KR100347885B1 - Method and apparatus for simultaneously and automatically operating three axes of tube bending system - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A method and an apparatus for simultaneously and automatically operating three axes of tube bending system are provided to simultaneously perform position controlling of three axes of transfer, chuck rotational and head transfer positions of a transfer stand for transferring tube in operation control system of a tube bender. CONSTITUTION: The method for simultaneously and automatically operating three axes of tube bending system comprises the steps of judging whether or not the bending point is equivalent to a bending point inputted into the tube bending system by making out a bending point of tube in the tube bending system; judging whether or not the bending point does require high frequency heating process; and replacing heads by making out the bending point, wherein tube transfer process, chuck rotation process, tube preparation process, head replacement process and high frequency heating process are simultaneously performed by the judgement step of the equivalent bending point. The apparatus for simultaneously and automatically operating three axes of tube bending system comprises remote input and output units(70 to 73) connected to a main controller(62) of the tube bending system to simultaneously control heads(20 to 23), chuck(12) and transfer stand(11); a position controller(66) connected to the main controller to control position of the heads, chuck and transfer stand; and a servo motor drives connected to the position controller to drive the heads(20 to 23), chuck(12) and transfer stand(11) at the same time.

Description

튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전 방법 및 그 장치3-axis simultaneous automatic operation of tube bending system and its device

본 발명은 보일러 내부에 들어가는 튜브를 벤딩시키기 위해, 4개의 헤드가 이동가능하게 결합된 16미터길이의 레일과 튜브 이송을 목적으로하는 14미터의 레일위에 이송대가 움직이는 4헤드식 튜브벤더의 운전 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 이송대의 이송위치, 척회전위치, 및 헤드이송위치의 3축 위치제어를 동시에 하는 것을 특징으로 하는 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention controls the operation of a four-headed tube bender with a four-head movably coupled rail and a four-head tube bender on a 14-meter rail intended for conveying the tube for bending a tube entering the boiler. The present invention relates to a three-axis simultaneous automatic operation method and apparatus for a tube bending system, characterized in that the three-axis position control of the feed position, the chuck rotation position, and the head feed position of the conveyer at the same time.

일반적으로 보일러 내부에 들어가는 튜브를 가공하기 위해서는 설계실로부터 데이터를 받아와서 운전자가 그 데이터를 입력 수정하고, 입력된 데이터를 이용하여 자동운전이 이루어지고 있다. 자동운전은 튜브를 벤딩위치로 보내기 위한 이송대 서보모터(Servo Motor)의 위치이동(X축 이동)과 해당 헤드를 벤딩 위치로 보내기 위한 헤드 서보모터의 위치이동(Y축 이동), 척 회전을 위한 척 서보모터의 회전이동(Z축 이동)의 3축 이동으로 이루어져 있으며, 이들 이송대와 헤드 및 척은 서보 유압에 의해 벤딩이 이루어진다.In general, in order to process the tube inside the boiler, the operator receives data from the design room, the driver inputs the data, and uses the input data to perform automatic operation. Automatic operation moves the position of the servo motor (X-axis movement) to transfer the tube to the bending position, moves the position of the head servo motor (Y-axis movement), and chuck rotation to send the head to the bending position. It consists of a three-axis movement of the rotational movement (Z-axis movement) of the chuck servomotor for these, the feed table, the head and the chuck is bent by servo hydraulic pressure.

종래의 자동운전에서는 이들 동작이 각각 순차적으로 구분되어서 이루어지고 있는 실정이다. 즉, 한 방향의 이동이 끝나고 나면 다음 방향의 작업이 이루어지는 절차를 거쳐서 진행되었다.In the conventional automatic operation, these operations are performed by sequentially dividing each operation. In other words, after the movement in one direction is finished, the operation in the next direction is performed.

따라서, 이러한 종래의 자동운전방법은 작업효율이 떨어지는 문제점이 있다.Therefore, such a conventional automatic driving method has a problem of low work efficiency.

본 발명은 이러한 제결점을 해결하고자 안출한 것으로서, 그 목적은 튜브벤딩시스템에서 튜브를 X축방향으로 이송시키는 캐리지 서보모터와 튜브를 Y축 방향으로 벤딩시키는 헤드 서보모터 및 튜브를 Z축 방향으로 벤딩시키는 척 서보모타의 3축 이송 및 벤딩 작업을 동시 제어할 수 있는 알고리즘을 통해 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, the object of which is a tube servo system for feeding the tube in the X axis direction and the carriage servo motor for bending the tube in the Y axis direction and the tube in the Z axis direction It is to provide a three-axis simultaneous automatic operation method and apparatus of the tube bending system through an algorithm that can simultaneously control the three-axis transfer and bending operation of the chuck servomotor to bend.

도 1은 본 발명에 따른 벤딩시스템의 구성도,1 is a block diagram of a bending system according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 벤딩시스템의 3축 제어용 신호흐름도,2 is a signal flow diagram for the three-axis control of the bending system according to the present invention,

도 3은 벤딩시스템의 튜브 배치도,3 is a tube layout of the bending system,

도 4는 본 발명에 따른 벤딩시스템의 자동운전에 관한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating an automatic operation of the bending system according to the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호설명※※ Code explanation for main part of drawing ※

10 : 레일11 : 이송대10 rail 11 transfer tray

12 : 척20,21,22,23 : 헤드12: Chuck 20, 21, 22, 23: Head

50 : 워크스테이션51 : 이서넷50: Workstation 51: Ethernet

62 : 주제어기66 : 위치제어기62: main controller 66: position controller

70,71,72,73 : 리모트제어기70,71,72,73: Remote controller

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 튜브벤딩시스템을 제어하는 방법에 있어서, 상기 튜브벤딩시스템에서 튜브의 벤딩지점을 판독하여 벤딩지점이 상기 튜브벤딩시스템에 입력된 벤딩지점과 동일한 지점인가를 판단하는 단계; 상기 벤딩지점이 고주파가열공정이 필요한가를 판단하는 단계; 및 상기 벤딩지점을 판독하여 헤드를 교체하는 단계를 포함하는 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전 방법에 있다.A feature of the present invention for achieving this object is a method of controlling a tube bending system, wherein the bending point of the tube is read from the tube bending system to determine whether the bending point is the same as the bending point input to the tube bending system. Determining; Determining whether the bending point requires a high frequency heating process; And replacing the head by reading the bending point, and the three-axis simultaneous automatic driving method of the tube bending system.

또다른 본 발명의 특징은 튜브벤딩시스템에 있어서, 상기 튜브벤딩시스템의 주제어기에 연결되고 헤드와 척, 그리고 이송대를 동시에 제어하기 위한 리모트입출력기들; 상기 주제어기에 연결되어 상기 헤드와 척, 그리고 이송대의 위치를 제어하는 위치제어기; 및 상기 위치제어기에 연결되어 헤드와 척, 그리고 이송대를 동시에 구동시키기 위한 서보모터 드라이브들을 포함하는 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전 장치에 있다.Another aspect of the present invention provides a tube bending system comprising: remote input / output devices connected to a main controller of the tube bending system and simultaneously controlling a head, a chuck, and a conveyer; A position controller connected to the main controller to control positions of the head, the chuck and the transfer table; And servo motor drives for simultaneously driving the head, the chuck, and the transfer table connected to the position controller.

그러면, 이하 참조된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도1은 본 발명에 따른 벤딩시스템의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 튜브벤딩시스템은 튜브를 벤딩하기 위한 장치를 결합시키기 위한 두부분의 레일(10)이 'T'자 형태로 결합되어 있다. 이 레일(10) 위에는 튜브를 이송하는 이송대(11)가 결합되어 있고, 또한 튜브를 Z축방향으로 벤딩하는 척(Chuck)(12)이 결합되어 있다. 이들 이송대(11)와 척(12)은 강전판넬(30)에 결합되어 있는 서보모터(Servo Motor)(미도시)의 유압에 의해 작동된다. 그리고, 다른 레일(10) 위에는 튜브를 Y축 방향으로 벤딩하는 4개의 헤드들(20,21,22,23)이 각각 결합되어 있다. 이들 헤드들(20,21,22,23)은 고주파가열벤딩과 상온벤딩에 의해 두 개의 헤드(20,22)가 필요하게 되며, 그리고 반시계방향과 시계방향으로 벤딩하기 위해 다시 두 개의 헤드(21,23)가 필요하여 레일(10)에 결합되어 있다. 그리고, 튜브를 고주파가열시 튜브를 가열하는 고주파가열로(40)가 레일(10)측부에 결합되어 있다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram of a bending system according to the present invention. As shown, the tube bending system is a two-part rail 10 for coupling the device for bending the tube is coupled in the 'T' shape. On this rail 10, a conveyer 11 for conveying the tube is coupled, and a chuck 12 for bending the tube in the Z-axis direction is coupled. These transfer tables 11 and the chuck 12 are operated by the hydraulic pressure of a servo motor (not shown) coupled to the steel panel 30. On the other rail 10, four heads 20, 21, 22, and 23 for bending the tube in the Y-axis direction are coupled to each other. These heads 20, 21, 22, 23 need two heads 20, 22 by high frequency heating bending and room temperature bending, and again two heads (to counterclockwise and clockwise bending). 21 and 23 are required and are coupled to the rail 10. And, the high frequency heating furnace 40 for heating the tube when the high frequency heating the tube is coupled to the rail 10 side.

이러한 구성을 갖는 튜브벤딩시스템을 운전하기 위한 운전시스템은 튜브를 벤딩하기 위한 계산을 하는 워크스테이션(50)으로부터 TCP/IP방식의 이서넷(Ethernet)(51)을 통하여 튜브를 벤딩하기 위한 데이터를 운전제어시스템(60)으로 입력받는다. 이 운전제어시스템(60)은 벤딩데이터를 튜브가공을 위한 데이터로 전환시켜주는 퍼스널컴퓨터(61)와 퍼스널컴퓨터(61)로부터 전환된 작업데이터를 입력받아 벤딩시스템을 제어하는 주제어기(62)로 구성된다. 그리고, 이 운전제어시스템(60)에는 작업데이터를 출력하는 프린터(63)가 퍼스널컴퓨터(61)에 연결되어 있으며, 주제어기(62)에는 운전시스템(60)을 수동조작하기 위한 입출력스위치(64)와 이를 지원하는 증설유니트(65)가 결합되어 있다.The operating system for operating the tube bending system having such a configuration receives data for bending the tube through the Ethernet 51 of the TCP / IP method from the workstation 50 that calculates the bending of the tube. It is input to the operation control system 60. The operation control system 60 receives a personal computer 61 for converting bending data into data for tube processing and a main controller 62 for receiving the job data converted from the personal computer 61 and controlling the bending system. It is composed. A printer 63 for outputting job data is connected to the personal computer 61 in the operation control system 60, and an input / output switch 64 for manually operating the operation system 60 in the main controller 62. ) And an extension unit 65 supporting the same are combined.

그리고, 주제어기(62)는 작업공정을 제어하기 위해 이송대(11)와 척(12) 그리고,헤드(20,21,22,23)에 각각 리모트입출력기(70,71,72,73)가 결합되어 있다. 또한, 주제어기(62)는 이들 이송대(10)와 척(11) 그리고, 헤드(20,21,22,23)의 구동을 제어하는 위치제어기(66)에 연결되어 있다. 이 위치제어기(66)는 강전판넬(30)에 연결되어 이송대(11)와 척(12) 그리고, 헤드들(20,21,22,23)을 구동시키는 서보모터들(미도시)을 제어한다.In addition, the main controller 62 has a feeder 11, a chuck 12, and remote input / output machines 70, 71, 72, and 73 for the heads 20, 21, 22, and 23, respectively, to control the work process. Is combined. In addition, the main controller 62 is connected to the transfer table 10, the chuck 11, and the position controller 66 for controlling the driving of the heads 20, 21, 22, and 23. The position controller 66 is connected to the power panel 30 to control the feeder 11, the chuck 12, and the servomotors (not shown) for driving the heads 20, 21, 22, and 23. do.

도 2는 본 발명에 따른 벤딩시스템의 3축 제어용 신호흐름도이다. 도시한 바와 같이, 입출력스위치(64)에서 입력된 입력신호는 증설유니트(65)를 거쳐 주제어기(62)로 입력된다. 그리고, 주제어기(62)에서 연산된 제어데이터는 헤드(20,21,22,23)와 척(12) 및 이송대(11)에 연결된 각 리모트입출력기(70a,71a,72a,73a)로 출력되어 헤드(20,21,22,23), 척(12), 이송대(11)에 제어신호를 출력시키게 된다. 또한, 제어데이터는 주제어기(62)에서 위치제어기(66)로 입력되어 헤드(20,21,22,23), 척(12) 및 이송대(11)를 구동시키는 각 서보모터드라이브(31,32,33)로 출력된다. 서보모터드라이브(31,32,33)로 입력된 제어데이터는 헤드(20,21,22,23), 척(12), 이송대(11)의 각 서보모터(31a,32a,33a)로 출력되어 구동출력을 제어한다. 도 3은 튜브벤딩시스템에 의해 벤딩되는 튜브의 작업배치도를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 작업배치도는 각 굴곡점에서 헤드번호와 작업단계를 나타내고 있다. 이러한 굴곡점과 작업단계는 도 4에 도시된 벤딩시스템의 자동운전에 관한 순서도를 통해 설명한다.Figure 2 is a signal flow diagram for the three-axis control of the bending system according to the present invention. As illustrated, the input signal input from the input / output switch 64 is input to the main controller 62 via the expansion unit 65. The control data calculated by the main controller 62 is transferred to the heads 20, 21, 22, 23, the chucks 12, and the remote I / Os 70a, 71a, 72a, 73a connected to the feed table 11, respectively. The control signal is output to the heads 20, 21, 22, and 23, the chuck 12, and the conveyer 11. In addition, the control data is input from the main controller 62 to the position controller 66 to drive the heads 20, 21, 22, 23, the chuck 12, and the feed table 11, respectively. 32, 33). The control data input to the servo motor drives 31, 32, 33 are output to the respective servo motors 31a, 32a, 33a of the heads 20, 21, 22, 23, the chuck 12, and the feed table 11. To control the drive output. Figure 3 shows a working layout of the tube bent by the tube bending system. As shown, the work arrangement diagram shows the head number and work step at each bending point. These bending points and working steps will be described with reference to a flowchart of automatic operation of the bending system shown in FIG. 4.

도 4는 벤딩시스템의 자동운전을 나타내는 순서도이다. 도시한 바와 같이, 임의의 굴곡점 i에 대한 작업공정 순서도이다. 벤딩시스템의 PC(61)에서 출력된 작업데이터에 의해 임의의 굴곡점 i의 벤딩지점을 판독한다(단계 100). 그리고, 다음단계로서는 벤딩지점이 작업데이터의 벤딩지점과 동일한 벤딩지점인가를 판단하는 단계(단계 101)을 진행하고, 이와 동시에 벤딩지점에 해당하는 헤드(20,21,22,23)로 교환하는 단계(단계 102), 및 벤딩지점이 고주파가열이 필요한지 하지않는지를 판단하는 단계(단계 103)로 진행한다. 단계 101에서 벤딩지점이 작업데이터의 벤딩지점과 동일하면 튜브를 준비시키고(단계 105), 동일하지 않으면 튜브를 이송시키고 척(12)을 회전시키는 단계를 진행한다(단계 104). 또한, 단계 103에서 고주파가열의 셋팅값이 '0'이면 고주파가열없이 다음단계를 진행하고 '0'이 아니면 고주파가열을 진행한다(단계 106). 단계 104에서 단계 106까지 진행되면 이 단계까지 모든공정이 완료되었는지 판단하는 단계를 진행한다(단계 107). 모든 공정이 완료되지 않았으면 완료될 때 까지 대기한다. 그리고, 모든 공정이 완료되면 튜브를 벤딩하며(단계 108), 벤딩과 동시에 튜브를 이송대(11)로 작업점까지 이송시킨다(단계 109). 그리고, 벤딩이 종료된 후, 작업데이터의 벤딩값이 n번째 벤딩지점인지 아닌지 판단한다(단계 110). n번째 벤딩지점이 아니면 i번째 벤딩지점에 '1'씩 누산하여 n번째 벤딩지점이 될 때 까지 단계 100에서 단계 110까지 연속적으로 작업한다. 그리고, n번째 벤딩지점이면, n번째 벤딩지점에서 이음매가 있는지 없는지 판단한다(단계 111). 이음매가 있으면 튜브를 분리한 후(단계 112), 헤드(20,21,22,23)를 원지점으로 복귀시킨다(단계 113). 그리고 ,이음매가 없으면 단계 113로 진행된다. 이러한 공정이 완료된 후, 튜브의 생산량과 목표생산량을 비교판단하는 단계를 진행한다(단계 114). 생산량이 서로 같은면, 작업조건을 중지시키고(단계 115), 새로운 작업데이터를 받기 위해 데이터파일의 수를 '1'씩 누산시킨후(단계 116) 공정을 중지한다. 목표생산량과 튜브생산량이 같지 않다면 작업을 중지한다.4 is a flowchart illustrating automatic operation of the bending system. As shown, there is a workflow flowchart for any bending point i. The bending point of the arbitrary bending point i is read by the work data output from the PC 61 of the bending system (step 100). Then, as a next step, it is determined whether the bending point is the same bending point as the bending point of the work data (step 101), and at the same time, the heads 20, 21, 22, and 23 corresponding to the bending point are replaced. In step 102, and determining whether the bending point requires high frequency heating (step 103). In step 101, if the bending point is the same as the bending point of the working data, the tube is prepared (step 105). Otherwise, the tube is transferred and the chuck 12 is rotated (step 104). Further, in step 103, if the setting value of the high frequency heating is '0', the next step is performed without high frequency heating, and if it is not '0', high frequency heating is performed (step 106). If the process proceeds from step 104 to step 106, the process proceeds to the step of determining whether all processes have been completed up to this step (step 107). If all processes are incomplete, wait until it is complete. Then, when all processes are completed, the tube is bent (step 108), and the tube is simultaneously transferred to the work table 11 at the same time as the bending (step 109). After bending is finished, it is determined whether the bending value of the work data is the nth bending point (step 110). If it is not the nth bending point, the operation is continuously performed from step 100 to step 110 until the nth bending point is accumulated by '1' by the i-th bending point. If it is the nth bending point, it is determined whether there is a seam at the nth bending point (step 111). If there is a seam, the tube is removed (step 112), and then the heads 20, 21, 22, and 23 are returned to the origin (step 113). If there is no seam, the flow proceeds to step 113. After this process is completed, a step of comparing the output of the tube and the target production is carried out (step 114). If the production amounts are the same, the working condition is stopped (step 115), the number of data files is accumulated by '1' by one to receive new work data (step 116), and the process is stopped. If the target yield and the tube yield are not the same, stop working.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전방법 및 그 장치는 운전자가 하나의 데이터를 입력 및 수정하고, 입력된 데이터를 이용하여 하나의 튜브씩 벤딩할 때 이송대, 척, 헤드의 각 동작중 하나의 동작이 끝난후 다음 동작을 실시하였던 종래의 작업을 3축이 동시에 동작가능하게하여 작업효율을 높일수 있는 효과를 갖는다.As described above, the three-axis simultaneous automatic driving method and apparatus of the tube bending system according to the present invention, the operator inputs and modifies one data, and the feed table when bending one tube by using the input data After the operation of one of the operations of the chuck and the head is completed, the conventional work that performed the next operation can be operated simultaneously with three axes, thereby increasing the work efficiency.

Claims (3)

튜브벤딩시스템을 제어하는 방법에 있어서,In a method for controlling a tube bending system, 상기 튜브벤딩시스템에서 튜브의 벤딩지점을 판독하여 벤딩지점이 상기 튜브벤딩시스템에 입력된 벤딩지점과 동일한 지점인가를 판단하는 단계;Reading the bending point of the tube in the tube bending system and determining whether the bending point is the same as the bending point input to the tube bending system; 상기 벤딩지점이 고주파가열공정이 필요한가를 판단하는 단계; 및Determining whether the bending point requires a high frequency heating process; And 상기 벤딩지점을 판독하여 헤드를 교체하는 단계를 포함하는 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전 방법.And replacing the head by reading the bending point. 제 1항에 있어서, 상기 동일벤딩지점의 판단단계에 의해 튜브의 이송공정과 척의 회전공정, 튜브준비공정, 상기 헤드교체공정 및 상기 고주파가열공정이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전 방법.The tube bending system according to claim 1, wherein the tube bending process, the chuck rotation process, the tube preparation process, the head replacement process, and the high frequency heating process are simultaneously performed by the determining step of the same bending point. Simultaneous automatic operation method. 튜브벤딩시스템에 있어서,In the tube bending system, 상기 튜브벤딩시스템의 주제어기에 연결되고 헤드와 척, 그리고 이송대를 동시에 제어하는 리모트입출력기들;Remote I / O devices connected to the main controller of the tube bending system and simultaneously control the head, the chuck and the feed table; 상기 주제어기에 연결되어 상기 헤드와 척, 그리고 이송대의 위치를 제어하는 위치제어기; 및A position controller connected to the main controller to control positions of the head, the chuck and the transfer table; And 상기 위치제어기에 연결되어 헤드와 척, 그리고 이송대를 동시에 구동시키기 위한 서보모터 드라이브들을 포함하는 튜브벤딩시스템의 3축 동시 자동운전장치.A three-axis simultaneous automatic driving device of a tube bending system connected to the position controller and including a servo motor drive for simultaneously driving a head, a chuck, and a conveyer.