KR101663677B1 - 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치 및 그 가공 방법 - Google Patents

Abstract

가공 장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 가공 장치는, 공구를 이용하여 가공 대상물을 가공하는 가공 장치로서, 베이스; 상기 베이스 상에 위치되며 상기 가공 대상물이 고정되는 고정부; 상기 고정부에 고정된 상기 가공 대상물을 가공하기 위하여 상기 가공 대상물 상부에 상기 공구가 위치되도록 상기 공구를 지지하는 공구 지지대 및 상기 고정부에 고정되는 상기 가공 대상물과 상기 공구 지지대에 의하여 지지되는 상기 공구의 위치를 확인하고 정렬하기 위한 가공 대상물 및 공구 정렬부를 포함하되, 상기 가공 대상물 및 공구 정렬부는 상기 가공 대상물의 위치를 확인하도록 상기 고정부에 인접하게 위치되는 가공 대상물 위치 확인부; 공구의 위치를 확인할 수 있도록 공구가 설치되는 공구 지지대로부터 이격 위치되는 공구 위치 확인부 및 가공 대상물 위치 확인부에서 확인된 가공 대상물의 위치와 공구 위치 확인부에 의하여 확인된 공구의 위치 정보에 따라 가공 대상물에 대한 공구의 위치를 자동으로 설정하고 정렬시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치 및 그 가공 방법{Machining apparatus having a function of automatic tool setting and alignment and a method thereof}

본 발명은 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공 대상물을 가공하기 위한 공구를 자동으로 설정하고 정렬할 수 있는 기능을 갖는 가공 장치에 대한 것이다.

공작기계는 기계를 만드는 기계이다. 공작 기계는 공구의 움직임을 수동핸들로 조작하는 종래의 수동식 기계 방식에서 가공 지령정보에 따라 2축 이상의 서보 모터를 동시에 제어하여 복잡한 형상도 정밀하게 단시간 내에 가공하는 수치제어 (NC, Numerical Control) 공작기계로 발전하여 왔다.

NC공작기계의 초기 목적은 복잡한 형상의 물품을 고정밀도로 가공하기 위하여 개발된 것으로서 밀링 머신이나 보링머신에 많이 적용되었다. 그러나, 최근에는 생산성 향상을 목적으로 NC 공작기계를 사용하는 편이 많으며 적용기종도 공작기계의 주류를 이루는 선반이나 머시닝 센터, 드릴/탭핑 머신으로 확산되었으며, 와이어커트 방전 가공기나 레이저 가공기 등에도 응용되고 있다.

공작기계가 지령한 대로 움직이기 위해서는 서보 모터가 이용되고 서보 모터를 구동하기 위해서는 서보 모터 구동 장치 (driver)가 이용된다. 결과적으로 NC 공작 기계에 사용되는 제어기는 지령된 파트프로그램을 입력으로 받아 서보 모터를 구동시킴으로서 원하는 형상을 자동으로 가공시키는데, 최근에는 이와 같이 컴퓨터 기술을 접목한 NC를 컴퓨터화된 (computerized) NC 혹은 컴퓨터 NC라는 의미로 CNC (Computer Numerical Control) 라고 칭한다.

한편, CNC 장비에 설치되는 공구(tool)를 보다 다양하게 하기 위하여 가공 대상물이 지지되는 바이스(vise) 상부측에 원반 형태의 회전 지지대를 설치하고, 회전 지지대의 외주면에 복수의 공구가 돌출되도록 이격 설치한 구조가 제안되었다.

이와 같이 복수의 공구를 구비한 CNC 공작 기계의 경우 다양한 공구를 이용하여 CNC 가공을 수행할 수 있다는 장점이 있으나, 가공 대상물을 가공하는 과정에서 여러 공구가 사용되는 경우, 사용되는 공구가 변경될 때 마다 각각의 공구 마다의 가공 대상물에 대한 각축(X축, Y축, Z축)의 정렬 및 기준점 설정을 작업자가 다시 해야 하는 번거로움이 있었다.

이와 같이 가공 대상물에 대한 공구의 정렬을 수동으로 하는 것은 작업자에게 번거로울 뿐 아니라 작업의 효율성을 떨어뜨리며, 작업의 정밀도를 낮추는 문제점을 야기할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 가공 장치의 공구와 가공 대상물을 자동으로 정렬하고 기준점을 설정할 수 있는 가공 장치 및 이를 이용한 가공 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 공구를 이용하여 가공 대상물을 가공하는 가공 장치로서, 베이스; 상기 베이스 상에 위치되며 상기 가공 대상물이 고정되는 고정부; 상기 고정부에 고정된 상기 가공 대상물을 가공하기 위하여 상기 가공 대상물 상부에 상기 공구가 위치되도록 상기 공구를 지지하는 공구 지지대 및 상기 고정부에 고정되는 상기 가공 대상물과 상기 공구 지지대에 의하여 지지되는 상기 공구의 위치를 확인하고 정렬하기 위한 가공 대상물 및 공구 정렬부를 포함하되, 상기 가공 대상물 및 공구 정렬부는 상기 가공 대상물의 위치를 확인하도록 상기 고정부에 인접하게 위치되는 가공 대상물 위치 확인부; 상기 공구의 위치를 확인할 수 있도록 상기 공구가 설치되는 공구 지지대로부터 이격 위치되는 공구 위치 확인부 및 상기 가공 대상물 위치 확인부에서 확인된 가공 대상물의 위치와 상기 공구 위치 확인부에 의하여 확인된 공구의 위치 정보에 따라 상기 가공 대상물에 대한 상기 공구의 위치를 자동으로 설정하고 정렬시키는 제어부를 포함하는, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치가 제공된다.

이 때, 상기 고정부는 상기 베이스 상에 위치되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 설치되는 제 1 지지대; 상기 베이스 플레이트의 타측에 설치되는 제 2 지지대; 상기 제 1 지지대 및 제 2 지지대 사이에 결합되는 회전 스크류; 상기 회전 스크류의 회전에 따라 상기 제 2 지지대 측으로부터 상기 제 1 지지대 측으로 이동 가능하도록 상기 회전 스크류에 결합되는 이동 지지대 및 상기 회전 스크류를 회전시키기 위한 회전 레버를 포함하며, 상기 제 1 지지대 및 상기 이동 지지대 사이에 가공 대상물이 결합되어 위치 고정될 수 있다.

이 때, 상기 가공 대상물 위치 확인부는; 상기 가공 대상물이 놓여지는 평면 상에서 상기 가공 대상물의 제 1 방향 위치를 확인하기 위한 제 1 센서; 상기 제 1 센서를 상기 베이스 상에 고정하기 위한 제 1 센서 지지대; 상기 가공 대상물이 놓여지는 평면 상에서 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 상기 가공 대상물의 위치를 확인하기 위한 제 2 센서 및 상기 제 2 센서를 상기 베이스 상에 고정하기 위한 제 2 센서 지지대를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 센서는 상기 제 1 센서에 대향하는 상기 가공 대상물의 일측면까지의 거리를 측정하고, 상기 제어부는 상기 제 1 센서의 위치 정보 및 상기 제 1 센서에 의하여 측정된 제 1 거리 정보를 이용하여 상기 가공 대상물의 제 1 방향 위치를 확인할 수 있다.

이 때, 상기 제 2 센서는 상기 제 2 센서에 대향하는 상기 가공 대상물의 타측면까지의 거리를 측정하며, 상기 제어부는 상기 제 2 센서의 위치 정보 및 상기 제 2 센서에 의하여 측정된 제 2 거리 정보를 이용하여 상기 가공 대상물의 제 2 방향 위치를 확인할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 접촉식 센서 또는 비접촉식 센서일 수 있다.

이 때, 상기 제 1 센서 지지대 및 상기 제 2 센서 지지대는 상기 제 1 지지대의 측부에 서로 인접하게 위치될 수 있다.

이 때, 상기 공구 지지대는 상기 베이스 상에 고정되는 지지 프레임; 상기 지지 프레임에 대하여 상하 방향 및 수평 방향으로 이동가능하게 결합되는 수직 지지대 및 상기 베이스와 나란한 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 수직 지지대에 결합되며 외주부에 상기 공구의 단부가 돌출되도록 결합되는 회전 지지대를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 회전 지지대는 원판형으로 형성되며, 상기 원판형 회전 지지대의 둘레에는 복수의 서로 다른 공구가 이격 배치될 수 있다.

이 때, 상기 회전 지지대에 설치되는 복수의 서로 다른 공구 중 어느 하나는 기준 공구일 수 있다.

이 때, 상기 회전 지지대의 상기 회전축으로부터 상기 공구의 단부의 연장 방향으로 상기 공구의 단부보다 먼 거리에 위치되도록 배치되는 제 3 센서 및 상기 제 3 센서를 지지하는 제 3 센서 지지대를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 3 센서는 상기 회전 지지대의 직상부, 측부 및 하부 중 어느 일 위치에 위치될 수 있다.

이 때, 상기 제 3 센서는 상기 제 3 센서로부터 상기 회전 지지대의 회전축의 직상부에 12시 방향으로 위치될 수 있는 기준 공구 및 나머지 공구까지의 거리를 측정하며, 상기 제어부는 상기 제 3 센서의 높이 정보 및 상기 제 3 센서에 의하여 측정된 기준 공구 및 나머지 공구까지의 거리를 이용하여, 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정하되, 상기 공구의 위치 정보는 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 기준 공구가 6시 방향으로 배치된 상태에서 상기 가공 대상물로부터 상기 기준 공구의 단부까지의 거리를 측정하기 위한 거리 측정 수단을 더 포함하되, 상기 공구의 위치 정보는 상기 거리 측정 수단에 의하여 측정된 상기 가공 대상물로부터 상기 기준 공구의 단부까지의 거리를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 거리 측정 수단은 접촉식 또는 비접촉식 거리 측정 수단으로 형성되되, 상기 접촉식 거리 측정 수단은 상기 회전 지지대에 설치되어 상기 기준 공구를 상기 회전 지지대의 반경 방향으로 연장 이동시킬 수 있는 연장 가이드를 포함하며, 상기 비접촉식 거리 측정 수단은 상기 공구 지지대 또는 상기 고정부 중 어느 하나에 설치되어 상기 가공 대상물로부터 상기 기준 공구의 단부까지의 거리를 측정할 수 있는 적외선 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하여 가공 대상물을 가공하기 위한 방법으로서, 가공 대상물을 고정부에 고정시키는 단계; 상기 가공 대상물의 수평 방향 위치를 확인하는 단계; 복수의 공구를 제공하는 단계; 상기 복수의 공구 중 기준 공구를 정하고, 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정하는 단계; 상기 기준 공구의 단부와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인하는 단계; 상기 확인된 가공 대상물의 수평 방향 위치 정보, 상기 복수의 공구들의 수직 방향 보정값, 및 상기 기준 공구의 단부와 가공 대상 사이의 수직 방향 거리 정보를 제어부에 저장하는 단계; 상기 가공 대상물을 가공하기 위한 가공 소프트웨어를 입력하는 단계; 상기 제어부에 저장된 정보들에 기초하여 상기 입력된 가공 소프트웨어에 따라 상기 가공 대상물을 가공하는 단계 및 상기 가공 대상물의 가공을 완료하는 단계를 포함하는, 가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하여 가공 대상물을 가공하는 방법이 제공된다.

이 때, 상기 가공 대상물의 위치를 확인하는 단계는, 제 1 센서를 이용하여 상기 가공 대상물의 제 1 방향 위치를 계측하는 단계; 제 2 센서를 이용하여 상기 가공 대상물의 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향 위치를 계측하는 단계; 상기 계측된 제 1 방향 및 제 2 방향 위치 정보를 제어부로 전달하는 단계; 상기 전달된 제 1 방향 및 제 2 방향 위치 정보를 상기 제 1 센서 및 제 2 센서의 기준 위치 정보와 비교하는 단계 및 상기 비교된 결과값에 따란 현재 가공 대상물의 위치를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 복수의 공구 중 기준 공구를 정하고, 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정하는 단계는 상기 기준 공구 및 나머지 공구를 12시 방향으로 회전시키는 단계; 제 3 센서를 이용하여 상기 기준 공구 및 나머지 공구의 단부와 상기 제 3 센서 사이의 거리를 측정하는 단계; 상기 측정된 기준 공구 및 나머지 공구의 단부와 제 3 센서 사이의 거리 정보에 근거하여 기준 공구에 대한 나머지 공구의 차이값을 보정값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 기준 공구의 단부와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인하는 단계는 상기 기준 공구를 6시 방향으로 위치시키는 단계; 및 상기 기준 공구의 단부와 상기 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 접촉식 또는 비접촉식 방식으로 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 가공 장치는 가공 대상물에 대한 공구의 위치를 자동으로 계측하고 계측된 가공 대상물과 공구의 위치를 자동으로 정렬함으로써 작업 정밀도를 높이고 가공 대상물의 가공 작업을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치는 가공 대상물을 정확하게 고정 지지하며, 자동으로 가공 대상물에 대한 공구 위치를 조정하고 기준점을 설정하여, 공구가 정렬 및 조정될 때 안정적으로 이동 및 작동하도록 하여 가공 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치는 가공 대상물을 가공하는 공구가 교체되는 경우에도 교체시마다 작업자가 수동으로 공구를 정렬하거나 기준점을 설정하지 않고 자동으로 공구를 정렬 및 기준점을 설정함으로써 작업의 편이성이 향상된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치는 가공 대상물을 가공하는 공구의 X축, Y축 및 Z축 정렬이 한번에 이루어질 수 있어 작업 속도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 고정부 및 가공 대상물 위치 확인부의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 고정부에 가공 대상물이 파지된 상태를 나타낸 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 대상물 위치 확인부에서 가공 대상물까지의 거리를 측정하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에서 공구 위치 확인부가 공구의 위치를 확인하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에서 공구가 가공 대상물을 가공하기 위하여 하강하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법에서 가공 대상물의 수평 방향 위치를 확인하는 단계의 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법에서 공구의 수직 방향 보정값을 설정하는 단계의 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법에서 기준 공구의 단부와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인하는 단계의 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 정면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 고정부 및 가공 대상물 위치 확인부의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 고정부에 가공 대상물이 파지된 상태를 나타낸 측단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 대상물 위치 확인부에서 가공 대상물까지의 거리를 측정하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에서 공구 위치 확인부가 공구의 위치를 확인하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에서 공구가 가공 대상물을 가공하기 위하여 하강하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(10)는 공구(50)를 이용하여 가공 대상물(2)을 가공하는 가공 장치로서, 베이스(20), 고정부(60), 공구 지지대(40) 및 가공 대상물 및 공구 정렬부(100)를 포함한다.

베이스(20)는 공구(50)를 이용하여 가공 대상물(2)을 가공하기 위하여 바닥면에 설치된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 베이스(20)는 한 쌍의 수직 측면 상에 상부면(22)이 지지되도록 구성될 수 있다. 이 때, 상부면(22) 상에 고정부(60)가 위치되어 가공 대상물(2)이 고정부(60)에 고정되도록 형성된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 고정부(60)는 베이스 플레이트(61), 제 1 지지대(62), 제 2 지지대(68), 이동 지지대(64), 회전 스크류(66) 및 회전 레버(69)를 포함한다.

베이스 플레이트(61)는 베이스(20)의 상부면(22) 상에 놓여지는 판형 부재로서 도 4에 도시된 바와 같이 y축 방향으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 베이스 플레이트(61) 연장 방향으로 볼 때 상부면 일단부 측에는 제 1 지지대(62)가 형성되고, 타단부 측에는 제 2 지지대(68)가 형성된다. 도 4를 참조하면, 제 1 지지대(62)와 제 2 지지대(68) 사이에는 회전 스크류(66)가 베이스 플레이트(61)의 연장 방향으로 바닥면에 수평하게 설치된다. 회전 스크류(66)에는 이동 지지대(64)가 설치되며, 이동 지지대(64)는 회전 스크류(66)의 회전에 따라 제 2 지지대(68) 방향으로부터 제 1 지지대(62) 방향으로 또는 그 역방향으로 이동할 수 있도록 형성된다. 한편, 회전 스크류(66)를 수동으로 회전시킬 수 있도록 제 2 지지대(68)에는 회전 레버(69)가 설치된다. 회전 레버(69)는 회전 스크류(66)와 연결되어 작업자가 회전 레버(69)를 회전시킴에 따라 회전 스크류(66)가 회전할 수 있도록 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 지지대(62), 이동 지지대(64) 및 제 2 지지대(68)에는 회전 스크류(66)를 회전가능하게 지지할 수 있도록 하기 위한 공지의 베어링 구조체 또는 결합 구조체가 내부에 형성되어 있는데, 이와 같은 구조는 이미 공지된 구조이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가공 대상물(2)이 제 1 지지대(62)와 제 2 지지대(68) 사이에 위치된 상태에서, 작업자가 이동 지지대(64)를 제 1 지지대(62) 방향으로 이동시켜 제 1 지지대(62)와 이동 지지대(64) 사이에 가공 대상물이 맞물려 지도록 함으로써 가공 대상물(2)이 고정부(60)에 위치 고정된다.

한편, 고정부(60)에 고정된 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 공구(50)가 고정부(60) 상부에 위치될 수 있도록 공구(50)를 지지하는 공구 지지대(40)가 고정부(60) 측부에 위치된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 공구 지지대(40)는 지지 프레임(48), 수직 지지대(42), 수평 방향 가이드(44), 상하 방향 가이드(46) 및 회전 지지대(41)를 포함할 수 있다.

지지 프레임(48)은 베이스(20)의 상부면 상에 수직 방향으로 연장된 프레임으로 형성되며, 고정부(60)를 향하는 전방 측면에 수직 지지대(42)가 결합된다. 이 때, 지지 프레임(48)은 도 2에서 볼 때 y축 방향으로 이동가능하도록 베이스의 상부면에 설치된 이동 가이드(36)에 의하여 지지될 수 있다.

이 때, 지지 프레임(48)의 전방 측면에는 수직 지지대(42)를 상하 방향(z 축 방향)으로 이동시킬 수 있도록 상하 방향 가이드(46)가 결합된다. 상하 방향 가이드(46)는 수직 지지대(42)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있도록 공지의 모터 구동 방식의 가이드, LM 가이드 또는 유압식으로 작동하는 가이드 장치를 포함할 수 있으며, 상하 방향 가이드의 종류가 특정 가이드 장치에 제한되는 것은 아니다.

한편, 수직 지지대(42)의 고정부(60)를 향하는 전방 측면에 수평 방향 가이드(44)가 결합되고, 수평 방향 가이드(44)에는 회전 지지대(41)가 회전가능하게 결합된다. 회전 지지대(41)는 도 2에서 볼 때 y축 방향과 나란한 회전축(C)을 중심으로 회전될 수 있는 원판 형 부재로 형성된다. 이 때, 본 실시예에서는 회전 지지대(41)가 원판 형 부재인 것으로 예시하였으나, 회전 지지대(41)의 형태가 원판 형에 제한되는 것은 아니다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 회전 지지대(41)의 외주부에는 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)가 원주 방향으로 이격 배치된다. 이 때, 각각의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)는 그 단부가 회전 지지대(41)로부터 외측 방향으로 돌출 형성된다. 회전 지지대의 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)는, 도 1에서 볼 때, 6시 방향에 위치되면 고정부(60)에 고정된 가공 대상물(2)의 상부에 위치될 수 있으며, 회전 지지대(41)의 회전에 따라 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 공구가 선택될 수 있다. 이 때, 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) 중 하나의 공구는 기준 공구로 설정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(10)에서 기준 공구란 기준 공구 이외의 나머지 공구들의 위치를 보정하고 설정하기 위한 기준이 되는 공구를 의미한다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.

회전 지지대(41)는 수평 방향 가이드(44)에 설치된 상태에서 회전할 수 있을 뿐 아니라, 수평 방향 가이드(44)에 의하여 수평 방향(x 축 방향)으로 이동가능하도록 형성된다. 회전 지지대(41)를 지지하는 수평 방향 가이드(44)는 상하 방향 가이드(46)와 유사하게 공지의 모터 구동 방식의 가이드, LM 가이드 또는 유압식으로 작동하는 가이드 장치를 포함할 수 있으며, 수평 방향 가이드(44)의 종류가 특정 가이드 장치에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 지지대(41)는 베이스(20) 상에 고정되는 가공 대상물(2)을 가공하기 위하여 가공 대상물 상부에서 수평(x축) 및 수직(z축) 방향으로 이동할 수 있으며, 지지 프레임(48)이 y축 방향으로 이동함에 따라 3축 방향으로 모두 이동할 수 있도록 형성된다. 그리고, 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 공구를 변경하기 위하여 회전 지지대(41)는 회전축(C)을 중심으로 회전할 수 있다. 회전 지지대(41)의 회전 및 3축 방향 이동은 가공 장치(10)의 제어부(130)에 의하여 제어될 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가공 대상물 및 공구 정렬부(100)는 가공 대상물 위치 확인부(110), 공구 위치 확인부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.

가공 대상물 위치 확인부(110)는 가공 대상물(2)의 수평 방향 위치를 확인하기 위한 구성으로서 고정부(60)에 인접하게 배치되는 제 1 센서부(150) 및 제 2 센서부(160)를 포함한다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 제 1 센서부(150)는 제 1 센서(154) 및 제 1 센서 지지대(152)를 포함한다. 제 1 센서(154)는 가공 대상물(2)이 고정부(60)에 고정된 상태에서 가공 대상물(2)의 y축 방향 위치를 확인하기 위한 센서이다. 도 3에서 볼 때, 고정부(60)의 베이스 플레이트(61)의 y축 방향 측부에는 제 1 센서(154)를 지지하기 위한 제 1 센서 지지대(152)가 위치되며, 제 1 센서 지지대(152)에 제 1 센서(154)가 설치된다. 이 때, 제 1 센서(154)는, 가공 대상물(2)이 고정부(60)에 고정된 상태에서 제 1 센서(154)의 단부로부터 가공 대상물(2)의 일 측면까지의 거리(L1)를 측정한다.(도 9의 S901) 제 1 센서(154)는 적외선과 같은 비 접촉 방식으로 거리를 측정하는 센서이거나, 또는 제 1 센서(154)의 단부가 y 축 방향으로 이동하여 고정부(60)의 단부에 접촉되면, 단부의 이동거리를 측정할 수 있는 접촉 방식의 거리 측정 센서일 수 있다.

한편, 제 2 센서부(160)는 제 2 센서(164) 및 제 2 센서 지지대(162)를 포함한다. 제 2 센서(164)는 가공 대상물(2)이 고정부(60)에 고정된 상태에서 가공 대상물(2)의 x축 방향 위치를 확인하기 위한 센서이다. 도 3에서 볼 때, 고정부(60)의 베이스 플레이트(61)의 x축 방향 측부에는 제 2 센서(164)를 지지하기 위한 제 2 센서 지지대(162)가 위치되며, 제 2 센서 지지대(162)에 제 2 센서(164)가 설치된다.

제 2 센서(164)는 제 1 센서(154)와 수직 방향으로 배치된다. 이 때, 제 2 센서(164)는, 가공 대상물(2)이 고정부(60)에 고정된 상태에서 제 2 센서(164)의 단부로부터 가공 대상물(2)의 다른 측면까지의 거리(L2)를 측정한다. (도 9의 S902)

제 2 센서(164)는 적외선과 같은 비 접촉 방식으로 거리를 측정하는 센서이거나, 또는 제 2 센서(164)의 단부가 x축 방향으로 이동하여 고정부의 단부에 접촉되면, 단부의 이동거리를 측정할 수 있는 접촉 방식의 거리 측정 센서일 수 있다.

제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)에 의하여 측정된 정보는 후술하는 제어부로 전달된다. (도 9의 S903)

그 후, 전달된 가공 대상물의 제 1 방향 위치 정보 및 제 2 방향 우치 정보는 제 1 센서 및 제 2 센서의 기준 위치 정보와 비교되고,(도 9의 S904) 비교된 결과값에 따라 현재 가공 대상물의 위치가 확인될 수 있다. (도 9의 S905)

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 제 1 센서(154) 단부의 기준 위치(최초 위치)가 (x1,y1)이라 할 때, 제 1 센서(154)에 의하여 측정된 y축 방향 거리가 L1일 경우 가공 대상물(2)의 일 모서리의 y축 방향 위치는 y1+L1일 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 센서(164) 단부의 기준 위치가 (x2, y2)라 할 때, 제 2 센서(164)에 의하여 측정된 x축 방향 거리가 L2일 경우 가공 대상물(2)의 타 모서리의 x축 방향 위치는 x2+L2일 수 있다.

이에 따라, 가공 대상물(2)의 횡방향 단면이 도 5에 도시된 바와 같이 직사각 형상이라고 가정할 경우 제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)에 의하여 확인된 가공 대상물(2)의 일 모서리 위치(x0, y0)는 (x2+L3, y1+L1)임을 알 수 있다. 이 때, 가공 대상물(2)의 일 모서리 위치는 공구가 가공 대상물을 가공하기 위한 기준점으로 사용될 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 센서 지지대(152)와 제 2 센서 지지대(162)는 서로 인접하게 배치될 수 있다. 이와 같이 제 1 센서 지지대(152) 및 제 2 센서 지지대(162)가 인접하게 배치되어 제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)가 가까울 경우 제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)에 의하여 측정되는 가공 대상물의 위치가 보다 인접하게 위치될 수 있어 보다 정밀한 가공 대상물의 위치 계측이 가능하다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 가공 장치(10)에서 가공 대상물(2)의 xy 평면 상의 수평 방향 위치는, 전술한 바와 같이 계측된 가공 대상물(2)의 일 모서리 위치 및 가공 대상물(2)의 형상 정보에 의하여 명확하게 확인될 수 있으며, 이와 같은 정보는 공구 자동 설정 및 정렬을 위한 정보로 사용될 수 있다.

한편, 공구 위치 확인부(120)는 제 3 센서(124) 및 제 3 센서 지지대(122)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 3 센서(124)는 회전 지지대(41)의 회전축(C) 직상부에 위치되어 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)의 높이를 계측하고, 그에 따라 회전 지지대(41)에 설치되는 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)의 수직 방향 보정값을 설정하기 위한 구성이다.

보다 상세히, 도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 베이스(20)의 상부면에는 제 3 센서(124) 및 제 3 센서 지지대(122)를 지지하기 위한 제 3 센서 지지 프레임(30)이 설치된다. 제 3 센서 지지 프레임(30)은 베이스(20)의 상부면에서 수직 방향으로 연장된 수직 프레임(32)과 수직 프레임(32)의 상단부에서 횡방향으로 연장된 수평 프레임(34)을 포함한다. 제 3 센서 지지대(122) 및 제 3 센서 지지대(122)에 설치되는 제 3 센서(124)는 수평 프레임(34)의 일 위치에서 하측 방향으로 향하도록 설치된다.

도 6을 참조하면, 제 3 센서(124)는 공구가 설치되는 회전 지지대(41)의 12시 방향 직상부에 위치되도록 형성된다. 도시되지는 아니하였으나, 회전 지지대(41)의 이동에 따라 제 3 센서(124)가 회전 지지대(41)의 12시 방향에 위치되는 공구의 직상부에 위치되도록 이동가능하게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 지지대(41)의 12시 방향에 위치되는 공구의 단부보다 더 높은 위치에 제 3 센서(124)가 위치되며, 제 3 센서(124)는 제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)와 유사하게 접촉 방식 또는 비 접촉 방식으로 제 3 센서(124)로부터 공구의 단부까지의 거리를 측정할 수 있다.

예를 들어, 회전 지지대(41)의 12시 방향 위치에 제 1 공구(51)가 위치되고, 제 3 센서(124)를 이용하여 제 1 공구(51)의 단부(51a)까지의 위치를 계측한다고 할 경우, 제 3 센서(124) 단부의 기준 위치를 (x3, y3, z3)라 규정하고, 제 3 센서(124)로부터 계측된 공구 단부까지의 거리가 L3이라면, 제 1 공구 단부(51a)의 위치는 (x3, y3, z3-L3) 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 공구의 위치를 자동으로 설정하고 정렬하기 위하여 가공 대상물(2)의 가공 전에 제 3 센서(124)로부터 모든 공구의 12 방향 위치까지의 거리를 측정하고, 이와 같이 측정된 모든 공구의 계측값은 기준 공구의 거리와 비교하여 수직 방향 보정값으로 설정된 후, 공구의 위치 설정 및 정렬을 위한 공구의 위치 정보로 사용될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

한편, 본 실시예에서는 제 3 센서(124)가, 회전 지지대(41)의 직상부에 공구에 대하여 12시 방향에 위치되도록 구성하였으나, 제 3 센서(124)는, 회전 지지대(41)로부터 소정 간격 이격된 위치에서 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)까지의 거리를 측정할 수 있는 위치라면 12시 방향뿐 아니라 회전 지지대의 측부 또는 하부에 위치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가공 장치(10)는 기준 공구가 6시 방향으로 배치된 상태에서 가공 대상물(2)로부터 기준 공구의 단부까지의 거리를 측정하기 위하여 거리 측정 수단(140)을 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 거리 측정 수단(140)은 기준 공구를 회전 지지대(41)의 외주부 일측으로부터 회전 지지대(41)의 반경 방향 외측으로 연장 이동시킬 수 있는 연장 가이드로 형성될 수 있다. 이와 같이 거리 측정 수단이 연장 가이드로 형성된 경우 연장 가이드에 의하여 기준 공구가 가공 대상물(2)에 접촉할 때까지 이동한 거리를 기준 공구의 단부로부터 가공 대상물까지의 거리로 규정할 수 있다. 이와 같이 측정된 기준 공구의 단부로부터 가공 대상물까지의 거리는 공구의 자동 설정 및 정렬을 위한 공구의 위치 정보 중 하나로 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 거리 측정 수단(140)은 적외선 센서와 같은 비접촉식 방식의 거리 측정 센서일 수도 있다. 이와 같이 비 접촉 방식으로 거리를 측정할 경우 연장 가이드와 같은 설비를 회전 지지대에 설치할 필요가 없다.

이 때, 기준 공구의 단부와 가공 대상물 사이의 거리를 측정하기 위한 비접촉 방식의 거리 측정 센서는 공구 지지대 또는 고정부 중 어느 하나에 설치될 수 있으나, 그 위치가 공구 지지대 또는 고정부에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공구(50)를 자동으로 설정하고 기준점을 정렬하기 위하여 가공 장치는 제어부(130)를 포함한다. 제어부(130)는 중앙처리장치를 구비하여 공구 자동 설정 및 정렬을 위한 정보를 미리 저장하고 있거나 또는 가공 대상물 및 공구 정렬부로부터 정보를 전달 받은 후, 작업자가 입력하는 가공 프로그램에 따라 공구를 선택 또는 변경하고 공구의 위치를 이동시켜 가공 대상물을 자동으로 가공하도록 제어한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(130)는 가공 대상물 위치 확인부(110)에서 확인된 가공 대상물(2)의 위치와 공구 위치 확인부(120)에 의하여 확인된 공구의 위치 정보를 기초로 상기 가공 대상물(2)에 대한 공구의 위치를 자동으로 설정하고 정렬시킬 수 있다. 이 때, 공구의 위치 정보는 공구 위치 확인부(120)에 의하여 확인된 정보뿐 아니라, 거리 측정 수단(140)에 의하여 측정된 가공 대상물로부터 기준 공구의 단부까지의 거리를 포함할 수 있다.

이하 전술한 가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하는 방법에 대하여 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법을 나타낸 순서도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법에서 가공 대상물의 수평 방향 위치를 확인하는 단계의 순서도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법에서 공구의 수직 방향 보정값을 설정하는 단계의 순서도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법에서 기준 공구의 단부와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인하는 단계의 순서도이다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 가공 대상물(2)을 가공하기 위하여 작업자는 먼저 가공 대상물(2)을 고정부(60)에 고정시킨다.(S801) 이 때, 가공되는 가공 대상물의 형상 및 크기에 대한 정보는 미리 제어부(130)에 입력되어 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 정보로 사용될 수 있다.

그 후, 고정부(60)에 고정된 가공 대상물(2)의 수평 방향 위치를 확인한다.(S802) 이 때, 가공 대상물의 수평 방향 위치를 확인하는 것은 제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)를 이용하여 이루어질 수 있다. 제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)를 이용하여 가공 대상물(2)의 수평 방향 위치를 확인하는 과정은 앞서 도 3 및 도 5를 참조하여 제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)에 대한 설명에서 구체적으로 설명한 바와 같다.

제 1 센서(154) 및 제 2 센서(164)에 의하여 가공 대상물(2)의 수평 방향 위치를 확인하고 그에 따라 가공 대상물의 일 모서리의 위치가 확인되면, 확인된 가공 대상물의 일 모서리를 기준점으로 사용하여 공구를 자동으로 설정하고 정렬하기 위한 정보로 사용할 수 있다.

이와 같이 가공 대상물(2)의 수평 방향 위치를 확인한 후 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)를 제공한다.(S803) 복수의 공구(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)는 회전 지지대에 미리 설치될 수 있다. 이 때, 가공 대상물(2)의 가공을 위하여 선택되는 공구는 복수의 공구 전부이거나 또는 그 중 일부일 수 있다. 예를 들어 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 공구가 도 1에 도시된 바와 같이 8개라고 가정할 경우, 도 1에서 6시 방향에 위치된 제 1 공구(51)를 기준 공구라고 규정하고, 기준 공구로부터 반시계 방향으로 순차적으로 제 2 공구(52), 제 3 공구 내지 제 8 공구(53, 54, 55, 56, 57, 58)로 규정할 수 있다.

이와 같이 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 공구를 정하면, 기준 공구인 제 1 공구(51)와 나머지 제 2 내지 8 공구(52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)까지의 수직 방향 보정값을 설정한다. (S804)

이 때, 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값이란, 회전 지지대(41)의 중심으로부터 기준 공구의 단부까지의 거리를 0이라고 규정할 경우, 회전 지지대(41)의 중심으로부터 나머지 공구의 단부까지의 거리의 차이를 의미할 수 있다.

이와 같이 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정하고자 하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 먼저 기준 공구를 회전 지지대의 12시 방향으로 회전시킨다.(S1001) 그 후, 제 3 센서(124)를 이용하여 기준 공구의 단부로부터 제 3 센서(124)까지의 거리를 측정하고, 나머지 공구를 순차적으로 회전시키면서 제 3 센서(124)로부터 제 2 내지 제 8 공구(52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)까지의 거리를 측정한다. (S1002)

그 후, 측정된 기준 공구 및 나머지 공구의 단부와 제 3 센서 사이의 거리 정보에 근거하여 기준 공구에 대한 나머지 공구의 차이값을 보정값으로 설정한다.(S1003)

보다 상세히, 기준 공구의 단부로부터 제 3 센서(124)까지의 거리를 L3라 할 경우, 나머지 공구의 수직 방향 보정값은 나머지 공구의 단부로부터 제 3 센서까지의 거리로부터 L3를 뺀 값이다. 예를 들어, 제 2 공구(52)의 단부와 회전 지지대(41) 중심까지의 거리가 기준 공구의 단부로부터 회전 지지대(41)의 중심까지의 거리보다 1mm 정도 길다면, 제 2 공구(52)의 보정값은 +1mm로 규정될 수 있다. 반대로 제 3 공구(53)의 단부와 회전 지지대(41) 중심까지의 거리가 기준 공구의 단부로부터 회전 지지대(41)의 중심까지의 거리보다 1mm 정도 짧다면, 제 3 공구(53)의 보정값은 -1mm로 규정될 수 있다.

이에 따라, 만일 기준 공구가 회전 지지대(41)의 6시 방향에 위치된 경우, 최초 가공 대상물을 가공하기 위한 위치(가공 기준 위치)에서 기준 공구가 가공 대상물로부터 L4만큼 떨어진 위치에 위치되었다면, 나머지 공구는 가공 기준 위치에서 L4에 보정값을 더한 높이에 위치되도록 설정될 수 있다.

이와 같이 나머지 공구들의 수직 방향 보정값을 이용하여 기준 공구를 제외한 나머지 공구의 높이를 설정하면, 가공 기준 위치에서 기준 공구의 최초 높이에 나머지 공구의 높이를 동일하게 맞추거나 나머지 공구의 높이를 확인하기 위하여 모든 공구의 높이 각각을 별도로 가공 대상물에 대하여 측정할 필요가 없어지기 때문에 복수의 공구의 자동 설정 및 정렬이 용이해 질 수 있다.

이와 같이 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정한 후, 기준 공구 단부와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인한다.(S805) 이 때, 기준 공구와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인하는 것은 도 7에 도시된 바와 같이 기준 공구를 6시 방향으로 회전시킨 후(S1101), 거리 측정 수단(140), 예를 들어, 연장 가이드를 연장시켜 기준 공구의 단부가 가공 대상물에 접촉할 때까지의 이동 거리를 측정하거나 또는 비접촉 방식의 거리 측정 센서(미도시)를 이용하여 이루어질 수 있다. (S1102)

그 후, 상기 단계들에서 확인된 가공 대상물의 수평 방향 위치 정보, 복수의 공구들의 수직 방향 보정값, 및 기준 공구의 단부와 가공 대상 사이의 수직 방향 거리 정보를 제어부에 저장한다. (S806)

그 후, 가공 대상물을 가공하기 위한 가공 소프트웨어를 입력한다.(S807) 가공 소프트웨어에는 가공 대상물(2)을 가공하기 위한 공구의 작업 순서, 공구의 이동에 대한 내용 등이 프로그램화되어 있을 수 있다.

그 후, 제어부(130)에 저장된 정보, 즉, 가공 대상물(2)의 수평 방향 위치 정보, 복수의 공구들의 수직 방향 보정값, 및 기준 공구의 단부와 가공 대상 사이의 수직 방향 거리 정보와, 가공 대상물의 형상 및 크기 등에 대한 정보에 기초하여 입력된 가공 소프트웨어에 따라 가공 대상물을 가공한다. (S808)

이 때, 가공 대상물을 가공하는 동안 설정된 가공 기준점에 대한 공구의 가공 위치는 기준 공구의 경우 가공 기준 위치를 기준으로 하며, 나머지 공구들의 경우에는 기준 공구의 가공 기준 위치로부터 수직 방향 보정값에 의하여 보정된 위치가 나머지 공구들의 가공 기준 위치로 설정될 수 있다. 또한, 이와 같이 공구의 가공 기준 위치가 일정하게 설정될 경우 각각의 공구가 순차적으로 변경될 경우에도 각각의 공구가 자동으로 정렬될 수 있다.

가공 대상물의 가공이 가공 소프트웨어에 따라 이루어지면 최종적으로 가공 대상물의 가공이 완료된다. (S809)

이상에서 설명한 바와 같은 가공 장치의 가공 방법에 따르면, 복수의 공구를 사용시 가공 대상물의 가공 전에 복수의 공구의 위치를 미리 확인하고 복수의 공구의 가공 기준 위치를 동일하게 설정함으로써, 종래에 복수의 공구를 사용하여 가공을 수행하는 동안 각각 공구에 대한 기준점을 개별적으로 직접 설정하던 것과 같이 절차적으로 복잡하고 번거로운 작업이 생략될 수 있어, 작업의 효율성이 높아지게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 가공 방법을 이용하면, 처음 계측된 정보 및 미리 저장된 정보를 이용하여 작업 수행 도중 자동으로 복수의 공구 각각의 정렬이 이루어지기 때문에 복수의 공구를 사용하여 작업을 수행하는 동안 각각의 공구에 대한 정렬을 개별적으로 할 필요가 없어 보다 원활하게 작업을 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

2 가공 대상물 10 가공 장치
20 베이스 30 제 3 센서 지지 프레임
40 공구 지지대 41 회전 지지대
42 수직 지지대 44 수평 방향 가이드
46 상하 방향 가이드 48 지지 프레임
50 공구 51 제 1 공구
52 제 2 공구 53 제 3 공구
60 고정부 61 베이스 플레이트
62 제 1 지지대 64 이동 지지대
66 회전 스크류 68 제 2 지지대
69 회전 레버 100 가공 대상물 및 공구 정렬부
110 가공 대상물 위치 확인부 120 공구 위치 확인부
130 제어부 140 거리 측정 수단
150 제 1 센서부 160 제 2 센서부

Claims (19)

1. 공구를 이용하여 가공 대상물을 가공하는 가공 장치로서,
   베이스;
   상기 베이스 상에 위치되며 상기 가공 대상물이 고정되는 고정부;
   상기 고정부에 고정된 상기 가공 대상물을 가공하기 위하여 상기 가공 대상물 상부에 상기 공구가 위치되도록 상기 공구를 지지하는 공구 지지대 및
   상기 고정부에 고정되는 상기 가공 대상물과 상기 공구 지지대에 의하여 지지되는 상기 공구의 위치를 확인하고 정렬하기 위한 가공 대상물 및 공구 정렬부를 포함하되,
   상기 가공 대상물 및 공구 정렬부는
   상기 가공 대상물의 위치를 확인하도록 상기 고정부에 인접하게 위치되는 가공 대상물 위치 확인부;
   상기 공구의 위치를 확인할 수 있도록 상기 공구가 설치되는 공구 지지대로부터 이격 위치되는 공구 위치 확인부 및
   상기 가공 대상물 위치 확인부에서 확인된 가공 대상물의 위치와 상기 공구 위치 확인부에 의하여 확인된 공구의 위치 정보를 기초로 상기 가공 대상물에 대한 상기 공구의 위치를 자동으로 설정하고 정렬시키는 제어부를 포함하고,
   상기 공구 지지대는
   상기 베이스 상에 고정되는 지지 프레임;
   상기 지지 프레임에 대하여 상하 방향 및 수평 방향으로 이동가능하게 결합되는 수직 지지대 및
   상기 베이스와 나란한 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 수직 지지대에 결합되며 외주부에 상기 공구의 단부가 돌출되도록 결합되는 회전 지지대를 포함하고,
   상기 회전 지지대는 원판형으로 형성되며,
   상기 회전 지지대의 둘레에는 복수의 서로 다른 공구가 이격 배치되고,
   상기 공구 위치 확인부는
   상기 회전 지지대의 회전축으로부터 상기 공구의 단부의 연장 방향으로 상기 공구의 단부보다 먼 거리에 위치되도록 배치되는 제 3 센서 및
   상기 제 3 센서를 지지하는 제 3 센서 지지대를 포함하고,
   상기 제 3 센서는 상기 제 3 센서로부터 상기 회전 지지대의 회전축의 직상부에 12시 방향으로 위치될 수 있는 기준 공구 및 나머지 공구까지의 거리를 측정하며,
   상기 제어부는 상기 제 3 센서의 높이 정보 및 상기 제 3 센서에 의하여 측정된 기준 공구 및 나머지 공구까지의 거리를 이용하여 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정하되,
   상기 공구의 위치 정보는 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 포함하는, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정부는
   상기 베이스 상에 위치되는 베이스 플레이트;
   상기 베이스 플레이트의 일측에 설치되는 제 1 지지대;
   상기 베이스 플레이트의 타측에 설치되는 제 2 지지대;
   상기 제 1 지지대 및 제 2 지지대 사이에 결합되는 회전 스크류;
   상기 회전 스크류의 회전에 따라 상기 제 2 지지대 측으로부터 상기 제 1 지지대 측으로 이동 가능하도록 상기 회전 스크류에 결합되는 이동 지지대 및
   상기 회전 스크류를 회전시키기 위한 회전 레버를 포함하며,
   상기 제 1 지지대 및 상기 이동 지지대 사이에 가공 대상물이 결합되어 위치 고정되는, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 가공 대상물 위치 확인부는;
   상기 가공 대상물이 놓여지는 평면 상에서 상기 가공 대상물의 제 1 방향 위치를 확인하기 위한 제 1 센서;
   상기 제 1 센서를 상기 베이스 상에 고정하기 위한 제 1 센서 지지대;
   상기 가공 대상물이 놓여지는 평면 상에서 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 상기 가공 대상물의 위치를 확인하기 위한 제 2 센서 및
   상기 제 2 센서를 상기 베이스 상에 고정하기 위한 제 2 센서 지지대를 포함하는 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 센서는 상기 제 1 센서에 대향하는 상기 가공 대상물의 일측면까지의 거리를 측정하고,
   상기 제어부는 상기 제 1 센서의 위치 정보 및 상기 제 1 센서에 의하여 측정된 제 1 거리 정보를 이용하여 상기 가공 대상물의 제 1 방향 위치를 확인하는, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 센서는 상기 제 2 센서에 대향하는 상기 가공 대상물의 타측면까지의 거리를 측정하며,
   상기 제어부는 상기 제 2 센서의 위치 정보 및 상기 제 2 센서에 의하여 측정된 제 2 거리 정보를 이용하여 상기 가공 대상물의 제 2 방향 위치를 확인하는, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 접촉식 센서 또는 비접촉식 센서인, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 센서 지지대 및 상기 제 2 센서 지지대는 상기 제 1 지지대의 측부에 서로 인접하게 위치되는 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 지지대에 설치되는 복수의 서로 다른 공구 중 어느 하나는 기준 공구인, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 센서는 상기 회전 지지대의 직상부, 측부 및 하부 중 어느 일 위치에 위치되는 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
13. 삭제
14. 제 10항에 있어서,
    상기 기준 공구가 6시 방향으로 배치된 상태에서 상기 가공 대상물로부터 상기 기준 공구의 단부까지의 거리를 측정하기 위한 거리 측정 수단을 더 포함하되,
    상기 공구의 위치 정보는 상기 거리 측정 수단에 의하여 측정된 상기 가공 대상물로부터 상기 기준 공구의 단부까지의 거리를 포함하는,
    공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 거리 측정 수단은 접촉식 또는 비접촉식 거리 측정 수단으로 형성되되,
    상기 접촉식 거리 측정 수단은 상기 회전 지지대에 설치되어 상기 기준 공구를 상기 회전 지지대의 반경 방향으로 연장 이동시킬 수 있는 연장 가이드를 포함하며,
    상기 비접촉식 거리 측정 수단은 상기 공구 지지대 또는 상기 고정부 중 어느 하나에 설치되어 상기 가공 대상물로부터 상기 기준 공구의 단부까지의 거리를 측정할 수 있는 적외선 센서를 포함하는, 공구 자동 설정 및 정렬 기능을 갖는 가공 장치.
16. 제 1 항 내지 제 7 항, 제 10 항, 제 12 항 및 제 14 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하여 가공 대상물을 가공하기 위한 방법으로서,
    가공 대상물을 고정부에 고정시키는 단계;
    상기 가공 대상물의 수평 방향 위치를 확인하는 단계;
    복수의 공구를 제공하는 단계;
    상기 복수의 공구 중 기준 공구를 정하고, 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정하는 단계;
    상기 기준 공구의 단부와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인하는 단계;
    상기 확인된 가공 대상물의 수평 방향 위치 정보, 상기 복수의 공구들의 수직 방향 보정값, 및 상기 기준 공구의 단부와 가공 대상 사이의 수직 방향 거리 정보를 제어부에 저장하는 단계;
    상기 가공 대상물을 가공하기 위한 가공 소프트웨어를 입력하는 단계:
    상기 제어부에 저장된 정보들에 기초하여 상기 입력된 가공 소프트웨어에 따라 상기 가공 대상물을 가공하는 단계 및
    상기 가공 대상물의 가공을 완료하는 단계를 포함하는, 가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하여 가공 대상물을 가공하는 방법.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 가공 대상물의 위치를 확인하는 단계는,
    제 1 센서를 이용하여 상기 가공 대상물의 제 1 방향 위치를 계측하는 단계;
    제 2 센서를 이용하여 상기 가공 대상물의 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향 위치를 계측하는 단계;
    상기 계측된 제 1 방향 및 제 2 방향 위치 정보를 제어부로 전달하는 단계;
    상기 전달된 제 1 방향 및 제 2 방향 위치 정보를 상기 제 1 센서 및 제 2 센서의 기준 위치 정보와 비교하는 단계 및
    상기 비교된 결과값에 따란 현재 가공 대상물의 위치를 확인하는 단계를 포함하는, 가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하여 가공 대상물을 가공하는 방법.
18. 제 16항에 있어서,
    상기 복수의 공구 중 기준 공구를 정하고, 상기 기준 공구와 나머지 공구의 수직 방향 보정값을 설정하는 단계는
    상기 기준 공구 및 나머지 공구를 12시 방향으로 회전시키는 단계;
    제 3 센서를 이용하여 상기 기준 공구 및 나머지 공구의 단부와 상기 제 3 센서 사이의 거리를 측정하는 단계
    상기 측정된 기준 공구 및 나머지 공구의 단부와 제 3 센서 사이의 거리 정보에 근거하여 기준 공구에 대한 나머지 공구의 차이값을 보정값으로 설정하는 단계를 포함하는,
    가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하여 가공 대상물을 가공하는 방법.
19. 제 16항에 있어서,
    상기 기준 공구의 단부와 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 확인하는 단계는
    상기 기준 공구를 6시 방향으로 위치시키는 단계; 및
    상기 기준 공구의 단부와 상기 가공 대상물 사이의 수직 방향 거리를 접촉식 또는 비접촉식 방식으로 측정하는 단계를 포함하는, 가공 장치의 공구를 자동으로 설정하고 정렬하여 가공 대상물을 가공하는 방법.
    
    

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