KR100264967B1 - 가공 부품 측정 방법 - Google Patents

Abstract

공작 기계로 가공된 임의의 공작물이나 기계 부품에 대한 각 위치별 가공정도의 측정 및 분석을 자동으로 실행할 수 있도록 한 것으로, 가공 완료된 임의의 가공 부품에 대한 측정 조건이 설정되면 모델링된 가공 부품의 데이터로부터 최적의 좌표값과 허용 오차를 판독하여 셋팅함과 동시에 측정 순서를 설정하는 과정과, 기 설정된 측정 순서의 진행에 따라 검출되는 가공 부품의 각 포인트 별 좌표의 측정값과 허용 오차를 비교하여 가공 부품의 가공 정도 결과를 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하여, 공작 기계로 가공된 임의의 가공 부품에 대한 가공 정도의 측정 및 분석이 자동으로 실행되도록 함으로서 가공 부품의 분석에 시간이 단축되어 현장 작업으로 투입해 신속성이 제공되어 생산성이 향상되고, 측정 분석이 자동으로 실행되므로 측정 분석에 신뢰성이 제공되며, 측정 데이터의 활용을 통해 설계 및 가공 공정에 효율성을 제공한다.

Description

가공 부품 측정 방법

본 발명은 공작물 및 기계 부품의 가공정도를 측정하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작 기계로 가공된 임의의 공작물이나 기계 부품에 대한 각 위치별 가공정도의 측정 및 분석을 자동으로 실행할 수 있도록 한 가공 부품의 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 항공기의 부품이나 기타 공작기계 및 설비기계 등을 제작하기 위해서는 설계자가 제작한 도면을 기초로 하여 CNC 공작기계나 밀링 머신 및 기타의 공작기계를 이용한 절삭 가공으로 가공품의 형상 및 치수를 일치시켜 도면으로 제시된 임의의 부품을 제작한다.

상기와 같이 제작된 임의의 부품을 현장에 투입하여 필요로 하는 완성품을 제작하기에 앞서 각 부품의 조립을 통한 완성품 제작 이후에 결합의 발생을 최소화하기 위하여 제작된 부품의 가공 정도에 대하여 숙련된 기술자 및 기타 관련 부분에 종사하는 사람들이 QC 검사를 실행한다.

종래에는 항공기의 임의의 부품에 대하여 설계된 도면에 의거하여 단품을 제작한 이후에 완성품 즉, 항공기를 제작하기 위한 공정으로 투입하기 이전에 실행하는 가공부품의 수치와 곡율, 각 표면의 가공정도 등에 대한 QC 검사는 치공구의 설계를 통해 제작된 치공구를 이용하여 가공된 임의의 부품에 대한 각 위치의 수치와 곡율을 측정하며, 표면 거칠기 등의 가공 정도는 작업자의 육안이나 별도의 측정기를 통한 수작업으로 측정하였다.

또한, 치공구로부터 검출되는 임의의 부품에 대한 가공 정도의 데이터를 분석 시스템인 CMM 장비를 이용하여 검사한 다음 그 결과에 대한 값으로부터 가공 정도에 대한 합격 및 불합격의 여부를 체크하기 위해 QC 엔지니어가 CAD/CAM 시스템인 CATIA 상에서 수작업을 통해 각각의 측정 부위에 대한 결과를 분석하였다.

따라서, 종래에 실행하는 가공 부품에 대한 가공 정도의 분석에 있어 작업자의 숙련도에 따라 측정 시간에 차이가 발생하고, 신뢰성이 결여되는 문제점이 있으며, 측정되는 각 부위에 대한 가공 정도의 결과 분석이 일일이 수작업으로 진행되므로 분석하는 과정이 단순함에도 불구하고 많은 시간이 소요되어 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 공작 기계를 통해 가공된 항공기 부품이나 각종 기계 장치의 부품에 대한 각 위치의 가공 정도 분석이 설계치와 동일한 치수와 곡율 및 형상을 유지하는 가를 분석함에 있어 치공구로부터 측정되는 데이터를 CAD/CAM 시스템의 CATIA 상에서 자동으로 분석되어 작업자에게 디스플레이 되도록 함으로써 가공품의 가공정도 분석에 신뢰성을 제공하도록 하며, 분석에 소요되는 작업 시간을 단축시켜 생산성을 향상시키도록 한 것이다.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 부품 측정 장치에 대한 개략적인 구성도이고,

제2도는 본 발명에서 가공 부품의 측정을 실행하는 일 실시예의 흐름도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가공품 측정 방법에 있어서, (a) 가공 완료된 임의의 가공 부품에 대한 측정 조건이 설정된 경우에 모델링된 가공 부품의 데이터로부터 최적의 좌표값과 상기 좌표값의 허용 오차를 판독하여 셋팅함과 동시에 측정 순서를 설정하는 단계; (b) 상기 설정된 측정 순서에 따라 검출되는 가공 부품의 각 포인트 별 좌표의 측정값과 상기 단계(a)에서 판독된 허용 오차를 비교 분석하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서 상기 허용 오차가 상기 측정값 보다 큰 값을 유지하는 것으로 검출되면 가공 부품의 가공이 정상적으로 이루어진 것으로 체크하여 포인트 타입, 포인트 칼라 및 측정 순서에 따른 ID를 결정하여 선택되는 출력 방법에 따라 측정된 데이터를 출력하는 단계; (d) 상기 단계(b)에서 상기 허용 오차가 상기 측정값 보다 작거나 같은 값을 유지하고 있는 경우에는 측정 위치 설정의 오류 여부를 체크하는 단계; (e) 상기 단계(d)에서 측정 위치 설정이 정상적인 경우에는 상기 측정값과 기준값의 크기를 체크하여 상기 측정값이 기준값 이상인 경우에는 측정되는 가공부품의 해당 부분이 덜 가공된 것으로 체크하고, 기준값 이하인 상태이면 측정되는 가공 부품의 해당 부분이 더 가공된 것으로 체크하여 포인트 타입과 포인트 칼라 및 측정 순서에 따른 포인트 ID를 결정하여 선택되는 출력 방법에 따라 측정된 데이터를 출력하는 단계; 및 (f) 상기 단계(d)에서 측정 위치 설정에 오류라 체크되는 경우에는 해당 부분에 대한 에러 포인트를 출력함과 동시에 해당 데이터의 정보를 기억하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 가공 부품의 측정 장치는, 가공 부품에서 측정하고자 하는 포인트를 접촉하며, 접촉시 가공 부품의 파손을 방지하기 위하여 완충재가 도포된 프로브(Probe)를 구비하며, 프로브의 접촉을 통하여 공작기계로 가공된 임의의 부품에 대하여 각각의 위치에 대한 가공된 치수의 정보와 곡율 및 형상 등을 측정하는 CMM(Coordinate Measuring Machine) 장치(10)와, 상기 CMM 장치(10)의 운용과 CMM 장치(10)로부터 검출되는 측정 데이터를 소정의 상태로 처리하여 출력하는 서버 시스템(20)과, 상기 서버 시스템(20)으로부터 인가되는 측정 데이터를 설정된 운용 프로그램의 알고리즘과 설정된 허용 오차, 측정 위치, 갭(Gap) 레벨, 측정 치수 단위 등에 따라 분석한 다음 측정되는 가공 부품의 합격 및 불합격을 체크하는 호스트 시스템(30)과, 상기 호스트 시스템(30)로 분석되는 가공 부품에 대한 제반적인 정보를 일시 기억하는 보조 기억 장치(40) 및, 측정 데이터를 요구하는 작업자에게 측정된 결과의 데이터를 페이퍼로 출력하는 출력 장치(50)로 구성된다.

상기에서 CMM 장치(10)와 서버 시스템(20) 및 호스트 시스템(30)은 전용선이나 LAN 등을 통해 연결되어 상호간의 데이터를 교환한다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 임의의 가공 부품에 대한 측정 동작을 제2도와 함께 설명하면 다음과 같다.

CNC 시스템이나 밀링 머신 등의 공작 기계에 의해 가공된 항공기나 기계 장치 또는 임의의 기계 설비에 대한 임의의 부품을 완성 공정으로 투입하기 이전에 가공된 정도가 설계치와 동일하게 가공되었는지를 분석하기 위하여 가공된 부품을 CMM 장치(10)에 결합한다.

이후, 서버 시스템(20)를 이용하여 가공 부품의 측정에 필요로 하는 각종 시험조건을 입력하면(단계 S110), 서버 시스템(20)과 연결되는 CMM 장치(10)는 설정된 데이터에 따라 측정하고자 하는 가공 부품에 대한 모델링 데이터와 현재 검출되는 값으로부터 현재 및 최적의 X,Y,Z 축의 좌표값과 가공 정도에 대한 허용 오차값을 판독하고(단계 S115), 설정된 운용 프로그램의 알고리즘에 따라 가공 부품의 측정 순서를 할당한 다음(단계 S120), 할당된 측정 순서에 따라 가공 정도의 측정동작을 진행한다.

상기의 측정 순서에 따른 측정 동작의 진행에 따라 검출되는 각 데이터로부터 각 포인트에 대한 좌표값과 측정 위치의 정보를 판독하여(단계 S125), 판독되는 결과를 호스트 시스템(30)의 보조 기억 장치(40)에 일시 저장한다(단계 S130).

이어, 상기 판독되는 가공 부품에 대한 측정 데이터의 허용 오차가 측정 값보다 큰 상태를 유지하고 있는지를 체크한 다음(단계 S135), 허용 오차가 측정 값보다 큰 상태를 유지하고 있는 것으로 체크되면 현재 측정되는 가공 부품의 가공 정도가 정상적으로 이루어진 것으로 체크하여 일 예를 들어 포인트 타입을 “.”으로 하고, 포인트 칼라를 녹색(Green)으로 하며, 측정순서에 따른 포인트 ID를 결정한다(단계 S140).

단계 S135에서 허용 오차가 측정 값 보다 작거나 같은 상태로 체크되면, 측정 위치의 설정에 오류가 있는지의 여부를 체크한다(단계 S145).

단계 S145에서 측정 위치의 설정에 오류가 없다고 체크되면 측정값이 ‘0,0’ 이상을 유지하고 있는지를 체크한다(단계 S150).

단계 S150에서 측정값이 ‘0.0’ 이상을 유지하고 있는 상태로 체크되면, 측정값이 ‘0.0’ 이상을 유지하고 있는 임의의 부분에 대한 가공이 덜 된 것으로 체크하여, 일 예를 들어 포인트 타입을 “X”로 하고, 포인트 칼라를 노랑(Yellow)으로 하며, 측정 순서에 따른 포인트 ID를 결정한다(단계 S155).

또한 단계 S150에서 측정값이 ‘0.0’ 미만을 유지하고 있는 상태로 체크되면 측정값이 ‘0.0’ 미만을 유지하고 있는 임의의 부분에 대한 가공이 지나치게 더 된 것으로 체크하여, 일 예를 들어 포인트 타입을 “*”로 하고, 포인트 칼라를 적색(Red)으로 하며, 측정순서에 따른 포인트 ID를 결정한다(단계 S160).

단계 S145에서 가공 부품의 측정 위치의 셋팅이 잘못된 것으로 체크되면 에러 포인트의 정보를 출력함과 동시에 해당 데이터를 에러 포인트 관리 파일에 저장한다(단계 S165).

이후, 작업자의 측정 결과에 대한 출력 요구 신호의 선택에 따라(단계 S170), 선택된 해당 정보만을 또는 측정된 각 부분에 대한 전체적인 정보를 모니터(31)를 통해 출력하거나 출력 장치(50)를 통해 페이퍼로 출력한다(단계 S175, 단계 S180).

상기에서의 각 측정 색상은 작업자의 편의에 따라 통일된 범위 내에서 교환할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 공작 기계로 가공된 임의의 가공 부품에 대한 가공 정도의 측정 및 분석이 자동으로 실행되도록 함으로서 가공 부품의 분석에 시간이 단축되어 현장 작업으로 투입에 신속성이 제공되어 생산성이 향상되고, 측정 분석이 자동으로 실행되므로 측정 분석에 신뢰성이 제공되며, 측정 데이터의 활용을 통해 설계 및 가공 공정에 효율성을 제공한다.

Claims (1)

1. 가공품 측정 방법에 있어서, (a) 가공 완료된 임의의 가공 부품에 대한 측정 조건이 설정된 경우에 모델링된 가공 부품의 데이터로부터 최적의 좌표값과 상기 좌표값의 허용 오차를 판독하여 셋팅함과 동시에 측정 순서를 설정하는 단계; (b) 상기 설정된 측정 순서에 따라 검출되는 가공 부품의 각 포인트 별 좌표의 측정값과 상기 단계(a)에서 판독된 허용 오차를 비교 분석하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서 상기 허용 오차가 상기 측정값 보다 큰 값을 유지하는 것으로 검출되면 가공 부품의 가공이 정상적으로 이루어진 것으로 체크하여 포인트 타입, 포인트 칼라 및 측정 순서에 따른 ID를 결정하여 선택되는 출력 방법에 따라 측정된 데이터를 출력하는 단계; (d) 상기 단계(b)에서 상기 허용 오차가 상기 측정값 보다 작거나 같은 값을 유지하고 있는 경우에는 측정 위치 설정의 오류 여부를 체크하는 단계; (e) 상기 단계(d)에서 측정 위치 설정이 정상적인 경우에는 상기 측정값과 기준값의 크기를 체크하여 상기 측정값이 기준값 이상인 경우에는 측정되는 가공부품의 해당 부분이 덜 가공된 것으로 체크하고, 기준값 이하인 상태이면 측정되는 가공 부품의 해당 부분이 더 가공된 것으로 체크하여 포인트 타입과 포인트 칼라 및 측정 순서에 따른 포인트 ID를 결정하여 선택되는 출력 방법에 따라 측정된 데이터를 출력하는 단계; 및 (f) 상기 단계(d)에서 측정 위치 설정에 오류라 체크되는 경우에는 해당 부분에 대한 에러 포인트를 출력함과 동시에 해당 데이터의 정보를 기억하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 부품 측정 방법.

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