KR100528843B1 - Step-nc system having function of non leaner process plan - Google Patents

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Abstract

본 발명은 설계된 형상을 수치제어장치를 이용하여 가공하는 방식에 있어서, 비선형 작업단위 공정계획 방식을 이용하여 가공대안을 표현하고, 이에 근거하여 수치제어장치를 이용하여 가공을 집행하는 것에 관한 것이다. 공정계획이란 대상 형상을 가공하기 위해 공작기계가 실행할 일련의 동작을 공정단위로 정의하는 것이며, 이는 이후의 파트프로그램밍 단계를 거쳐 CNC 코드 형태로 출력되며, 최종적으로 CNC 공작기계의 동작으로 시현된다. 그러나 종래의 공정계획 방식은 한가지 방식을 지정하는 직선형 공정계획 방식을 사용하여 파트프로그램화함으로 인해 현장 상황에 따라 대처할 수 있는 최적화, 자율성을 저해하는 제약조건으로 작용하게 된다. 따라서 본 발명에서는 STEP-NC 데이터 모델에 입각하여 가능한 대안 공정계획을 비선형 공정계획의 형태로 표현하고 이를 CNC 가공에 적용하도록 하여 최적화 및 자율화를 도모할 수 있도록 한다.The present invention relates to a method of processing a designed shape using a numerical control device, by using a nonlinear work unit process planning method to represent the machining alternative, and based on this to execute the machining using the numerical control device. The process plan defines a series of motions to be executed by the machine tool in order to process the target shape, which is output in the form of CNC code through the subsequent part programming step, and finally the motion of the CNC machine tool is demonstrated. However, in the conventional process planning method, the part program is programmed by using a linear process planning method that designates one method, thereby acting as a constraint that inhibits optimization and autonomy that can be handled according to the site situation. Therefore, in the present invention, based on the STEP-NC data model, possible alternative process plans can be expressed in the form of nonlinear process plans and applied to CNC machining to optimize and automate.

Description

비선형 작업단위 공정계획 기능을 가지는 ＳＴＥＰ-ＮＣ 시스템{STEP-NC SYSTEM HAVING FUNCTION OF NON LEANER PROCESS PLAN}STP-NC system with non-linear work unit process planning function {STEP-NC SYSTEM HAVING FUNCTION OF NON LEANER PROCESS PLAN}

본 발명은 설계된 형상을 수치제어장치를 이용하여 가공하는 방식에 관한 것으로, 특히 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method of processing a designed shape using a numerical control device, and more particularly to a STEP-NC system having a non-linear work unit process planning function.

수치제어 가공 기술은 1952년에 MIT에서 수치제어 밀링 공작기계가 발명된 이래 눈부신 발전이 있었다. 컴퓨터 지원 수치제어 가공기술은 CAD, CAPP, CAM, CNC 등으로 구성되며, 현장에서 가장 보편적으로 이용되고 방식은 CAD/CAM 소프트웨어에 의해 가공품의 도면 및 설계된 형상을 파트프로그램의 형태로 생성하고 수치제어기가 탑재된 공작기계에 입력하여 가공을 하게 된다.Numerical control technology has been remarkable since the invention of the numerically controlled milling machine tool at MIT in 1952. Computer-aided numerical control processing technology consists of CAD, CAPP, CAM, CNC, etc. It is the most commonly used in the field and the method is the CAD / CAM software to create drawings and designed shapes of the workpieces in the form of part programs and It enters into machine tool equipped with and processes.

파트 프로그램은 CNC 공작기계의 동작을 지정하는 입력으로서, 현재의 파트 프로그래밍 방식은 작업자가 완성품의 형상을 하드 카피 도면 혹은 CAD 시스템의 것을 대상으로 소재 형상, 제거볼륨, 제거순서, 사용공구, 가공조건 등을 결정하여 공정계획의 형태로 작성하고 이것을 바탕으로 공구 및 CNC 공작기계의 동작을 CAM 시스템(혹은 간단한 경우 수작업)을 이용하여 소정의 포맷(G & M code, 이하 G-code)에 맞춰 생성하게 된다. CNC 제어기는 G-code로 입력된 파트프로그램을 모터 등을 구동하여 기계의 동작을 실현하는 제어장치로서, 이를 통하여 원하는 도면의 형상을 실제의 가공품 형상으로 얻게 된다. 상기한 G-code는 기본적으로 공작기계의 동작을 공구 혹은 이송푹의 위치 및 속도 등으로 표현한 일종의 기계어로서 1952년 이후 50 여년에 걸쳐 사용되고 있다.The part program is an input that specifies the operation of the CNC machine tool. The current part programming method allows the operator to design the shape of the finished product in the form of a hard copy drawing or CAD system. The process of the tool and the CNC machine tool is generated in accordance with the predetermined format (G & M code, G-code) by using the CAM system (or simple manual operation). Done. The CNC controller is a control device for realizing the operation of the machine by driving a motor, etc., the part program input by the G-code, through which the desired figure is obtained as the actual workpiece shape. The G-code is basically a kind of machine language expressing the operation of a machine tool by the position and speed of a tool or a feeder, and has been used for more than 50 years since 1952.

그러나 종래의 파트 프로그램 방식은 공정계획을 G-code 형태로 바꾸는 것으로서, 순차적인 공정의 순서를 기술한 것이다. 순차적이라 함은 G-code 자체가 순차적으로 실행되는 점도 있지만, 가공의 순서를 공정계획을 수립하는 단계에서도 순차적으로 지정하는 것을 의미한다. 예컨대, 구멍을 수십 가공하는 경우, G-code로 프로그램하기 위해서는 구멍의 순서를 일일이 지정해 주어야 하며, 구멍의 순서는 공정계획 과정에서 결정된다. 사전에 구멍의 가공 순서를 지정하는 것은 다만 프로그래밍의 필요조건을 충족시키기 위한 것이며, 최적화 혹은 수개의 가공 중에 드릴의 파손 등이 발생할 때에도 그 순서는 꼭 지켜질 수밖에 없게 되는 문제점이 있었다. However, the conventional part program method converts a process plan into a G-code form and describes a sequential process sequence. Although sequential means that the G-code itself is executed sequentially, it means that the processing order is designated sequentially even in the process planning process. For example, when processing dozens of holes, the order of the holes must be specified in order to program in G-code, and the order of the holes is determined during the process planning process. In order to specify the machining order of the holes in advance, it is only to satisfy the programming requirements, and there is a problem that the order must be kept even when the optimization or the breakage of the drill occurs during several machining operations.

또한 가공순서를 달리함으로써 공구 파손에 따른 순서의 변경이 필요하거나, 가공조건을 변화시킴이 바람직 함에도 불구하고 수치제어기가 가진 정보는 다만 고정된 순서의 축 동작 정보 밖에 없기 때문에 불가능하였다. 그리고 이상상황이 아니더라도, 구멍가공의 순서를 계획된 공구 및 고정구가 존재하지 않거나 수정이 불가피한 경우에도 공정 계획 및 파트 프로그램은 현장에서 쉽게 변경이 불가능한 문제점이 있었다.In addition, even though it is necessary to change the order according to the tool breakage or to change the machining conditions by changing the machining order, the information of the numerical controller is not possible because only the fixed axis motion information is available. And even if it is not an abnormal situation, even if the tools and fixtures planned for the hole processing does not exist or modification is inevitable, the process plan and part program had a problem that can not be easily changed in the field.

한편, 최근 들어 세계적으로 STEP-NC라 일컬어지는 새로운 언어가 대두되고 있으며, 상기 언어는 축 동작을 직접 지정하는 것이 아니라 축 동작을 생성할 수 있는 형상정보, 공정정보 등을 포함하도록 하고, 축 동작은 CNC 제어기 상에서 생성할 수 있도록 하고 있다. 상기 신언어 방식은 차세대 생산시스템으로 부각되고 있는 e-manufacturing의 패러다임에 부응하여 향후 CAD/CAM 및 CNC 가공 방식에 많은 변화를 줄 것으로 예상되고 있다.On the other hand, in recent years, a new language called STEP-NC has emerged in the world, and the language does not directly designate the axis motion, but includes shape information, process information, etc. that can generate the axis motion, and the axis motion. Can be created on the CNC controller. The new language method is expected to change a lot in the future CAD / CAM and CNC machining method in response to the paradigm of e-manufacturing that is emerging as the next generation production system.

그러나 상기 새로운 언어인 STEP-NC는 기계 중립적인 정보이기 때문에, 현존하는 모든 CNC 기계의 구조를 만족할 수 없다. 그러므로 STEP-NC 정보를 받아들여 가공하고자 하는 기계의 구조에 맞게 STEP-NC 정보를 수정할 필요가 있으며, 수정과정에서 기계의 구조를 반영하여 여러 가지 가공 방법이 생길 수 있다. 이러한 경우 기존의 STEP-NC 정보에 더해서 새로운 가공 방법들이 대안으로써 생성이 되므로 이를 수용할 수 있는 방법이 요구되었다.However, because the new language STEP-NC is machine neutral information, it cannot satisfy the structure of all existing CNC machines. Therefore, it is necessary to modify STEP-NC information according to the structure of the machine to accept STEP-NC information, and various machining methods may be generated by reflecting the structure of the machine. In this case, in addition to the existing STEP-NC information, new machining methods were created as an alternative, so a method was required to accommodate them.

따라서, 본 발명의 목적은 공정계획을 수행함에 있어서 가공 가능한 다수의 방법, 이른바 대안 공정 계획을 STEP-NC 데이터 모델에 근거한 파트 프로그램에 수록하고, CNC 공작기계 상에서 현장상황을 고려하여 최적의 것을 결정할 수 있도록 하는 비선형 작업단위 공정 계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템 및 방법을 제공함에 있다.Therefore, it is an object of the present invention to include a number of methods that can be processed in carrying out a process plan, so-called alternative process plans, in part programs based on the STEP-NC data model, and to determine the optimal one in consideration of the site situation on CNC machine tools. To provide a STEP-NC system and method with a non-linear unit of work process planning capabilities.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 설계된 형상을 수치제어 장치를 이용하여 가공하는 STEP-NC 시스템으로서, 비선형 공정계획 방식을 이용하여 가공대안을 표현하고, 이에 근거하여 파트 프로그램을 생성하는 비선형 공정계획 생성기와, 상기 비선형 공정계획 생성기로부터 생성된 파트 프로그램을 로드하고 상기 수립된 비선형 공정계획 정보를 이용하여 대상 물체에 대한 가공을 집행하는 공작기계,를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a STEP-NC system for processing a designed shape using a numerical control device, a non-linear process for expressing a machining alternative using a non-linear process planning method, and generates a part program based on this And a plan generator and a machine tool for loading a part program generated from the nonlinear process plan generator and executing machining on a target object using the established nonlinear process plan information.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation of the preferred embodiment according to the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템의 블록 구성을 도시한 것이다. 1 is a block diagram of a STEP-NC system having a non-linear work unit process planning function according to an embodiment of the present invention.

이하 상기 도 1을 참조하면, 비선형 공정계획 생성기(100)는 인터넷을 통해 CAD 파일을 입력으로 받을 수 있으며 내부의 모듈을 통해 파트 프로그램을 생성하여 이를 인터넷을 통해 배포할 수 있다. 또한 비선형 공정계획 생성기(100)는 크게 형상정보 해석 및 가시화모듈(102), 비선형 공정계획 생성 모듈(104), 파트 프로그램 생성모듈(106)을 포함하여 구성된다. 형상정보해석 및 가시화 모듈(102)은 CAD 정보를 입력받아 이로부터 형상정보를 추출하고, 화면을 통해 사용자에게 보여준다. 비선형 공정계획 생성 모듈(104)에서는 형상정보로부터 가공할 영역을 결정하고 이를 가공할 공정을 결정하게 된다.Hereinafter, referring to FIG. 1, the nonlinear process plan generator 100 may receive a CAD file as an input through the Internet, generate a part program through an internal module, and distribute it through the Internet. In addition, the nonlinear process plan generator 100 includes a shape information analysis and visualization module 102, a nonlinear process plan generation module 104, and a part program generation module 106. The shape information analysis and visualization module 102 receives CAD information, extracts shape information from it, and displays it to the user through a screen. In the nonlinear process plan generation module 104, the area to be processed is determined from the shape information and a process to be processed is determined.

한편, 선반 가공의 경우 가공 영역의 결정은 사용자마다 다양하게 해석할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 예제의 경우에서, 사용자는 가공 영역을 분할할 때, 도 3a와 같이 분할할 수도 있지만, 5번 외경선삭과 7번 그루빙 작업의 경우 도 3b에서와 같이 8번과 9번의 두 외경 선삭 가공 영역으로 분할할 수도 있다. 또한 6번 내경 작업의 경우 사용자에 따라 이를 드릴링 작업 후 내경 가공으로 가공할 수도 있고, 내경 가공이 아닌 보링 작업으로 가공할 수도 있다. 이처럼 선반 가공에서는 명확히 구분되는 하나의 공정 계획만 있는 것이 아니라 다양한 가공 대안이 있을 수 있다.On the other hand, in the case of lathe machining, the determination of the machining area can be variously interpreted for each user. That is, in the case of the example shown in Fig. 2, when the user divides the machining area, the user may divide as shown in Fig. 3a, but in the case of the 5th external turning and the 7th grooving operation as shown in Fig. 3b, It can also be divided into nine outer diameter turning areas. In addition, in the case of the inner diameter operation number 6, the user may process this by the inner diameter machining after the drilling operation, or may be processed by the boring operation rather than the inner diameter processing. In lathe machining there is not only one process plan that is clearly distinguishable, but there are a variety of machining alternatives.

그러므로 비선형 공정 계획 생성 모듈(104)에서는 대안 가공영역과 대안 가공 공정을 생성할 수 있는 모듈이 필요하게 된다. 이렇게 공정계획 및 대안 공정 계획이 생성되면 이를 비선형 공정계획으로 표현하게 되고, 최종적으로 파트 프로그램 생성 모듈(106)에서 비선형 공정계획을 포함하는 파트 프로그램을 생성하게 된다.Therefore, the nonlinear process plan generation module 104 requires an alternative machining area and a module capable of generating alternative machining processes. When the process plan and the alternative process plan is generated, it is expressed as a nonlinear process plan, and finally, the part program generation module 106 generates a part program including the nonlinear process plan.

비선형 공정계획을 입력받아 가공을 집행하는 공작기계(108)는 크게 파트 프로그램 해석 모듈(110), 하드웨어 정보 입력 모듈(112), 최적 공정계획 생성 모듈(114), 가공 경로 생성 모듈(116), 자율제어 모듈(118)로 구성이 된다. 파트 프로그램 해석 모듈(110)에서는 입력으로 들어온 파트 프로그램을 해석하여 비선형 공정계획 정보를 추출한다. 하드웨어 정보 입력 모듈(112)에서는 입력으로 들어온 비선형 공정계획에 실제 집행하고자하는 공작 기계 하드웨어 정보를 더한 비선형 공정계획(HPSG, Hardware dependent Process Sequence Graph)을 생성한다. 최적 공정계획 생성모듈(114)에서는 HPSG에 포함된 여러 공정 계획 중 실제 가공하고자 하는 공작기계에 가장 최적인 공정 계획을 생성하게 되며 가공 경로 생성모듈(116)에서는 최적 공정 계획으로부터 실제 공작기계에서 집행될 가공 경로를 생성하고, 자율제어 모듈(118)에서는 이를 이용해 실제 가공을 수해하게 된다.Machine tool 108 that receives a non-linear process plan and executes machining is largely divided into a part program analysis module 110, a hardware information input module 112, an optimal process plan generation module 114, a machining path generation module 116, The autonomous control module 118 is configured. The part program analysis module 110 extracts nonlinear process plan information by analyzing a part program input as an input. The hardware information input module 112 generates a nonlinear process plan (HPSG) by adding the machine tool hardware information to be actually executed to the nonlinear process plan input as an input. The optimal process plan generation module 114 generates the most optimal process plan for the machine tool to be actually machined among the various process plans included in the HPSG. The process path generation module 116 executes the actual process tool from the optimal process plan. The process path to be generated is generated, and the autonomous control module 118 uses it to perform actual machining.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 도 2에 도시된 바와 같은 파트 형상에 대해 선반가공을 대상으로 한 NPSG, HPSG, EPSG의 작성예를 보인 것이다. 상기 도 2는 얻고자 하는 최종 형상이고, 도 3a는 최종 형상을 얻기 위해 사용자가 어떻게 가공할지 가종 영역을 분해한 결과를 나타낸다. 도 3b는 상기 도 3a를 가공하기 위한 대안 가공 영역으로 상기 도 3a의 5, 7번 영역을 도 3b의 8, 9번 영역으로 다르게 가공할 수 있음을 나타낸다. 4 to 6 show examples of NPSG, HPSG, EPSG for lathe machining for the part shape as shown in FIG. 2 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a final shape to be obtained, and FIG. 3A illustrates a result of disassembling the false area to be processed by the user to obtain the final shape. FIG. 3B shows an alternative machining area for processing the FIG. 3A, which may be differently processed into areas 8 and 9 of FIG. 3B.

이때, 상기 도 4 내지 도 6에서 제시하는 비선형 공정계획은 공정순서 그래프에 의해 표현되며, 각각의 노드는 노드의 성격(AND, OR, SYNCHRONOUS, PARALLEL 등), 혹은 작업단위 정보(제거볼륨 특징형상 혹은 델타볼륨, 가공조건, 공구 등)를 가지고 있다. 노드의 성격 중 AND는 하위 노드들이 순서에 상관없이 실행될 수 있음을 나타내고, OR은 하위 노드들 중 한 가지만을 선택해서 실행 될 수 있음을 나타낸다. SYNCHRONOUS의 경우 하위의 서로 다른 노드들에 대해 하드웨어의 자원(Resource)가 동시에 실행될 수 있음을 나타내고, PARALLEL의 경우 하위의 동일 노드에 대해 사용되는 하드웨어의 자원이 동시에 실행될 수 있음을 나타낸다. 즉, 예를 들면 공작기계가 터릿이 2개 있다고 할 경우 SYNCHRONOUS의 경우 각각의 터릿이 서로 다른 부위를 동시에 가공하는 것을 말하며, PARALLEL의 경우 각각의 터릿이 동일 부위를 어느 정도 시간차를 두고 동시에 가공하는 것을 말한다. 또한 PSG는 사용되는 용도에 따라(앞의 부분을 삭제할 경우 괄호 안 부분은 삭제, 앞의 부분을 삭제하지 않을 경우 앞의 또한 PSG는 사용되는 용도에 따라 부분 삭제, 상기의 3개 시스템에서 각각) 하드웨어에 중립적인 공정 순서 그래프, (Neutral Process Sequence Graph, 이하 NPSG), 하드웨어 정보를 반영한 공정 순서 그래프, (Hardware-incorporated Process Sequence Graph, 이하 HPSG), 하드웨어에서 집행될 공정 순서 그래프, (Executable Process Sequence Graph, 이하 EPSG)라는 형태로 존재한다. (NPSG, HPSG, EPSG라는 명칭도 기능적으로 의미를 가지며, 명칭에 국한되는 것은 아니다.)At this time, the non-linear process plan shown in Figures 4 to 6 is represented by a process sequence graph, each node is the nature of the node (AND, OR, SYNCHRONOUS, PARALLEL, etc.), or work unit information (removal volume feature shape) Or delta volumes, processing conditions, tools, etc.). Among the characteristics of nodes, AND indicates that the lower nodes can be executed in any order, and OR indicates that only one of the lower nodes can be executed. In the case of SYNCHRONOUS, the resource of hardware can be executed simultaneously for different nodes below, and in the case of PARALLEL, the resource of hardware used for the same node below can be simultaneously executed. That is, for example, if a machine tool has two turrets, in the case of SYNCHRONOUS, each turret processes different parts at the same time. In the case of PARALLEL, each turret processes the same part at the same time with a certain time difference. Say that. Also, the PSG will be deleted according to the intended use (deleting the part in parentheses if the previous part is deleted, or deleting the part before the previous part if the previous part is not used, and deleting the part according to the intended use, respectively on the three systems above). Hardware-neutral process sequence graph (NPSG), process sequence graph reflecting hardware information (Hardware-incorporated Process Sequence Graph, HPSG), process sequence graph to be executed in hardware, (Executable Process Sequence) Graph, EPSG). (The names NPSG, HPSG, and EPSG also have functional meanings, but are not limited to names.)

먼저 상기 도 4는 상기 도 2의 최종 형상을 얻기 위해 상기 도 3a로 분해된 델타 볼륨을 가공하기 위해 공작기계 혹은 CNC 제어기에 관계없이 실행 가능한 공정계획 대안, 즉 NPSG를 나타내고 있으며, 각각의 노드는 델타볼륨, 가공종류, 절삭 조건, 사용 공구 등의 작업단위 정보이거나 집행 순서의 성격을 나타낸다. NPSG 정보는 STEP-NC데이터 모델 스키마(Schema)에 근거하여 어느 하드웨어에서도 해석할 수 있기 위해 STEP Part 21, clear text encoding rule을 따르는 파트 프로그램으로 표현될 수 있다. 여기서 NPSG의 경우 반드시 하드웨어에 중립적이어야 하기 때문에 집행 순서의 성격을 나타내는 노드 중 하드웨어 정보에 의존적인 SYNCHRONOUS와 PARALLEL은 사용될 수 없다. 이때 실제 가공에 사용될 하드웨어 정보는 HPSG 혹은 유사한 매체를 통하여 나타난다.First, FIG. 4 shows a process planning alternative, NPSG, which can be executed irrespective of a machine tool or a CNC controller to machine the delta volume decomposed to FIG. 3A to obtain the final shape of FIG. 2, each node being Information on the unit of work, such as delta volume, type of machining, cutting conditions, tools used, or the nature of the execution sequence. NPSG information may be expressed as a part program following STEP Part 21, clear text encoding rules in order to be interpreted on any hardware based on the STEP-NC data model schema. Since NPSG must be hardware-neutral, SYNCHRONOUS and PARALLEL, which depend on hardware information, among the nodes that show the nature of execution order cannot be used. In this case, the hardware information to be used for actual processing is displayed through HPSG or similar media.

다음으로 도 5는 상기 도 4의 NPSG를 2개의 터릿이 있는 CNC 선반센터가 사용될 경우 사용될 수 있는 비선형 공정계획 그래프이다. NPSG 정보는 하드웨어 정보를 포함하고 있지 않기 때문에 실제 가공에 사용될 공작기계의 기능 및 성능을 활용 혹은 반영하기 위해서는 HPSG로의 변환은 필수적으로 필요하다. HPSG의 각각의 노드에 포함되는 정보는 NPSG의 노드에 터릿, 스핀들 등 하드웨어의 정보가 더해진 정보이다. 그리고 가공 시, 하드웨어의 특성을 가공 순서에 반영할 수 있어야 하기 때문에 NPSG에서는 사용이 되지 않는 SYNCHRONOUS, PARALLEL이 사용될 수 있다. Next, FIG. 5 is a nonlinear process plan graph that can be used when the CNC lathe center having two turrets is used for the NPSG of FIG. 4. Since NPSG information does not contain hardware information, conversion to HPSG is essential to utilize or reflect the functions and capabilities of machine tools to be used in actual machining. Information included in each node of the HPSG is information in which hardware information such as a turret and a spindle is added to the node of the NPSG. In addition, SYNCHRONOUS and PARALLEL, which are not used in NPSG, can be used because the characteristics of hardware must be reflected in the processing sequence.

마지막으로 도 6은 HPSG를 제어장치(NCK 및 PLC 등)가 실행할 수 있는 형태로 재구성된 공정계획도를 도시한 것으로, 가공 집행의 성격을 나타내는 노드 AND와 OR 노드는 순서가 정의되어 있지 않거나, 선택을 해야만 하는 노드로써, 제어기의 판단을 요구한다. 그러나 제어장치의 경우 가장 중요한 것이 실시간성이기 때문에, 실가공 도중에 이 노드들을 만나서 순서를 결정하거나 선택을 할 경우, 실시간성을 보장하기가 어렵게 된다. 따라서 HPSG에서 EPSG로 변환이 되면서 제어기는 설정된 기준에 의해 실제 집행되는 순서를 미리 결정하여 AND와 OR 노드 정보는 실제 집행되는 순차적인 순서로 변환이 된다. 그러므로 EPSG의 노드 정보는 HPSG의 노드 정보와 동일하나, AND와 OR 노드는 사용이 되지 않는다. Finally, FIG. 6 shows a process plan diagram in which HPSG is reconfigured in a form in which a control device (NCK, PLC, etc.) can be executed. The nodes AND and OR nodes representing the nature of processing execution are not defined in order. As a node that must make a selection, it requires a judgment of the controller. However, in the case of the control device, the most important thing is real time, so it is difficult to guarantee the real time when meeting and determining or selecting these nodes during real processing. Accordingly, as the HPSG is converted into EPSG, the controller determines the execution order in advance based on the set criteria, and the AND and OR node information are converted into the sequential order that is actually executed. Therefore, node information of EPSG is the same as node information of HPSG, but AND and OR nodes are not used.

그리고, HPSG를 EPSG로 변환 시 가공시간의 최소화 혹은 공구교환회수의 최소화 등의 선택된 수행도지표에 입각하여 변환시킴으로서 생산성 향상을 기할 수 있다. 뿐만 아니라 HPSG는 가공 중 이상상황(예; 터릿 혹은 공구 등의 이상) 발생시 이를 감안하여 HPSG를 갱신하고 가능한 대안 공정계획을 마련하여 새로운 EPSG로 변환시켜 가공을 시킬 수 있는 등의 자율성을 갖는 수단이 될 수 있다.In addition, productivity can be improved by converting HPSG into EPSG based on selected performance indicators such as minimizing machining time or minimizing tool change. In addition, HPSG has a means of autonomy such as updating the HPSG and preparing a possible alternative process plan and converting it into a new EPSG in consideration of abnormalities in the process (eg, turret or tool). Can be.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the invention should be determined by the claims rather than by the described embodiments.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 STEP-NC 데이터 모델에 입각한 비선형 공정계획의 3가지 표현방법 NPSG, HPSG, EPSG를 제안하여 인터넷 환경에서 CAD/CAM/CNC 체인에서 구김없는 정보 전달이 가능하고, 현장의 하드웨어 정보를 반영함으로서 다양한 지적 자율적 제어가 가능하도록 하는 이점이 있다.As described above, the present invention proposes three methods NPSG, HPSG, and EPSG of the nonlinear process plan based on the STEP-NC data model, which enables seamless transmission of information in the CAD / CAM / CNC chain in the Internet environment. In addition, it has the advantage of enabling various intellectual autonomous control by reflecting hardware information of the field.

또한 비선형 공정계획 방식을 파트프로그램에 반영할 수 있도록 함으로서, 1개의 가공대안이 아닌 다수의 가공대안을 현장에 제공함으로서 CNC 공작기계가 현장상황을 반영하여 최적화된 가공을 수행할 수 있게 하는 이점이 있으며, CNC 가공중에 공구파손 혹은 기계 이상 등의 이상상황이 발생하는 경우 사람의 힘을 빌리지 않고 자율적으로 처리할 수 있는 수단을 제공함으로서 가공 지연 등으로 인한 생산성 저하를 방지하고 무인 가공, 인공지능형 제어가 가능하도록 하는 이점이 있다.In addition, the non-linear process planning method can be reflected in the part program, and by providing multiple machining alternatives instead of one machining alternative, the CNC machine tool can perform the optimized machining by reflecting the site situation. In case of abnormality such as tool breakage or machine failure during CNC machining, it provides a means to autonomously handle without borrowing human power to prevent productivity degradation due to processing delay and to control unmanned machining and artificial intelligence. There is an advantage to make this possible.

또한 e-manufacturing 시스템의 구축을 위한 수단으로 대두되고 있는 STEP-NC 시스템의 구현에 있어, 단순한 STEP-NC 정보의 인터페이스에서 진일보하여 STEP-NC 정보를 바탕으로 지적이고 자율적인 제어를 가능하도록 하는 이점이 있다.In addition, in the implementation of the STEP-NC system, which is emerging as a means for the construction of the e-manufacturing system, the advantage of enabling intelligent and autonomous control based on the STEP-NC information by moving forward from the simple STEP-NC information interface There is this.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비선형 작업단위 공정계획의 STEP-NC 시스템 구성도,1 is a block diagram of a STEP-NC system of a non-linear work unit process plan according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 비선형 공정계획으로 가공하고자 하는 형상 예제도,Figure 2 is an example of the shape to be processed into a non-linear process plan according to an embodiment of the present invention,

도 3a 및 도 3b는 상기 도 2의 형상예제에 대한 가공 영역 분해 예시도,3a and 3b is an exploded view of the processing region for the shape example of FIG.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하드웨어에 중립적인 비선형 공정계획을 그래프로 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a non-neutral process plan neutral to hardware according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하드웨어의 정보를 반영한 비선형 공정계획을 그래프로 도시한 도면,5 is a graph illustrating a non-linear process plan reflecting information of hardware according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비선형 공정계획의 가공 대안 중 실제 CNC를 통해 수행되는 공정계획을 그래프로 도시한 도면.FIG. 6 is a graph illustrating a process plan performed through an actual CNC among machining alternatives of a nonlinear process plan according to an embodiment of the present invention.

Claims (8)

설계된 형상을 수치제어 장치를 이용하여 가공하는 STEP-NC 시스템으로서,STEP-NC system for processing the designed shape using the numerical control device, 비선형 공정계획 방식을 이용하여 가공대안을 표현하고, 이에 근거하여 파트 프로그램을 생성하는 비선형 공정계획 생성기와,A nonlinear process plan generator for expressing a machining alternative using a nonlinear process plan method and generating a part program based on the nonlinear process plan method; 상기 비선형 공정계획 생성기로부터 생성된 파트 프로그램을 로드하고 상기 수립된 비선형 공정계획 정보를 이용하여 대상 물체에 대한 가공을 집행하는 공작기계,A machine tool which loads a part program generated from the nonlinear process plan generator and executes machining on a target object using the established nonlinear process plan information; 를 포함하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.STEP-NC system with a non-linear work unit process planning function comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비선형 공정계획 생성기는, STEP 데이터 모델에 의해 표현된 소재 및 최종 형상을 해석하여 가공 대상 소재로부터 최종 형상을 얻어내기 위해 절삭가공을 통해 가공해야 할 가능한 모든 가공방식을 포함한 비선형 공정계획 방식을 이용하여 표현하고, 이를 STEP-NC 데이터 모델에 의한 코드로 출력시키는 것을 특징으로 하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.The non-linear process plan generator uses a non-linear process plan method including all possible processing methods that need to be processed through cutting to analyze the material and the final shape represented by the STEP data model to obtain the final shape from the material to be processed. STEP-NC system having a non-linear work unit process planning function, characterized in that by expressing, and outputting it as a code by the STEP-NC data model. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 절삭가공을 통해 가공해야할 가능한 모든 가공방식은, 제거볼륨의 모양, 제거순서, 절삭조건, 절삭공구 등의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.All possible processing methods to be processed through the cutting process, STEP-NC system having a non-linear work unit process planning function, characterized in that the information including the shape of the removal volume, removal order, cutting conditions, cutting tools. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비선형 공정계획 생성기는, CAD 정보를 입력받아 가공 대상 물체에 대한 형상 정보를 추출하고, 이를 사용자에게 보여주기 위해 디스플레이하는 형상정보 해석 및 가시화모듈과,The nonlinear process plan generator may include a shape information analysis and visualization module configured to receive CAD information, extract shape information about an object to be processed, and display the same to a user; 상기 형상 정보로부터 가공할 영역을 결정하고, 가공 대상 물체에 대한 공정 계획 및 대안공정 계획이 생성되면, 이를 비선형 공정계획으로 생성하는 비선형 공정계획 생성모듈과,A non-linear process plan generation module for determining an area to be processed from the shape information and generating a non-linear process plan when a process plan and an alternative process plan for the object to be processed are generated; 상기 비선형 공정계획을 포함하는 파트 프로그램을 생성하는 파트 프로그램 생성모듈,을 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.STEP-NC system having a non-linear work unit process planning function, comprising a part program generation module for generating a part program including the non-linear process plan. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공작기계는, 상기 비선형 공정계획 생성기로부터 입력되는 파트 프로그램을 해석하여 비선형 공정계획 정보를 추출하고, 비선형 공정계획에 포함된 여러 공정 게획 중 실제 가공을 위한 최적의 공정계획에 따른 가공 경로에 따라 실제 가공을 수행하는 것을 특징으로 하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.The machine tool analyzes a part program input from the nonlinear process plan generator to extract nonlinear process plan information, and according to a machining path according to an optimal process plan for actual machining among various process plans included in the nonlinear process plan. STEP-NC system with a non-linear work unit process planning function, characterized in that the actual machining. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공작기계는, 상기 비선형 공정계획 생성기로부터 입력되는 파트 프로그램을 해석하여 비선형 공정계획 정보를 추출하는 파트 프로그램 해석모듈과,The machine tool may include a part program analysis module for extracting nonlinear process plan information by analyzing a part program input from the nonlinear process plan generator; 입력으로 들어온 비선형 공정 계획에 실제 집행하고자 하는 공작 기계 하드웨어 정보를 더한 비선형 공정계획을 생성하는 하드웨어 정보 입력 모듈과,A hardware information input module for generating a non-linear process plan by adding the non-linear process plan as input to the machine tool hardware information to be actually executed; 상기 비선형 공정계획에 포함된 여러 공정 계획 중 실제 가공하고자 하는 공작기계에 가장 최적인 공정 계획을 생성하는 최적 공정계획 생성모듈과,An optimal process plan generation module for generating a process plan most suitable for a machine tool to be actually processed among the process plans included in the nonlinear process plan; 상기 최적 공정 계획으로부터 실제 공작기계에서 집행될 가공 경로를 생성하는 가공 경로 생성 모듈과,A machining path generation module for generating a machining path to be executed in an actual machine tool from the optimum process plan; 상기 가공 경로에 따라 실제 가공을 수행하는 자율제어모듈,Autonomous control module for performing the actual machining according to the processing path, 을 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.STEP-NC system having a non-linear work unit process planning function, comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공작기계는, 특정한 하드웨어를 전제로 하지 않은 비선형 공정계획 정보를 포함하는 코드를 입력으로 받아 가공에 사용될 하드웨어의 규격에 맞게 비선형 공정계획을 변환시키는 것을 특징으로 하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.The machine tool has a nonlinear work unit process planning function, characterized in that it receives a code including nonlinear process plan information without a specific hardware as an input and converts the nonlinear process plan according to the specification of the hardware to be used for processing. STEP-NC system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비선형 공정계획 생성기는, 상기 공작기계에서의 실제 가공시, 가공상황 및 현장 상황의 반영을 위해 비선형 공정계획을 선형화시키거나 변형시키는 것을 특징으로 하는 비선형 작업단위 공정계획 기능을 갖는 STEP-NC 시스템.The non-linear process plan generator is a STEP-NC system having a non-linear work unit process plan function, characterized in that to linearize or modify the non-linear process plan in order to reflect the machining situation and the site situation during the actual machining on the machine tool .
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