에 입력한 허용 오차 범위 내에서 공구의 가공 부하 크기가 형성되고, 이에 대응하여 공구의 전력을 제어하여 공구의 가공 부하 크기가 변경되도록 수정 가공 데이터가 생성될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 가공 장치는, 사전에 설정된 가공 모드를 관리자가 선택하고 입력하도록 조작되고, 입력 신호를 생성하는 입력부(200); 속도센서, 진동센서 또는 전력센서 중 선택되는 하나 이상의 센서를 구비하는 센서부(300); 입력부(200)로부터 입력 신호를 전달 받고, 센서부(300)로부터 감지 신호를 전달 받아 NC프로그램을 생성 및 저장하는 NC프로그램 처리부(100); NC프로그램 처리부(100)로부터 전달 받은 가공 데이터를 이용하여 제어 신호를 생성하는 제어부(400); 및 제어부(400)로부터 제어 신호를 전달 받아 가공대상에 대한 가공을 수행하는 가공부(500);를 포함할 수 있다.

NC프로그램 처리부(100)에는, 생산속도모드에서 작동하는 공구에 대한 정보, 품질모드에서 작동하는 공구에 대한 정보, 공구수명모드에서 작동하는 공구에 대한 정보가 사전에 설정되어 저장될 수 있다.

입력부(200)는, 관리자가 어느 하나의 가공 모드 또는 관리자 모드를 선택할 수 있도록 인터페이스를 제공할 수 있다. 그리고, 가공 모드를 선택한 후에는, 가공 정보를 입력할 수 있는 인터페이스를 관리자에 제공할 수 있다.

공구가 수행하는 가공은 드릴링, 절삭, 연마 등 기계적 가공을 모두 포함하여, 이에 따라, 공구는 회전 운동 또는 직선 왕복 운동을 수행할 수 있다.

본 발명의 가공 장치를 포함하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 제품 생산 시스템을 구축할 수 있다.

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 제품에 대해 가공 공정을 수행하는 경우, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 특유의 물성을 반영하여 가공을 수행하는 것이 유리하며, 본 발명이 가공 장치를 이용하면, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 물성을 반영하고 실시간으로 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 제품에 대한 가공 상태를 판단 분석하여 각각의 모드에 적합한 가공을 수행할 수 있다.

본 발명의 가공 장치를 포함하는 가공용 로봇을 제조할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : NC프로그램 처리부
200 : 입력부
300 : 센서부
400 : 제어부
500 : 가공부

Claims

관리자가 가공 모드를 선택하면, 가공 정보를 입력하는 단계;
상기 가공 정보를 기반으로 NC코드를 생성하는 단계;
수동NC코드를 반영하여 상기 NC코드를 수정하는 단계;
상기 가공 모드, 가공대상의 소재 특성을 포함하는 상기 가공 정보 및 상기 NC코드를 기반으로 공정 객체를 생성하는 단계; 및
공구가 상기 가공대상에 대한 가공을 수행하는 단계;를 포함하는 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가공 모드는, 상기 가공대상의 생산 속도를 기준으로 설정된 생산속도모드, 상기 가공대상의 품질을 기준으로 설정된 품질모드, 또는 가공부의 공구 수명을 기준으로 설정된 공구수명모드 중 선택되는 어느 하나의 모드인 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
센서에 의한 감지 정보를 생성하는 단계;
상기 가공 모드, 상기 가공 정보, 상기 감지 정보, 및 상기 NC코드를 기반으로 상기 공정 객체를 수정한 수정 공정 객체를 생성하는 단계;
상기 수정 공정 객체에 대한 시뮬레이션을 수행하여 상기 가공 데이터를 수정한 수정 가공 데이터를 도출하는 단계; 및
상기 수정 가공 데이터를 이용하여 수정 제어 신호를 생성하고, 상기 수정 제어 신호를 이용하여 공구가 가공대상에 대한 가공을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
관리자가 관리자 모드를 선택하면, 수동NC코드를 입력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
생산속도모드로 작동하는 상기 공구의 작동 속도는, 품질모드로 작동하는 상기 공구의 작동 속도 및 공구수명모드로 작동하는 상기 공구의 작동 속도 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 4에 있어서,
속도센서에 의해 상기 공구의 이동 속도가 측정되는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
품질모드로 작동하는 상기 공구의 진동은, 생산속도모드로 작동하는 상기 공구의 진동 및 공구수명모드로 작동하는 상기 공구의 진동 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 7에 있어서,
진동센서에 의해 상기 공구의 진동이 측정되는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
공구수명모드로 작동하는 상기 공구의 가공 부하는, 생산속도모드로 작동하는 상기 공구의 가공 부하 및 품질모드로 작동하는 상기 공구의 가공 부하 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 9에 있어서,
전력센서에 의해 상기 공구에 공급되는 전력 변화가 측정되는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가공 정보는, 상기 가공대상에 대한 3D 모델링 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가공 정보는, 상기 가공대상에 대한 물성 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법.
사전에 설정된 가공 모드를 관리자가 선택하고 입력하도록 조작되고, 입력 신호를 생성하는 입력부;
하나 이상의 센서를 구비하는 센서부;
상기 입력부로부터 상기 입력 신호를 전달 받고, 상기 센서부로부터 감지 신호를 전달 받아 NC프로그램을 생성 및 저장하는 NC프로그램 처리부;
상기 NC프로그램 처리부로부터 전달 받은 가공 데이터를 이용하여 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
상기 제어부로부터 상기 제어 신호를 전달 받아 가공대상에 대한 가공을 수행하는 가공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법을 이용한 가공 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 가공 모드는, 상기 가공대상의 생산 속도를 기준으로 설정된 생산속도모드, 상기 가공대상의 품질을 기준으로 설정된 품질모드, 또는 상기 가공부의 공구 수명을 기준으로 설정된 공구수명모드 중 선택되는 어느 하나의 모드인 것을 특징으로 하는 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법을 이용한 가공 장치.
청구항 13에 의한 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법을 이용한 가공 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 제품 생산 시스템.
청구항 13에 의한 NC프로그램을 이용한 가공 최적화 방법을 이용한 가공 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공용 로봇.