KR20230064305A - 스마트 제어 기반 atc 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 이를 이용한 보정 방법 - Google Patents

스마트 제어 기반 atc 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 이를 이용한 보정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공구의 정보를 모니터링하고, 모니터링된 공구의 정보에 따라 작업 오차를 최소화하기 위한 공구 정보 모니터링 및 보정에 관한 기술로, 더욱 상세하게는 ATC에 보관되는 공구의 상태를 공구장착 전 단계인 사전에 미리 모니터링하여 공구의 수명을 예측하고, 공구의 손상이나 마모 정도에 따라 발생될 수 있는 작업 오차를 보정하고 이를 가공머신에 전달하여 작업 정밀도를 향상시킨 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 이를 이용한 보정 방법에 관한 것이다.

Description

스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 이를 이용한 보정 방법{Smart Control Based Automatic Tool Changer Tool Information Monitoring and Calibration Devices and Calibration Method of the Same}
본 발명은 공구의 정보를 모니터링하고, 모니터링된 공구의 정보에 따라 작업 오차를 최소화하기 위한 공구 정보 모니터링 및 보정에 관한 기술로, 더욱 상세하게는 ATC(자동 공구 교환 장치)에 보관되는 공구의 상태를 공구장착 전 단계인 사전에 미리 모니터링하여 공구의 수명을 예측하고, 공구의 손상이나 마모 정도에 따라 발생될 수 있는 작업 오차를 보정하고 이를 가공머신에 전달하여 작업 정밀도를 향상시킨 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 이를 이용한 보정 방법에 관한 것이다.
4차 산업혁명으로 제조업의 스마트화가 점점 중요해지고 있다. 공장 내 각 설비의 정보를 수집하여, 미리 수명을 예측하고 보전할 수 있다. 즉, 사전 예지 보전을 통해 경제적 비용을 절감 할 수 있다.
설비 관리는 생산성을 높이고 기회 손실을 감소시켜, 수익성 향상을 위하여 기업 방침에 따라 장치에 대한 설비계획, 유지, 개선을 실시함으로써 설비의 기능을 최대한으로 활용하려는 제반의 활동이다. 즉, 최초에 설비 또는 플랜트(plant)가 탄생하여 없어질 때까지 전 과정을 항상 완전한 상태로 유지하며 생산 능률과 품질을 향상시키고 정비 비용을 경감하는 활동이 설비 관리로 지칭될 수 있다.
현대의 설비(장치 또는 시스템)에 기계화, 자동화가 적용되고, 기업의 경영에 있어서도 설비의 비중이 점점 더 커져가고 있어 제품의 품질, 비용(cost), 생산량 등이 설비의 신예도, 신뢰도에 좌우되는 경우가 더욱 빈번해지고 있다.
종래에는 공구의 수명을 예측하기 위해 공구의 사용 횟수 및 사용 시간을 이용하여 공구의 수명을 예측하고, 이를 통해 공구가 손상되기 전에 보수 또는 교체 작업을 수행함에 따라 공구가 변형 또는 손상된 상태에서 교체함에 따른 비용이나 시간을 절감했다.
그러나 작업 대상의 재질이나, 공구의 작업 속도 즉 가공 조건에 따라 공구의 변형이나 마모도가 달라질 수 있기 때문에 종래의 수명 예측 방법으로 공구의 수명이 완료된 경우라 하더라도, 마모도가 낮아 공구를 더 사용해도 되는 경우 및 공구의 수명이 완료되기 전에 마모도가 심해 손상이나 변형이 발생되는 경우가 발생되는 문제가 있었다.
또한, 실제 작업 현장에서는, 사용자 마다 정해진 장비를 단독 운용하는 경우가 드물고, 주기적인 작업자 교체투입 및 다양한 장비들이 유기적으로 운용되는 경우가 대부분이다. 이때 장비 내부에 장착되어 있는 공구의 종류, 상태 및 세팅값은 작업자들 사이에 구두로 피드백 되거나 임의 장부에 기입하여 피드백 하는 실정이다.
상술된 공구의 종류, 상태 및 세팅값이 제대로 전달되지 않을 경우 작업자가 장비를 사용하기 전에 직접 체크해야하기 때문에 불필요한 작업 시간이 소요되고, 공정상의 정밀도 저하 및 불량률이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 공구의 지름이나 길이와 같은 상태정보와 공구나 날의 모양 등과 같은 형상 정보를 모니터링하여 공구의 수명을 예측할 수 있는 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
특히 공구가 ATC에 보관된 상태에서 공구의 상태를 모니터링하도록 하여 공구의 마모가 심하거나 손상이 발생된 경우 공작기계에 장착되기 전에 보수 또는 교체 가능하도록 한 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 공구를 공작기계에 장착하기 전에 ATC에 보관 중인 공구의 마모 또는 변형 상태에 따라 작업 오차를 보정할 수 있는 가공 파라미터를 공작기계에 사전에 피드백 하여 작업 오차를 최소화하고, 작업 준비 시간을 줄인 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치는, 척에 장착된 공구의 상태 정보인 공구의 길이 또는 지름을 측정하는 변위센서; 공구의 종류에 따른 공구의 초기 상태 정보인 공구의 초기 길이 또는 초기 지름 정보가 저장되며, 상기 변위센서를 통해 감지된 공구의 길이 또는 지름 정보가 저장되는 데이터베이스; 상기 공구의 길이 또는 지름 정보를 통해 산출된 공구의 마모 정도에 따라 공구의 장착 위치 또는 공작기계의 가공 오차를 보정하는 보정부; 상기 마모 정도가 일정 수치를 초과하는 경우 상기 공구가 교체될 수 있도록 작업자에게 알람하는 알람부; 및 상기 변위센서에서 전송되는 공구의 상태 정보를 취득하고, 상기 상태 정보를 상기 데이터베이스에 저장시키며, 상기 데이터베이스에 저장된 초기 공구의 상태 정보와 상기 변위센서로부터 전달된 공구의 상태 정보를 비교하여 보정값을 산출하고, 산출된 보정값이 일정 수치 이하인 경우 상기 보정부에 전달하고, 일정 수치를 초과한 경우 공구 교체 정보를 상기 알람부에 전달하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 모니터링 및 보정 장치는, 상기 공구의 형상 정보인 공구의 종류 또는 외형 이미지를 획득하는 비전센서를 더 포함하고, 상기 데이터베이스에는, 상기 비전센서를 통해 획득한 이미지 정보가 저장되고, 상기 제어부는, 상기 비전센서에서 전송되는 공구의 형상 정보를 취득하고, 상기 형상 정보를 상기 데이터베이스에 저장하며, 초기 공구의 형상 정보와 상기 비전센서로부터 전달된 공구의 형상 정보를 비교하여 변형값을 산출하고, 산출된 변형값이 일정 수치 이상인 경우 교체 정보를 상기 알람부에 전달한다.
또한, 상기 모니터링 및 보정 장치는, 다양한 공구들이 보관되는 자동 공구 교환 장치(ATC)에 구비되어 상기 자동 공구 교환 장치에 보관 중인 복수의 공구 중 어느 하나의 공구를 모니터링 및 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 변위센서로부터 전달된 상기 공구의 길이 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 상기 공구의 초기 길이 정보를 비교하여 그 차이만큼 보정값을 산출하고, 상기 보정값만큼 상기 공구가 상기 척에서 돌출되어 장착되도록 상기 보정부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제어부는, 상기 데이터베이스에 저장된 척에 장착되는 상기 공구의 초기 장착 깊이와 상기 보정값을 비교하여 그 차이가 일정 값 미만인 경우 공구 교체 정보를 상기 알람부에 전달한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법은, 데이터베이스에 공구의 종류에 따른 공구의 초기 지름, 초기 길이, 초기 형상 및 척에 장착되는 초기 장착 깊이 정보가 저장되는 단계; 비전센서를 이용하여 공구의 종류 및 공구의 형상 이미지를 획득하고, 획득 정보를 제어부에 전달하는 단계; 상기 제어부를 통해 상기 이미지 정보에 따른 공구의 종류를 파악하고, 공구의 종류에 따른 공구의 초기 형상 정보를 상기 데이터베이스로부터 전달 받는 단계; 상기 제어부를 통해 상기 공구의 초기 형상 정보와 상기 이미지 정보를 통해 획득한 공구의 형상 정보를 비교하는 단계; 상기 공구의 형상 정보 비교를 통해 공구의 형상이 일정 값을 초과하여 변형된 경우 알람부를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내고, 일정 값 이하로 변형된 경우 데이터베이스를 통해 공구의 형상 정보를 업데이트 하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 모니터링 및 보정 방법은, 상기 변위센서(120)를 통해 공구의 직경(d)과 제1 길이(h1)를 측정하고, 측정 정보를 제어부(110)에 전달하는 단계; 상기 제어부(110)를 통해 공구의 종류에 따른 공구의 초기 직경과 초기 제1 길이를 데이터베이스(140)로부터 전달 받고, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 상기 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이를 비교하는 단계; 상기 공구의 직경 및 제1 길이 비교를 통해 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값 이하로 변형된 경우 데이터베이스(140)를 통해 공구의 상태 정보를 업데이트하며, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이의 차이만큼 보정값을 산출하는 단계; 상기 보정값이 공작기계에 반영될 수 있도록 상기 공작기계에 가공오차 보정값을 제공하는 단계; 및 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값을 초과하여 변형된 경우 상기 보정값을 산출하는 단계 및 보정값을 제공하는 단계를 수행하지 않고, 알람부(160)를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내는 단계를 포함한다.
다른 실시 예로, 상기 모니터링 및 보정 방법은, 상기 변위센서(120)를 통해 공구의 직경(d)과 제1 길이(h1)를 측정하고, 측정 정보를 제어부(110)에 전달하는 단계; 상기 제어부(110)를 통해 공구의 종류에 따른 공구의 초기 직경과 초기 제1 길이를 데이터베이스(140)로부터 전달 받고, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 상기 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이를 비교하는 단계; 상기 공구의 직경 및 제1 길이 비교를 통해 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값 이하로 변형된 경우 데이터베이스(140)를 통해 공구의 상태 정보를 업데이트하며, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이의 차이만큼 보정값을 산출하는 단계; 제어부를 통해 상기 보정값만큼 공구의 장착 위치를 보정하도록 보정부를 제어하는 단계; 및 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값을 초과하여 변형된 경우 상기 보정값을 산출하는 단계 및 상기 보정부를 제어하는 단계를 수행하지 않고, 알람부(160)를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내는 단계를 포함한다.
아울러, 상기 모니터링 및 보정 방법은, 제어부를 통해 상기 데이터베이스에 저장된 척에 장착되는 공구의 장착 깊이 정보와 상기 보정값을 비교하여 그 차이가 일정 값 미만인 경우 알람부를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내는 단계를 더 포함한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치 및 방법은, 공구의 가공 조건에 따라 바뀔 수 있는 공구의 수명을 보다 정확하게 예측할 수 있는 효과가 있다.
또한, 공작기계에 장착되기 전 ATC에 대기 보관 상태에 있는 공구를 사전 모니터링하여 공구의 보수 또는 교체작업을 수행하기 때문에 공구의 보수 및 교체에 따른 작업 지연을 최소화한 효과가 있다.
또한, 공구의 마모나 변형 상태를 모니터링하고 이에 따른 가공 파라미터(보정값)를 공구 장착 전 공작기계에 사전에 제공함에 따라 공작기계의 가공 정밀도를 향상시키고, 공구 모니터링에 따른 작업시간 지연을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 작업대기 중인 공구의 종류, 상태 및 세팅이 ATC에 보관 중인 상태에서 자동으로 체크 및 데이터베이스화되기 때문에 작업자 교체 시에도 빠른 인지가 가능하여 작업 시간 감소 및 공정 정밀도 향상에 따른 불량률이 낮아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치의 블록도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치가 적용되는 ATC의 평면도
도 3은 공구가 장착된 척이 보관되는 ATC의 부분 확대 정면도
도 4는 공구가 장착된 척의 사시도
도 5는 공구가 장착된 척의 개략도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법의 순서도
도 7은 비전센서를 이용해 공구를 모니터링 과정을 나타낸 사시도
도 8은 변위센서를 이용해 공구를 모니터링 과정을 나타낸 사시도
도 9는 공구의 마도에 따른 장착위치 보정을 나타낸 개략도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치(100)(이하 '모니터링 장치')의 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 모니터링 장치(100)는, 척에 장착된 공구의 길이나 지름과 같이 공구의 상태 정보를 모니터링하기 위한 변위센서(120)와, 척에 장착된 공구의 외형 이미지를 통해 공구의 마모 정도와 같은 형상 정보를 모니터링하기 위한 비전센서(130)와, 변위센서(120) 및 비전센서(130)를 통해 감지된 공구의 길이, 지름, 마모 상태 정보가 저장되는 데이터베이스(DB, 140)와, 공구의 마모 상태에 따라 공구의 장착 위치를 보정 또는 가공 프로그램의 가공 정보를 보정하는 보정부(150)와, 보정을 통해 정상 작동이 불가능한 경우 교체될 수 있도록 알람하는 알람부(160)를 포함하여 구성된다. 또한, 변위센서(120)와 비전센서(130)에서 전송되는 공구 정보를 취득하고, 데이터베이스(140)에 저장하며, 초기 공구 정보와 취득 정보를 비교하여 보정 정보를 산출하고, 보정 정보를 보정부(150)에 전달하고, 교체 정보를 알람부(160)에 전달하는 제어부(110)를 포함한다.
상기와 같은 구성을 갖는 모니터링 장치(100)는, 다양한 공구들이 보관되는 ATC에 구비되어 대기 중인 공구들을 모니터링하고 보정 작업 또는 교체 알람을 수행함으로써 공구의 보수 및 교체에 따른 작업 지연을 최소화함에 그 특징이 있다.
이하 상기와 같은 모니터링 장치(100)가 적용되는 ATC 에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치가 적용되는 ATC(300)의 평면도가 도시되어 있고, 도 3에는, 공구(900)가 장착된 척(200)이 보관되는 ATC(300)의 부분 확대 정면도가 도시되어 있다.
ATC는 automatic tool changer의 약자로 자동 공구 교환 장치를 말하며, 복합 공작 기계의 경우 1대가 구멍을 뚫고, 나사를 깎고, 파고, 면을 절삭하는 등 각종 공작 기능을 갖고 있는데 이를 위한 공구를 필요에 따라 자동적으로 교환하는 장치를 말한다. 따라서 ATC는 다수의 ATC 장착부에 다양한 공구를 보관하며, 필요 시 특정 코드 입력을 통해 해당 공구를 로딩 하여 사용한다.
도시된 바와 같이 ATC(300)는 원판형으로 이루어진 몸체(310)와, 몸체(310)의 외주연에서 반경방향 외측으로 연장 형성된 링형으로 이루어진 장착부(320)와, 장착부(320)의 원주 방향을 따라 방사상으로 배치되는 복수 개의 장착홀(325)을 포함한다. 복수 개의 장착홀(325)에는 공구가 고정된 척(200)이 장착될 수 있고, 복수 개의 장착홀(325) 중 어느 하나에 척(200)을 로딩 또는 언로딩 할 수 있는 로딩 장치가 구비되어 몸체(310)의 회전을 통해 로딩 장치가 다수의 척(200) 중 어느 하나를 선택하여 로딩하거나, 로딩 된 척(200)을 다수의 장착홀(325) 중 비어있는 어느 하나에 언로딩 하도록 구성된다.
이때 본 발명의 모니터링 장치(100)는, 복수 개의 장착홀(325) 중 어느 하나에 근접 배치되어 근접된 장착홀(325)에 보관되는 척(200)에 고정된 공구(900)를 변위센서(120)와 비전센서(130)를 통해 모니터링하고, 상태 정보를 데이터베이스화 및 피드백 하도록 구성된다.
따라서 본 발명의 모니터링 장치(100)는 임의의 불특정 다수가 공구 사용 시 별도의 공정 없이 즉시 공구의 사용이 가능하도록 현재의 공구 상태, 공구 형태 및 공구의 세팅값을 작업 전에 모니터링 및 피드백 함에 그 목적이 있다.
도 4에는 공구(900)가 장착된 척(200)의 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는, 공구(900)가 장착된 척(200)의 개략도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 공구(900)는 공작 기계에 바로 장착되어 사용될 수 있도록 척(200)에 고정되어 ATC(300)에 보관될 수 있다. 이때 공구(900)는 변위센서(120)를 통해 공구(900)의 지름(d), 척의 단부에서 공구의 단부까지의 제1 길이(h1)를 모니터링하게 된다. 또한, 제어부(110)를 사전 입력된 정보를 통해 척의 단부에서 내측으로 장착되는 깊이인 제2 길이(h2) 정보를 전달받는다.
이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시 예에 따른 모니터링 장치(100)를 이용한 모니터링 및 보정 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법의 순서도가 도시되어 있고, 도 7에는, 변위센서(120)를 이용해 공구(900)를 모니터링하는 과정을 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는, 비전센서(130)를 이용해 공구(900)를 모니터링하는 과정을 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
우선 데이터베이스(140)에 공구의 종류에 따른 공구의 초기 지름, 초기 길이, 초기 형상 및 척에 장착되는 초기 장착 깊이 정보가 저장되는 제1 단계(S10)를 수행한다.
다음으로 도 7에 도시된 바와 같이 비전센서(120)를 이용하여 공구의 종류 및 공구의 상태를 측정하기 위해 공구의 이미지 정보를 획득하고, 측정 정보를 제어부(110)에 전달하는 제2-1 단계(S21)를 수행한다.
다음으로 제어부(110)는 상기 이미지 정보를 통해 공구의 종류를 파악하고, 공구의 종류에 따른 공구의 초기 형상 정보를 데이터베이스(140)로부터 전달 받고, 상기 공구의 초기 형상 정보와 상기 이미지 정보를 통해 획득한 공구의 형상 정보를 비교하는 제2-2 단계(S22)를 수행한다.
다음으로 제어부(110)는 상기 비교를 통해 공구의 형상이 일정 값 미만으로 변형된 경우 데이터베이스(140)를 통해 공구의 형상 정보를 업데이트하며, 일정 값 이상으로 변형 된 경우 제어부(110)는 알람부(160)를 통해 교체 알람 신호를 보내는 제2-3 단계(S23)를 수행한다.
다음으로 도 8에 도시된 바와 같이 변위센서(120)를 이용하여 공구의 직경(d)과 제1 길이(h1)를 측정하고, 측정 정보를 제어부(110)에 전달하는 제3-1 단계(S31)를 수행한다.
다음으로 제어부(110)는, 공구의 종류에 따른 공구의 초기 직경과 초기 제1 길이를 데이터베이스(140)로부터 전달 받고, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 상기 변위센서(120)를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이를 비교하는 제3-2 단계(S32)를 수행한다.
다음으로 제어부(110)는 상기 비교를 통해 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값 미만으로 변형된 경우 데이터베이스(140)를 통해 공구의 상태 정보를 업데이트하며, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와의 차이만큼 보정값을 산출하는 제3-3 단계(S33)를 수행한다.
다음으로, 제어부(110)는 상기 보정값이 작업 공구에 반영될 수 있도록 작업 공구에 파라미터 보정값을 제공하는 제3-4단계(S34)를 수행한다. 일예로 초기 제1 길이(h11)가 100mm 이고, 측정 제1 길이(h12)가 98mm 인 경우 그 차이인 2mm 만큼 더 깊게 작업을 수행하도록 구성된다.
다른 실시 예로, 제어부(110)는 상기 보정값만큼 공구(900)의 장착 위치를 보정하도록 보정부(150)를 제어하는 제3-4a단계(S34a)를 수행한다. 일예로 초기 제1 길이(h1)가 100mm 이고, 측정 제1 길이(h1)가 98mm 인 경우 그 차이인 2mm 만큼 공구(900)가 외측으로 돌출 장착되도록 구성된다.(도 9 참조)
이때, 제2 길이(h2)와 보정 길이의 차이가 일정 값 미만으로 줄어들 경우 공구(900)가 척(200)에 고정이 불가할 수 있으므로, 보정 작업을 수행하지 않고, 제어부(110)는 알람부(160)를 통해 교체 알람 신호를 보내는 제3-6단계(S36)를 수행한다. 또한, 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값 이상으로 변형된 경우에도 보정 작업을 수행하지 않고, 알람부(160)를 통해 교체 알람 신호를 보내도록 구성된다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100 : 모니터링 및 보정 장치
110 : 제어부
120 : 변위센서
130 : 비전센서
140 : 데이터베이스
150 : 보정부
160 : 알람부
200 : 척
300 : ATC
310 : 몸체
320 : 장착부
325 : 장착홀
900 : 공구

Claims (9)

  1. 척에 장착된 공구의 상태 정보인 공구의 길이 또는 지름을 측정하는 변위센서;
    공구의 종류에 따른 공구의 초기 상태 정보인 공구의 초기 길이 또는 초기 지름 정보가 저장되며, 상기 변위센서를 통해 감지된 공구의 길이 또는 지름 정보가 저장되는 데이터베이스;
    상기 공구의 길이 또는 지름 정보를 통해 산출된 공구의 마모 정도에 따라 공구의 장착 위치 또는 공작기계의 가공 오차를 보정하는 보정부;
    상기 마모 정도가 일정 수치를 초과하는 경우 상기 공구가 교체될 수 있도록 작업자에게 알람하는 알람부; 및
    상기 변위센서에서 전송되는 공구의 상태 정보를 취득하고, 상기 상태 정보를 상기 데이터베이스에 저장시키며, 상기 데이터베이스에 저장된 초기 공구의 상태 정보와 상기 변위센서로부터 전달된 공구의 상태 정보를 비교하여 보정값을 산출하고, 산출된 보정값이 일정 수치 이하인 경우 상기 보정부에 전달하고, 일정 수치를 초과한 경우 공구 교체 정보를 상기 알람부에 전달하는 제어부;
    를 포함하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모니터링 및 보정 장치는,
    상기 공구의 형상 정보인 공구의 종류 또는 외형 이미지를 획득하는 비전센서를 더 포함하고,
    상기 데이터베이스에는, 상기 비전센서를 통해 획득한 이미지 정보가 저장되고,
    상기 제어부는,
    상기 비전센서에서 전송되는 공구의 형상 정보를 취득하고, 상기 형상 정보를 상기 데이터베이스에 저장하며, 초기 공구의 형상 정보와 상기 비전센서로부터 전달된 공구의 형상 정보를 비교하여 변형값을 산출하고, 산출된 변형값이 일정 수치 이상인 경우 교체 정보를 상기 알람부에 전달하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 모니터링 및 보정 장치는,
    다양한 공구들이 보관되는 자동 공구 교환 장치(ATC)에 구비되어 상기 자동 공구 교환 장치에 보관 중인 복수의 공구 중 어느 하나의 공구를 모니터링 및 보정하는 것을 특징으로 하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 변위센서로부터 전달된 상기 공구의 길이 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 상기 공구의 초기 길이 정보를 비교하여 그 차이만큼 보정값을 산출하고, 상기 보정값만큼 상기 공구가 상기 척에서 돌출되어 장착되도록 상기 보정부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 데이터베이스에 저장된 척에 장착되는 상기 공구의 초기 장착 깊이와 상기 보정값을 비교하여 그 차이가 일정 값 미만인 경우 공구 교체 정보를 상기 알람부에 전달하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치.
  6. 제 2항의 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법에 있어서,
    데이터베이스에 공구의 종류에 따른 공구의 초기 지름, 초기 길이, 초기 형상 및 척에 장착되는 초기 장착 깊이 정보가 저장되는 단계;
    비전센서를 이용하여 공구의 종류 및 공구의 형상 이미지를 획득하고, 획득 정보를 제어부에 전달하는 단계;
    상기 제어부를 통해 상기 이미지 정보에 따른 공구의 종류를 파악하고, 공구의 종류에 따른 공구의 초기 형상 정보를 상기 데이터베이스로부터 전달 받는 단계;
    상기 제어부를 통해 상기 공구의 초기 형상 정보와 상기 이미지 정보를 통해 획득한 공구의 형상 정보를 비교하는 단계;
    상기 공구의 형상 정보 비교를 통해 공구의 형상이 일정 값을 초과하여 변형된 경우 알람부를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내고, 일정 값 이하로 변형된 경우 데이터베이스를 통해 공구의 형상 정보를 업데이트 하는 단계;
    를 포함하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 모니터링 및 보정 방법은,
    상기 변위센서(120)를 통해 공구의 직경(d)과 제1 길이(h1)를 측정하고, 측정 정보를 제어부(110)에 전달하는 단계;
    상기 제어부(110)를 통해 공구의 종류에 따른 공구의 초기 직경과 초기 제1 길이를 데이터베이스(140)로부터 전달 받고, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 상기 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이를 비교하는 단계;
    상기 공구의 직경 및 제1 길이 비교를 통해 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값 이하로 변형된 경우 데이터베이스(140)를 통해 공구의 상태 정보를 업데이트하며, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이의 차이만큼 보정값을 산출하는 단계;
    상기 보정값이 공작기계에 반영될 수 있도록 상기 공작기계에 가공오차 보정값을 제공하는 단계; 및
    공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값을 초과하여 변형된 경우 상기 보정값을 산출하는 단계 및 보정값을 제공하는 단계를 수행하지 않고, 알람부(160)를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내는 단계;
    를 포함하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 모니터링 및 보정 방법은,
    상기 변위센서(120)를 통해 공구의 직경(d)과 제1 길이(h1)를 측정하고, 측정 정보를 제어부(110)에 전달하는 단계;
    상기 제어부(110)를 통해 공구의 종류에 따른 공구의 초기 직경과 초기 제1 길이를 데이터베이스(140)로부터 전달 받고, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 상기 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이를 비교하는 단계;
    상기 공구의 직경 및 제1 길이 비교를 통해 공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값 이하로 변형된 경우 데이터베이스(140)를 통해 공구의 상태 정보를 업데이트하며, 상기 공구의 초기 직경 및 제1 길이와 변위센서를 통해 전달받은 공구의 직경 및 제1 길이의 차이만큼 보정값을 산출하는 단계;
    제어부를 통해 상기 보정값만큼 공구의 장착 위치를 보정하도록 보정부를 제어하는 단계; 및
    공구의 직경 및 제1 길이가 일정 값을 초과하여 변형된 경우 상기 보정값을 산출하는 단계 및 상기 보정부를 제어하는 단계를 수행하지 않고, 알람부(160)를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내는 단계;
    를 포함하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모니터링 및 보정 방법은,
    제어부를 통해 상기 데이터베이스에 저장된 척에 장착되는 공구의 장착 깊이 정보와 상기 보정값을 비교하여 그 차이가 일정 값 미만인 경우 알람부를 통해 공구 교체 알람 신호를 보내는 단계; 를 더 포함하는, 스마트 제어 기반 ATC 공구 정보 모니터링 및 보정 장치를 이용한 모니터링 및 보정 방법.
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