KR101235450B1 - 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작기계의 매트릭스 매거진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 공작기계의 매트릭스 매거진 좌표 설정장치에 있어서, 매트릭스 매거진중 소정 포트위치로 매거진축을 이동시키는 이동수단; 포트위치의 번호를 지정하는 번호지정수단; 이동수단에 의해 이동된 매거진축의 좌표 데이터를 판독하도록 지시하는 지시수단; 및 지시수단의 지시에 따라 판독된 좌표 데이터를 포트 위치 테이블로 전송하여 저장하는 저장수단;이 제공된다.
공작기계, 매거진, 매트릭스, 좌표, 설정, 포트, 메모리, 전송

Description

매트릭스 매거진의 좌표 설정장치 및 그 방법{Coordinate setting device of a matrix magazine}
도 1은 공작기계에 설치된 매트릭스 매거진의 일예를 나타난 부분 평면도,
도 2는 종래의 공작기계에 있어서, 매트릭스 매거진의 각 포트 좌표를 지정하기 위한 제어부의 개략적인 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 매트릭스 매거진의 각 포트 좌표를 지정하기 위한 제어부 및 주변 장치의 개략적인 정면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법의 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법을 이용한 자동운전의 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 매트릭스 매거진,
15 : 포트,
50 : 제어부,
52 : 비상스위치,
54 : 좌표 표시창,
55 : 좌표 전환스위치,
57 : 포트 지정 장치,
58 : 조그 버튼,
60 : 저장 버튼,
65 : 버스 케이블,
70 : 공작기계,
72 : 메모리 카드.
본 발명은 공작기계의 매트릭스 매거진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계(예를 들어, 수치제어 머시닝 센터 등)에는 다수의 공구를 수납하고, 교환 사용하기 위하여 매거진 장치를 사용한다. 이러한 매거진 장치중 공구를 적재하는 방식의 대표적인 매트릭스형 매거진 장치이다. 도 1은 공작기계에 설치된 매트릭스 매거진의 일예를 나타난 부분 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 매트릭스 매거진 장치(10)에는 수개 내지 수백개 이상의 포트(15)가 구비되어 있다. 각 포트(15)에는 하나의 공구가 수납되거나 꺼내질 수 있고, 일련번호 가 부여되어 있다. 그리고, 매트릭스 매거진 장치(10)는 그 형태에서 의미하는 바와 같이, 공구가 수납되는 포트(15)가 평면적으로 배열되어 있다. 따라서, 각 포트(15)의 위치는 부여된 일련번호, 가로방향 위치값(X좌표값) 및 세로방향 위치값(Z좌표값)의 의해 정의된다.
도 2는 종래의 공작기계에 있어서, 매트릭스 매거진의 각 포트 좌표를 지정하기 위한 제어부(50)의 개략적인 정면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(50)는 조작자가 편리하도록 패널 형태로 구성된다. 제어부(50)의 전면에는 비상 정지를 위한 비상 스위치(52)가 구비된다. 좌표 표시창(54)에는 아라비아 숫자가 표시되며 이는 좌표 전환 스위치(55)의 선택에 따라 축(미도시)의 X 좌표값 또는 Z 좌표값을 의미한다.
좌표 전환 스위치(55)는 전환 스위치이며, 좌표 표시창(54)에 표시되는 축의 좌표값을 X 좌표값으로 표시할 것인지 또는 Z 좌표값으로 표시할 것인지를 선택하게 한다.
포트 지정장치(57)는 3자리의 아라비아 숫자를 표시하며, 각 숫자 자리의 상하에 위치한 버튼을 눌러셔 숫자를 변경할 수 있는 구성이다. 이와 같은 스위치의 구성은 공지된 것이다. 포트 지정장치(57)를 통해 000 ~ 999까지의 포트 번호를 지정할 수 있다.
조그버튼(58)은 축을 매트릭스 매거진(10) 상에서 가로방향 및 세로방향에 대해 정량적으로 이동시키기 위한 입력장치이다. 즉, 좌우 조그버튼(58)의 누름에 의해 축이 가로방향으로 이동하고, 상하 조그버튼(58)의 누름에 의해 축이 세로방 향으로 이동하게 된다.
이하에서는 상기와 같은 종래의 매트릭스 매거진 장치의 좌표설정방법에 대해 설명하기로 한다.
우선, 작업자는 축을 보면서 조그 버튼(58)의 누름을 조합하여 축을 1번 포트(15)에 위치시킨다. 그 다음, 작업자는 포트 지정장치(57)에서 버튼을 눌러 "001" 이라는 포트 번호를 지정한다. 그 다음, 좌표 표시창(54)에서 X 좌표값을 읽고, 좌표 전환 스위치(55)를 전환한다음, Z 좌표값을 읽는다. 읽어진 X, Z 좌표값을 별도의 노트에 기록한다. 그 다음, 포트 지정장치(57)를 "002"로 지정하고 같은 동작을 반복한다. 만약, 포트(15)가 170개라면, 상기와 같은 과정을 170번 반복한다.
별도의 노트 등에 기재된 X, Z 좌표값은 공작기계의 키 입력장치를 통해 하나씩 수동으로 키 입력된다. 이와 같은 과정을 통해 공작기계는 연결된 매거진의 포트갯수와 일련번호 및 X, Z 좌표값을 보유하게 된다. 이와 같이 보유된 데이터들은 공작기계가 매가진으로부터 공구를 교환하고자 할 때 사용된다.
그러나, 이와 같은 종래의 매트릭스 매거진의 좌표설정장치는 다음과 같은 문제점이 있다. 만약 포트의 갯수가 많을 경우 작업자는 같은 과정을 포트의 갯수만큼 반복해야 하는 번거로움이 있다. 이로 인해, 시간과 노력이 많이 소요되고 작업자의 피로도가 상승하게 된다.
또한, 좌표값을 받아 적거나 공작기계에 키입력할 때 오류나 실수가 들어갈 수 있고, 이는 공작기계의 작동 오류, 안전사고 또는 공정 지연 등으로 연결될 가 능성이 높다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 매트릭스 매거진을 갖는 공작기계에 있어서, 매거진 포트의 좌표값을 수동으로 입력하지 않고, 자동으로 설정할 수 있도록 하는 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 공작기계의 매트릭스 매거진 좌표 설정장치에 있어서,
매트릭스 매거진중 소정 포트위치로 매거진축을 이동시키는 이동수단;
포트위치의 번호를 지정하는 번호지정수단;
이동수단에 의해 이동된 매거진축의 좌표 데이터를 판독하도록 지시하는 지시수단; 및
지시수단의 지시에 따라 판독된 좌표 데이터를 포트 위치 테이블로 전송하여 저장하는 저장수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 매거진축의 좌표 데이터는 2차원 좌표(X, Z) 데이터인 것이 바람직하다.
아울러, 지시수단은 버튼이 될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 본 발명의 또 다른 카테고리로서, 공작기계의 매트릭스 매거진 좌표 설정방법에 있어서,
매트릭스 매거진중 소정 포트위치로 매거진축을 이동시키는 이동단계(S100);
포트위치의 번호를 지정하는 포트번호 지정단계(S200);
지시수단의 입력신호에 의해 상기 매거진축의 이동된 좌표 데이터를 판독하는 단계(S300); 및
판독된 좌표 데이터를 포트 위치 테이블로 전송하여 저장하는 단계(S400);로 구성되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 이동단계(S100)는 조그버튼 또는 핸들에 의해 입력된 입력량에 기초하여 매거진축을 이동시키는 것이 가장 바람직하다.
또한, 이동단계(S100)는 매거진 축에 관한 도면 데이터로부터 각 포트의 위치 데이터를 판독하는 단계(S510)를 더 포함하고,
판독단계(S300)는 매거진축의 이동된 좌표 데이터와 도면 데이터로부터 판독된 포트 위치 데이터를 비교하여 소정의 허용오차 범위이내인지 여부를 판단하는 단계(S560)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다.
이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 공작기계에 설치된 매트릭스 매거진의 일예를 나타난 부분 평 면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 매트릭스 매거진 장치(10)에는 수개 내지 수백개 이상의 포트(15)가 구비되어 있다. 각 포트(15)에는 하나의 공구가 수납되거나 꺼내질 수 있고, 일련번호가 부여되어 있다. 그리고, 매트릭스 매거진 장치(10)는 그 형태에서 의미하는 바와 같이, 공구가 수납되는 포트(15)가 평면적으로 배열되어 있다. 따라서, 각 포트(15)의 위치는 부여된 일련번호, 가로방향 위치값(X좌표값) 및 세로방향 위치값(Z좌표값)의 의해 정의된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 매트릭스 매거진의 각 포트 좌표를 지정하기 위한 제어부 및 주변 장치의 개략적인 정면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(50)는 조작자가 편리하도록 패널 형태로 구성된다. 제어부(50)의 전면에는 비상 정지를 위한 비상 스위치(52)가 구비된다. 좌표 표시창(54)에는 아라비아 숫자가 표시되며 이는 좌표 전환 스위치(55)의 선택에 따라 축(미도시)의 X 좌표값 또는 Z 좌표값을 의미한다.
좌표 전환 스위치(55)는 전환 스위치이며, 좌표 표시창(54)에 표시되는 축의 좌표값을 X 좌표값으로 표시할 것인지 또는 Z 좌표값으로 표시할 것인지를 선택하게 한다.
포트 지정장치(57)는 3자리의 아라비아 숫자를 표시하며, 각 숫자 자리의 상하에 위치한 버튼을 눌러셔 숫자를 변경할 수 있는 구성이다. 이와 같은 스위치의 구성은 공지된 것이다. 포트 지정장치(57)를 통해 000 ~ 999까지의 포트 번호를 지정할 수 있다.
조그버튼(58)은 축을 매트릭스 매거진(10) 상에서 가로방향 및 세로방향에 대해 정량적으로 이동시키기 위한 입력장치이다. 즉, 좌우 조그버튼(58)의 누름에 의해 축이 가로방향으로 이동하고, 상하 조그버튼(58)의 누름에 의해 축이 세로방향으로 이동하게 된다.
저장버튼(60)은 축을 해당 포트(15)로 이동시킨 다음, 누를 경우, 해당 축위치에서의 X 좌표값과 Z 좌표값을 해당 포트의 좌표값으로 저장하게 된다. 저장된 X, Z 좌표값은 저장버튼(60)이 눌러질 때마다 또는 설정 과정이 끝난후 버스 케이블(65)을 통해 일시에 공작기계(70)로 전송된다. 또한 작업 환경의 옵션에 따라서는 공작기계(70)와 메모리 카드(72)에 동시 저장이 가능하도록 전송한다. 메모리 카드(72)는 공작기계(70)용 데이터의 백업용으로 기능할 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치의 동작방법에 대해 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 우선, 작업자는 축을 보면서 조그 버튼(58)의 누름을 조합하여 축을 1번 포트(15)에 위치시킨다(S100단계). 이 때, 1번 포트의 X 좌표값과 Z 좌표값이 좌표 표시창(54)에 표시된다.
그 다음, 작업자는 포트 지정장치(57)에서 버튼을 눌러 "001" 이라는 포트 번호를 지정한다(S200 단계). 필요에 따라서, S100단계와 S200 단계는 역전될 수 있다.
그 다음, 작업자는 저장버튼(60)을 누른다. 그러면, 포트번호("001")에 해당 X 좌표값, Z 좌표값이 대응되어 제어부(50)내의 임시 메모리(미도시)에 저장된다 (S300 단계).
그 다음, "002" 포트에 대해 동일한 과정이 반복되고 이는 원하는 모든 포트에 대해 수행된다(S350 단계). 만약, 포트(15)가 170개라면, 상기와 같은 과정을 170번 반복한다.
그 다음, 제어부(50)내에 기록된 포트번호, X, Z 좌표값은 버스 케이블(65)을 통해 공작기계(70)로 전송되어 저장된다(S400). 그리고, 데이터의 백업을 위해 메모리 카드(72)에도 저장된다. 메모리 카드(720)에 백업된 데이터는 공작기계의 명령에 따라 판독되어질 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 본 발명에 따른 매거진의 좌표 설정방법이 완료된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법의 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 우선, 매거진의 좌표 설정에 필요한 변수값들을 초기화한다(S500). 보다 구체적으로는, 포트 갯수(n), 포트위치(Xp[n], Zp[n]), 포트 측정완료 플래그(Check[n]), 현재 X축 위치(Xc), 현재 Z축 위치(Zc), 도면상 포트위치(Xm[n], Ym[n]), 도면과 측정값의 허용오차(Err), 핸들조작반의 입력키(KeyHandle), 측정 포트 번호(Port) 등이다. 이들 변수값들은 "0" 또는 소정의 지정된 값으로 초기화된다. 변수들중 "[n]"은 행렬 값을 의미한다.
그 다음, 소정의 기계 도면에서 각 포트의 위치값을 판독하여 입력한다(S510). 기계도면이란 데이터화된 해당 매트릭스 매거진의 기계 도면(일명 설계 도면)을 나타내며, 컴퓨터 등에 의해 생성되고 판독 가능하다. 따라서, 공작기계는 이로 부터 각 매트릭스 매거진의 포트 위치를 판독하여 입력한다. 이러한 포트의 위치값은 포트위치(Xp[1~n], Zp[1~n])에 각각 입력된다.
그 다음, 도면과 실제 매트릭스 매거진 사이의 허용오차(Err)를 입력한다(예를 들어, Err = 50 mm). 이러한 허용오차(Err)는 작업자에 의해 입력될 수도 있고, 프로그램에 의해 미리 내정될 수도 있다.
그 다음, 조그 버튼(58)을 이용하여 매거진의 기계축을 이동시킨다(S530).
그 다음, 입력키(KeyHandle)를 입력한다(S540). 입력키는 작업자가 누른 키의 키값이고, 본 단계에서는 "저장"이 될 수 있다.
만약, 작업자에 의해 눌려진 키가 저장 버튼(60)인 경우(S550), 도면상의 포트위치(Xp, Zp)와 기계도면상의 포트위치(Xm, Zm)의 차가 허용오차(Err) 범위내인지를 판단한다(S560). 만약 허용오차 이내라면 다음 단계가 수행되고, 허용오차(Err)보다 크다면 S530 단계로 복귀하여 기계축을 재이동하여야 한다.
만약, 작업자에 의해 눌려진 키가 종료버튼인 경우(S600), 상기 S530 단계로 복귀한다.
만약, 도면상의 포트위치(Xp, Zp)와 기계도면상의 포트위치(Xm, Zm)의 차가 허용오차(Err) 범위내인 경우, 현재 포트의 번호를 저장하고(S580), 현재 축의 위치값을 각 포트변수에 저장한다(S590). 그리고, 포트측정완료 플래그(Check[Port])에 "1"을 입력하여 해당 포트에서 측정이 완료되었음을 기억한다.
이상의 과정을 통해 1개 포트의 측정과 입력이 완료된다. 그 다음에는 S530 단계로 복귀하여 다른 포트에 대해 동일한 과정을 반복함으로서 측정과 입력을 수행한다. ,
도 6은 본 발명에 따른 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법을 이용한 자동운전의 흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 우선, 매거진의 좌표 설정에 필요한 변수값들을 초기화한다(S700). 보다 구체적으로는, 포트 갯수(n), 공구반출입 위치(Xci, Zci), 포트위치(Xp[n], Zp[n]), 호출공구번호(CallTool), 포트의 공구번호(TooLp[n]), 공구 이송 경유지(Xpath[n], Zpath[n]), 포트공구 보유 유무의 플래그(Tool[n]) 등이다. 이들 변수값들은 "0" 또는 소정의 지정된 값으로 초기화된다. 변수들중 "[n]"은 행렬 값을 의미한다.
그 다음, 소정의 기계 도면에서 각 셋업정보를 판독하여 입력한다(S710). 판독되는 셋업정보는 공구반출입 위치(Xci, Zci), 포트위치(Xp[n], Zp[n]), 공구 이송 경유지(Xpath[n], Zpath[n]) 등이 될 수 있다.
그 다음, 가공프로그램으로부터 지정된 공구번호를 판독하여 읽어들인다(SS720). 이 때, 호출공구번호(CallTool)에 지정된 공구번호가 입력되어 저장된다.
그 다음, 각 포트에 대해 포트번호를 검색하여 포트의 공구번호(TooLp)와 지정공구번호(CallTool)가 같은지 여부를 판단한다. 만약 다르다면 다른 포트번호에 대해 동일 여부를 판단한다.
만약, 포트의 공구번호(TooLp)와 지정공구번호(CallTool)가 같다면, 공구의 호출 형태가 반출(매거진에서 공작기계로의 이송)인지 반입(공작기계에서 매거진으로의 이송)인지 여부를 판단한다(S740).
만약 반입인 경우, 매거진 축을 시작점(Xci, Zci)로 이송하고(S750), 그 다음 매거진 축을 경유지(Xpath[k], Zpath[k])로 이송한다(S752). 매거진 축이 경유 지를 경유한 다음 k번째 포트위치(Xp[k], Zp[k])로 이동하여(S754), 해당 포트에 공구를 장착한다. 공구가 장착되면, 이를 알리기 위하여 포트공구보유유무(Tool[k])의 값을 변경한다(S756). 그 다음, 매거진 축을 경유지(Xpath[k], Zpath[k])로 이동한 다음(S758), 포트위치(Xp[k], Zp[k])로 이동한다(S760).
만약, 반출인 경우, 매거진 축을 경유지(Xpath[k], Zpath[k])로 이송한다(S780). 그 다음, 매거진 축이 경유지를 경유한 다음 k번째 포트위치(Xp[k], Zp[k])로 이동하여(S782), 해당 포트에서 공구를 삭제한다(S784). 그 다음 매거진 축을 경유지(Xpath[k], Zpath[k])로 이동하고(S758), 포트위치(Xp[k], Zp[k])로 이동한다(S760).
이와 같은 과정을 통해 자동운전의 한 과정이 완료되고, 처리과정은 S720 단계로 복귀하여 다른 공구번호를 읽게 된다.
비록, 본 발명에서는 포트 지정이 완료된 후에 한번에 데이터를 전송하도록 설명하였으나, 저장버튼(60)이 눌려질 때마다 데이터를 전송하도록 구성할 수도 있음은 물론이고, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위내에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 매거진 포트의 좌표값을 수동으로 입력하지 않고, 자동으로 설정할 수 있는 장점이 있다.
이는 매거진 상에 공구의 갯수가 많더라도 상관없고, 작업자의 피로감이 없으며, 데이터의 입력 실수를 방지할 수 있고, 효율적인 작업이 가능하다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (4)

  1. 공작기계의 매트릭스 매거진 좌표 설정장치에 있어서,
    상기 매트릭스 매거진중 소정 포트위치로 매거진축을 이동시키는 이동수단;
    상기 포트위치의 번호를 지정하는 번호지정수단;
    상기 이동수단에 의해 이동된 매거진축의 좌표 데이터를 판독하도록 지시하는 지시수단; 및
    상기 지시수단의 지시에 따라 판독된 좌표 데이터를 포트 위치 테이블로 전송하여 저장하는 저장수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매거진축의 좌표 데이터는 2차원 좌표(X, Z) 데이터인 것을 특징으로 하는 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치.
  3. 공작기계의 매트릭스 매거진 좌표 설정방법에 있어서,
    상기 매트릭스 매거진중 소정 포트위치로 매거진축을 이동시키는 이동단계(S100);
    상기 포트위치의 번호를 지정하는 포트번호 지정단계(S200);
    지시수단의 입력신호에 의해 상기 매거진축의 이동된 좌표 데이터를 판독하 는 단계(S300); 및
    판독된 좌표 데이터를 포트 위치 테이블로 전송하여 저장하는 단계(S400);로 구성되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동단계(S100)는 상기 매거진 축에 관한 도면 데이터로부터 각 포트의 위치 데이터를 판독하는 단계(S510)를 더 포함하고,
    상기 판독단계(S300)는 상기 매거진축의 이동된 좌표 데이터와 상기 도면 데이터로부터 판독된 포트 위치 데이터를 비교하여 소정의 허용오차 범위이내인지 여부를 판단하는 단계(S560)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 매거진의 좌표 설정방법.
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