KR20200093471A - Cnc 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템은, CNC공작 기계를 활용하여 기존의 NC공작 기계에서의 오동작을 줄이고, 제품의 정밀도를 높일 수 있으며, 이와 동시에, 수치가 주요 요소가 되는, 절단 단계, 가공 단계, 및 마킹 단계를 하나의 단계로 통합하여 하나의 단계로 진행함으로써 시간을 단축하고, 각 단계에서의 데이터를 축적하고, 축적되는 데이터를 이용하여 산출되는 최적의 설계 데이터를, 각 단계의 설계 수치에 활용함으로써, 제조되는 제품의 정밀도, 성능을 향상시키는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 로딩 단계, 이송 단계, 고정 단계, 정렬 단계, 및 배출 단계의 각 공정 장치에 단위 소재가 배치, 고정되는 위치를 조정하여, 반복되는 공정 과정에서 인력 투입이 없도록 자동화하여 인건비를 낮추고, 수율 개선, 생산성 향상, 및 반복되는 단계의 효율성을 높이는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 로딩 단계, 이송 단계, 고정 단계, 정렬 단계, 및 배출 단계의 각 공정 장치에 단위 소재가 배치, 고정되는 위치를 조정하여, 반복되는 공정 과정에서 인력 투입이 없도록 자동화하여 인건비를 낮추고, 수율 개선, 생산성 향상, 및 반복되는 단계의 효율성을 높이는 효과가 있다.
Description
본 발명은 공정 자동화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CNC 장치를 이용하고, 반복 공정에서의 자동화를 통하여 공정의 효율성을 높이며, 소재를 절단, 가공하는 동시에 조립위치를 표기하는 공정에서는, 축적된 데이터로부터 최적의 설계 데이터를 추출하여, 각 공정에 적용함으로써 제조되는 제품의 정밀도, 성능을 향상시킬 수 있는, CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템에 관한 것이다.
제품을 제조하는 공작 기계의 작업 과정으로는 일반적으로, 소재로딩 단계, 이송 단계, 고정 단계, 절단 단계, 가공 단계, 마킹 단계, 배출 단계 등이 포함되며, 제품을 생산하는 과정에서는 위의 단계가 반복되는바, 상기와 같은 공정 작업이 반복되는 것들을 자동화시키고자 하는 기술에 대한 개발이 이루어지고 있다.
NC공작 기계는 소재 가공을 자동화한 것으로, 비교적 정밀하게 기계를 가공할 수는 있지만, 내장된 기능과 방법이 고정되어 있어 다품종 소량생산의 최신 트렌드에 대응하기 어렵다.
최근에는, 기계를 컴퓨터와 직접 연결하여 운전하는 시스템으로서, 기계에 컴퓨터를 내장해 프로그램을 조정하는 CNC 공작 기계가 개발되고 있으며, CNC(computer numerical control)란, 컴퓨터 수치제어 장치로서, 수치 제어의 일부 또는 그 태반을 컴퓨터에 의해 대치하는 것을 의미한다.
본 발명에서는 상기와 같은 문제를 개선하기 위한 것으로서, 기존의 NC공작 기계에서의 단순 반복의 단점을 극복하고, 다품종 소량생산을 자동화하여 효율성을 높이도록 하며, 수치 설계가 요구되는 단계에서는 최적의 설계 데이터를 이용하도록 하여, 제조되는 제품의 정밀도, 다양성을 향상시킬 수 있는, CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템에 대한 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, CNC공작 기계를 활용하여 기존의 NC공작 기계에서의 오동작을 줄이고, 제품의 정밀도를 높이고자 하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 수치가 주요 요소가 되는, 절단 단계, 가공 단계, 및 마킹 단계를 하나의 단계로 통합하여 하나의 단계로 진행함으로써 시간을 단축하고, 각 단계에서의 데이터를 축적하고, 축적되는 데이터를 이용하여 산출되는 최적의 설계 데이터를, 각 단계의 설계 수치에 활용함으로써, 제조되는 제품의 정밀도, 성능을 향상시키고자 하는 것을 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 로딩 단계, 이송 단계, 고정 단계, 정렬 단계, 및 배출 단계의 각 공정 장치에 단위 소재가 배치, 고정되는 위치를 조정하여 자동화시킴으로써, 반복되는 공정 과정에서 인력 투입이 없도록 자동화하여 인건비를 낮추고, 수율 개선, 생산성 향상, 및 반복되는 단계의 효율성을 높이도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
다만, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 공정 자동화 시스템에 있어서,
프레임을 제조하는 작업 공정 모듈과, 상기 작업 공정 모듈에서의 작업 데이터를 측정하여 저장하고, 상기 작업 데이터를 CNC 장치에 제공하는 수치 측정 모듈을 포함하는 제조 공정 장치; 및 상기 수치 측정 모듈에서 제공하는 상기 작업 데이터를 이용하여, 기 설정된 설계 조건에 맞는 프레임 가공을 위한 가공 데이터를 산출하고, 상기 산출된 가공 데이터로 상기 작업 공정 모듈이 작동되도록 상기 작업 공정 모듈을 제어하는 상기 CNC 장치를 포함하며, 상기 작업 공정 모듈은, 절단부(cutting), 가공부(drilling), 및 마킹부(marking)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 작업 공정 모듈인 절단부(cutting), 가공부(drilling), 및 마킹부(marking)는, 단일 모듈상에 배치되며, 상기 프레임을 절단, 가공, 및 마킹하는 공정은 연속된 하나의 공정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제조 공정 장치는, 반복 공정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 반복 공정 모듈은, 로딩부(loading), 이송부(moving), 고정부(clamping), 및 배출부(unloading)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제조 공정 장치는, 상기 로딩부(loading), 이송부(moving), 고정부(clamping), 절단부(cutting), 가공부(drilling), 마킹부(marking), 및 배출부(unloadinng)의 순서로 상기 프레임을 제조하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 CNC 장치는, 상기 작업 데이터인 제1 데이터를 통하여 제조된 상기 프레임의 성능을 나타내는 성능 지표 데이터인 제2 데이터를 산출하는 성능 지표 데이터 산출부; 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 상기 데이터 저장부에 저장되는 상기 제1 데이터 및 제2 데이터를 이용하여, 상기 기 설정된 설계 조건에 맞는 프레임 가공을 위한 가공 데이터인 제3 데이터를 산출하는 가공 데이터 산출부; 및 상기 가공 데이터 산출부에서 산출된 상기 제3 데이터로 상기 작업 공정 모듈이 작동되도록 상기 작업 공정 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 기 설정된 설계 조건은, 상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치의 정밀도가 각각 ±0.2mm 이하인 것을 조건으로 하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제2 데이터는, 상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치 각각의 정밀도를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제3 데이터는, 상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치와, 상기 기 설정된 설계 조건 사이의 오차를 보정하기 위한 각각의 보정값을 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제2 데이터와 상기 기 설정된 설계 조건을 비교하여, 상기 제2 데이터에 따른 상기 프레임의 정밀도가 상기 기 설정된 설계 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제3 데이터에 기초하여 상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치 중 적어도 어느 하나를 보정하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, CNC공작 기계를 활용하여 기존의 NC공작 기계에서의 오동작을 줄이고, 제품의 정밀도를 높이는 효과가 있다.
또한, 수치가 주요 요소가 되는, 절단 단계, 가공 단계, 및 마킹 단계를 하나의 단계로 통합하여 하나의 단계로 진행함으로써 시간을 단축하고, 각 단계에서의 데이터를 축적하고, 축적되는 데이터를 이용하여 산출되는 최적의 설계 데이터를, 각 단계의 설계 수치에 활용함으로써, 제조되는 제품의 정밀도, 성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 로딩 단계, 이송 단계, 고정 단계, 정렬 단계, 및 배출 단계의 각 공정 장치에 단위 소재가 배치, 고정되는 위치를 조정하여, 반복되는 공정 과정에서 인력 투입이 없도록 자동화하여 인건비를 낮추고, 수율 개선, 생산성 향상, 및 반복되는 단계의 효율성을 높이는 효과가 있다.
또한, 기존 NC공작 기계에서의 단순 반복 공정의 단점을 극복하고, 다품종 소량생산을 자동화하여 제품 제조의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, 작업 공정 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, 반복 공정 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, CNC 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, 제조 공정 장치에 따른 공정 작업의 순서를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, 작업 공정 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, 반복 공정 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, CNC 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 에 있어서, 제조 공정 장치에 따른 공정 작업의 순서를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템에 있어서, 작업 공정 모듈의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템에 있어서, 반복 공정 모듈의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템에 있어서, CNC 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 있어서, 제조 공정 장치에 따른 공정 작업의 순서를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템의 세부 구성을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템(10)은, 공정 자동화 시스템으로서, 작업 공정 모듈(110)을 이용하여 프레임을 제조하는 제조 공정 장치(100)와, 작업 공정 모듈(110)이 작동되도록 작업 공정 모듈(110)을 제어하는 CNC 장치(200)를 포함할 수 있다. CNC 장치(200)를 포함함으로써, 공정 자동화 시스템에 CNC공작 기계를 활용하여, 기존의 NC공작 기계에서의 오동작을 줄이고, 제품의 정밀도를 높이기 위함이다.
구체적으로, 제조 공정 장치(100)는, 작업 공정 모듈(110), 작업 공정 모듈(110)에서의 작업 데이터를 측정하여 저장하고, 작업 데이터를 CNC 장치(200)에 제공하는 수치 측정 모듈(130)을 포함할 수 있다.
작업 공정 모듈(110)은, 절단부(112), 가공부(114), 및 마킹부(116)를 포함할 수 있다.
여기서의 작업 데이터란, 절단부(112), 가공부(114), 및 마킹부(116)에서 이루어지는, 절단 공정, 가공 공정, 마킹 공정에서 이용되는 수치를 의미하는 것으로서, 예를 들어, 절단 위치, 절단 속도, 절단기의 회전 속도, 천공 위치, 천공 속도, 드릴 회전 속도, 마킹 위치, 마킹 속도 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 작업 공정 모듈(110)인, 절단부(112), 가공부(114), 및 마킹부(116)는, 단일 모듈상에 배치되며, 프레임을 절단, 가공, 및 마킹하는 공정은 연속된 하나의 공정으로 진행되는데, 본 발명의 의의가 있다.
즉, 기존에는 각각의 분리된 단계로 진행되었던, 절단 단계, 가공 단계, 및 마킹 단계를 통합하여 하나의 단계로 진행함으로써, 각 공정을 연결시키는데 별도의 구성, 작업, 시간이 소요되지 않게 되어, 소요되는 비용을 줄이고, 시간을 단축시킬 수 있게 한 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명의 특징은, 절단부(112), 가공부(114), 및 마킹부(116)에서의 작업 데이터가 자동으로 축적되고, 축적되는 데이터를 이용하여 산출되는 최적의 설계 데이터를, 각 단계의 설계 단계에 활용하도록 함으로써, 제조되는 제품의 정밀도, 성능을 향상시킬 수 있게 한 점에 있다. 이는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제조 공정 장치(100)는, 반복 공정 모듈(120)을 더 포함할 수 있으며, 반복 공정 모듈(120)은, 로딩부(122), 이송부(124), 고정부(126), 및 배출부(128)를 포함할 수 있다.
반복 공정 모듈(120)은 설계 데이터를 이용하는 과정이 아닌, 단순 반복되는 과정으로서, 작업 공정 모듈(110)에서와 같은 작업 데이터 수집 작업은 이루어지지 않는다. 다만, 반복 공정 모듈(120)에서, 각 공정 장치에 단위의 소재가 배치, 고정되는 위치를 적절한 위치로 조정되도록 반복 공정 모듈(120)을 배치, 구성함으로써, 반복 과정에서의 효율성을 높이고자 한다.
일 예로서, 로딩부(122)에서는, 컨베이어 벨트 위에 다수의 소재를 장착할 수 있도록 컨베이어 벨트의 폭을 조절할 수 있고, 이송부(124)에서는 로딩부(122)를 통하여 옮겨온 소재를 원하는, 적정한 위치로 이동시키는 작업이 이루어지는 것으로서, 이동 과정에서의 백래쉬(back lash)가 적게 발생하도록 구성할 수 있다.
또한, 고정부(126)는 다양한 크기의 소재를 안정적으로 적정한 위치에 고정될 수 있도록 고정 위치를 구비하도록 구성할 수 있다. 반복 공정 모듈(120)의 구성에 있어서는, 위에서 설명한 배치, 구성에 한정되는 것이 아니며, 각 소재의 이동, 고정 과정 등이 효율적으로 진행되도록 하기 위한 구성을 포함할 수 있다.
즉, 반복 공정 모듈(120)의 경우, 제품의 불량률을 낮추고, 생산 효율을 높이기 위한 적정한 구성으로 배치하는 것으로서, 별도의 인력 투입 없이, 모듈 자체의 자동화 공정으로 반복되는 단계의 효율을 높이도록 하는 것이다.
작업 공정 모듈(110), 반복 공정 모듈(120)을 통한 제조 공정 장치(100)의 공정 작업의 순서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 로딩부(122), 이송부(124), 고정부(126), 절단부(112), 가공부(114), 마킹부(116), 및 배출부(128)의 순서로 프레임을 제조할 수 있다.
또한, 로딩부(122), 이송부(124), 고정부(126), 가공부(114), 마킹부(116), 절단부(112), 및 배출부(128)의 순서로 프레임을 제조할 수 있다.
또한, 로딩부(122), 이송부(124), 고정부(126), 마킹부(116), 가공부(114), 절단부(112), 및 배출부(128)의 순서로 프레임을 제조할 수 있다.
다만, 공정 작업의 순서가 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 반복 공정 모듈(120)의 경우, 상기에 설명된 단계 외의 단계가 추가될 수 있으며, 어느 단계가 생략될 수 있음은 물론이다.
CNC 장치(200)는, 제조 공정 장치(100)의 수치 측정 모듈(130)에서 제공하는 작업 데이터를 이용하여, 기 설정된 설계 조건에 맞는 프레임 가공을 위한 가공 데이터를 산출하고, 산출된 가공 데이터로 작업 공정 모듈(110)이 작동되도록 작업 공정 모듈(110)을 제어하는 역할을 할 수 있다.
여기서, 수치 측정 모듈(130)은 작업 공정 모듈(110)로부터 작업 데이터를 측정, 수집하기 위하여 다양한 센서들을 포함할 수 있는데, 작업 공정 모듈(110)에 포함된 절단부(112), 가공부(114), 및 마킹부(116)는 각각 절단 위치, 가공위치, 및 마킹 위치를 측정하기 위한 센서를 구비할 수 있다.
본 발명에서의 CNC 장치(200)는, 성능 지표 데이터 산출부(202), 데이터 저장부(204), 가공 데이터 산출부(206), 및 제어부(208)를 포함할 수 있다.
성능 지표 데이터 산출부(202)는, 작업 데이터인 제1 데이터(D1)를 통하여 제조된 프레임의 성능을 나타내는 성능 지표 데이터인 제2 데이터(D2)를 산출하는 역할을 하며, 데이터 저장부(204)는, 제1 데이터(D1) 및 제2 데이터(D2)를 저장하는 역할을 한다.
가공 데이터 산출부(206)는, 데이터 저장부(204)에 저장되는 제1 데이터(D1) 및 제2 데이터(D2)를 이용하여, 기 설정된 설계 조건에 맞는 프레임 가공을 위한 가공 데이터인 제3 데이터(D3)를 산출하는 역할을 하고, 제어부(208)는, 가공 데이터 산출부(206)에서 산출된 제3 데이터(D3)로 작업 공정 모듈(110)이 작동되도록 작업 공정 모듈(110)을 제어하는 역할을 한다.
여기서 기 설정된 설계 조건은, 프레임 제조를 위한 작업위치에 관한 조건과, 제조되는 프레임의 정밀도에 관한 조건을 포함할 수 있다.
먼저, 작업위치에 관한 조건은 작업 공정 모듈(110)이 프레임에 수행하는 각종 작업의 위치에 관한 조건이다.
좀 더 구체적으로, 작업위치에 관한 조건은 절단부(112)의 프레임의 절단 위치에 관한 조건, 가공부(114)의 프레임 상의 가공 위치에 관한 조건, 마킹부(116)의 프레임 상의 마킹 위치에 관한 조건을 포함할 수 있다.
예컨대, 작업 공정 모듈(110)에 포함된 절단부(112)의 경우, 프레임의 절단 위치에 관한 조건이 300mm로 설정될 수 있으며, 절단부(112)는 기 설정된 절단 위치에 관한 조건에 따라 프레임을 300mm 마다 절단하는 공정을 수행할 수 있다.
작업 공정 모듈(110)에 포함된 가공부(114) 및 마킹부(116) 또한 기 설정된 가공 위치에 관한 조건 및 마킹 위치에 위치에 관한 조건에 따라 각각 가공 공정 및 마킹 공정을 수행할 수 있다.
이어서, 정밀도에 관한 조건은 작업 공정 모듈(110)의 각종 공정에 따라 제조된 프레임의 정밀도에 관한 조건이다.
좀 더 구체적으로, 정밀도에 관한 조건은 절단부(112)의 프레임 절단 위치의 정밀도에 관한 조건, 가공부(114)의 프레임 가공 위치의 정밀도에 관한 조건, 마킹부(116)의 프레임 마킹 위치의 정밀도에 관한 조건을 포함할 수 있다.
이때 프레임의 정밀도에 관한 조건은 바람직하게는 ±0.2mm 이하로 설정될 수 있다.
즉, 제조되는 프레임의 정밀도에 관한 조건은 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치의 정밀도가 각각 ±0.2mm 이하인 것을 조건으로 할 수 있다.
기본적으로 기 설정된 설계 조건은 작업자가 작업시작 전에 입력하는 것이지만, 실시예에 따라서는, 기 설정된 설계 조건은, 계속해서 축적되는 제1 데이터(D1) 및 제2 데이터(D2)에 의하여 최적화된 설계 조건으로 보정될 수 있으며, 데이터의 축적량이 많아질수록 기 설정된 설계 조건의 정밀도가 높아지게 되어, 최종적으로는 해당 설계 조건으로 제조된 제품의 정밀도, 성능이 높아지게 된다는 이점이 있다.
한편, 제1 데이터(D1)는 수치 측정 모듈(120)이 측정한, 작업 공정 모듈(110)이 수행하는 각종 작업에 관한 수치데이터를 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로 제1 데이터(D1)는 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 절단부(112)의 프레임의 절단 위치, 가공부(114)의 프레임의 가공 위치. 마킹부(116)의 프레임의 마킹 위치를 포함할 수 있다.
제1 데이터(D1)는 수치 측정 모듈(120)에 의해 연속적으로 측정될 수 있으며, 이때 측정된 각각의 데이터들의 평균값이 제1 데이터(D1)로서 산출될 수도 있다.
이어서, 제2 데이터(D2)는 성능 지표 데이터를 의미하는 것으로서, 성능 지표 데이터 산출부(202)가 산출한 작업 공정 모듈(110)이 수행하는 각종 작업들의 정밀도에 관한 값일 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제2 데이터(D2)는 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치 각각의 정밀도를 포함할 수 있다.
여기서 작업 공정 모듈(110)이 수행하는 각종 작업들의 정밀도는, 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 제1 데이터(D1)와 기 설정된 설계 조건 중 작업위치에 관한 조건 사이의 차이값이 될 수 있는데, 실제 작업의 결과에 의해 측정된 제1 데이터(D1)와 기 설정된 설계 조건과의 차이값을 통해 작업 공정 모듈(110)의 정밀도를 파악할 수 있다.
따라서 제2 데이터(D2)는, 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 절단부(112)의 프레임의 절단 위치와 절단부(112)의 프레임 절단 위치의 정밀도에 관한 조건 사이의 차이값, 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 가공부(114)의 프레임의 가공 위치와 가공부(114)의 프레임 가공 위치의 정밀도에 관한 조건 사이의 차이값, 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 마킹부(116)의 프레임 마킹 위치와 마킹부(116)의 프레임 마킹 위치의 정밀도에 관한 조건 사이의 차이값을 포함할 수 있다.
예컨대, 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 절단부(112)의 절단 위치(제1 데이터)가 300.5mm이고, 절단부(112)의 프레임의 절단 위치에 관한 조건이 300mm로 설정된 경우, 제2 데이터(D2)는 +0.5mm가 될 수 있다.
여기서, 전술한 바와 같이 제1 데이터(D1)는 절단부(112)의 작업에 관하여 측정된 측정값들의 평균값이 될 수 있음은 물론이다.
다만, 성능 지표 데이터가 이에 한정되는 것은 아니며, 각 단계에서 제품의 정밀도, 즉, 성능을 비교, 평가할 수 있는 데이터라면 제2 데이터(D2)가 될 수 있다.
한편, 제3 데이터(D3)는 가공 데이터 산출부(204)가 산출한 제1 데이터(D1)와 기 설정된 설계 조건 사이의 오차를 보정하기 위한 보정값으로서, 좀 더 구체적으로 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치와, 기 설정된 설계 조건 사이의 오차를 보정하기 위한 각각의 보정값을 포함할 수 있다.
여기서 제1 데이터(D1)와 기 설정된 설계 조건 사이의 오차를 보정하기 위한 보정값인 제3 데이터(D3)는, 기 설정된 설계 조건 중 작업위치에 관한 조건과, 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 제1 데이터(D1) 사이의 차이값이 될 수 있다.
따라서 제3 데이터(D3)는, 절단부(112)의 프레임 절단 위치의 정밀도에 관한 조건과 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 절단부(112)의 프레임의 절단 위치 사이의 차이값, 가공부(114)의 프레임 가공 위치의 정밀도에 관한 조건과 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 가공부(114)의 프레임의 가공 위치 사이의 차이값, 마킹부(116)의 프레임 마킹 위치의 정밀도에 관한 조건과 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 마킹부(116)의 프레임 마킹 위치 사이의 차이값을 포함할 수 있다.
예컨대, 절단부(112)의 프레임의 절단 위치에 관한 조건이 300mm로 설정되고, 수치 측정 모듈(120)에 의해 측정된 절단부(112)의 절단 위치(제1 데이터)가 300.5mm인 경우, 제1 데이터(D1)와 기 설정된 설계 조건 사이의 오차를 보정하기 위한 보정값인 제3 데이터(D3)는 -0.5mm가 될 수 있다.
여기서, 전술한 바와 같이 제1 데이터(D1)는 절단부(112)의 작업에 관하여 측정된 측정값들의 평균값이 될 수 있음은 물론이다.
한편, 제어부(204)는 제2 데이터(D2)와 기 설정된 설계 조건을 비교하여, 제2 데이터(D2)에 따른 프레임의 정밀도가 기 설정된 설계 조건을 만족하지 않는 경우, 제3 데이터(D3)에 기초하여 절단부(112)의 절단 위치, 가공부(114)의 가공 위치, 및 마킹부(116)의 마킹 위치 중 적어도 어느 하나를 보정하는 것을 특징으로 한다.
좀 더 구체적으로, 제어부(204)는 제2 데이터(D2)와 기 설정된 설계 조건 중 프레임의 정밀도에 관한 조건을 비교하여, 제2 데이터(D2)에 따른 제조된 프레임의 정밀도가 프레임의 정밀도에 관한 조건을 만족하지 않는 경우, 제3 데이터(D3)에 기초하여 절단부(112)의 절단 위치, 가공부(114)의 가공 위치, 및 마킹부(116)의 마킹 위치 중 적어도 어느 하나를 보정할 수 있다.
예컨대, 성능 지표 데이터 산출부(202)에서 산출한 절단부(112)에 관한 제2 데이터(2D)가 -0.5mm이고, 가공 데이터 산출부(204)에서 산출한 절단부(112)에 관한 제3 데이터(D3)가 +0.5mm이며, 기 설정된 절단부(112)의 프레임 절단 위치의 정밀도에 관한 조건이 ±0.2mm 이하인 경우, 프레임의 절단 가공에 관한 정밀도(-0.5mm)가 기 설정된 설계 조건(±0.2mm)을 만족하지 않으므로, 제어부(204)는 제3 데이터(D3)를 기초로 절단부(112)의 절단 위치가 +0.5mm가 되도록 절단부(112)의 작업 위치를 보정할 수 있다.
이때, 제3 데이터(D3)에 의해 보정 작업이 이루어진 후, 작업 공정 모듈(110)로부터 다시 제1 데이터(D1)를 수집하여 제2 데이터(D2) 및 제3 데이터(D3)를 각각 산출할 수 있으며, 제2 데이터(D2)에 의한 작업 공정 모듈(110)의 정밀도가 기 설정된 설계 조건을 만족하지 못하는 경우, 제어부(204)가 제3 데이터(D3)에 의해 작업 공정 모듈(110)의 작업 위치를 다시 보정하는 작업이 반복적으로 이루어질 수 있다.
제3 데이터(D3)에 기초한 제어부(204)의 보정 작업에 의해, 절단부(112)가 수행하는 절단 공정의 정밀도, 가공부(114)가 수행하는 가공 공정의 정밀도 및 마킹부(116)가 수행하는 마킹 공정의 정밀도는 점점 향상될 수 있다.
본 발명에서의 공정을 거친 제품은, 완제품으로 조립되기 전의 제품이며, 해당 공정의 다음 단계로는, 조립 공정이 진행되게 된다. 즉, 작업 공정 모듈(110)의 절단부(112), 가공부(114), 마킹부(116)에서, 조립을 위한 최적화된 설계 데이터로 절단 단계, 가공 단계, 조립 위치 표기 단계를 거치고, 마지막으로 배출부(128)에서는, 작업 공정 모듈(110)을 통하여 가공 완료된 프레임 제품을, 조립이 용이하도록 정렬시켜 이송시키는 공정이 진행되는바, 배출부(128) 다음 공정으로는 완제품으로 제조하기 위한 조립 단계가 진행될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템으로서, CNC공작 기계를 활용하여 기존의 NC공작 기계에서의 오동작을 줄이고, 제품의 정밀도를 높이도록 하면서, 이와 동시에, 수치가 주요 요소가 되는, 절단 단계, 가공 단계, 및 마킹 단계를 하나의 단계로 통합하여 하나의 단계로 진행함으로써 시간을 단축하고, 각 단계에서의 데이터를 축적하고, 축적되는 데이터를 이용하여 산출되는 최적의 설계 데이터를, 각 단계의 설계 수치에 활용함으로써, 제조되는 제품의 정밀도, 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 로딩 단계, 이송 단계, 고정 단계, 정렬 단계, 및 배출 단계의 각 공정 장치에 단위 소재가 배치, 고정되는 위치를 조정하여, 반복되는 공정 과정에서 인력 투입이 없도록 자동화하여 인건비를 낮추고, 수율 개선, 생산성 향상, 및 반복되는 단계의 효율성을 높일 수 있다는 점에서 의의가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로서, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템
100: 제조 공정 장치
110: 작업 공정 모듈
112: 절단부
114: 가공부
116: 마킹부
120: 반복 공정 모듈
122: 로딩부
124: 이송부
126: 고정부
128: 배출부
130: 수치 측정 모듈
200: CNC 장치
202: 성능 지표 데이터 산출부
204: 데이터 저장부
206: 가공 데이터 산출부
208: 제어부
100: 제조 공정 장치
110: 작업 공정 모듈
112: 절단부
114: 가공부
116: 마킹부
120: 반복 공정 모듈
122: 로딩부
124: 이송부
126: 고정부
128: 배출부
130: 수치 측정 모듈
200: CNC 장치
202: 성능 지표 데이터 산출부
204: 데이터 저장부
206: 가공 데이터 산출부
208: 제어부
Claims (10)
- 공정 자동화 시스템에 있어서,
프레임을 제조하는 작업 공정 모듈과, 상기 작업 공정 모듈에서의 작업 데이터를 측정하여 저장하고, 상기 작업 데이터를 CNC 장치에 제공하는 수치 측정 모듈을 포함하는 제조 공정 장치; 및
상기 수치 측정 모듈에서 제공하는 상기 작업 데이터를 이용하여, 기 설정된 설계 조건에 맞는 프레임 가공을 위한 가공 데이터를 산출하고, 상기 산출된 가공 데이터로 상기 작업 공정 모듈이 작동되도록 상기 작업 공정 모듈을 제어하는 상기 CNC 장치를 포함하며,
상기 작업 공정 모듈은,
절단부(cutting), 가공부(drilling), 및 마킹부(marking)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 작업 공정 모듈인 절단부(cutting), 가공부(drilling), 및 마킹부(marking)는,
단일 모듈상에 배치되며, 상기 프레임을 절단, 가공, 및 마킹하는 공정은 연속된 하나의 공정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제조 공정 장치는,
반복 공정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 반복 공정 모듈은,
로딩부(loading), 이송부(moving), 고정부(clamping), 및 배출부(unloading)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 제조 공정 장치는,
상기 로딩부(loading), 이송부(moving), 고정부(clamping), 절단부(cutting), 가공부(drilling), 마킹부(marking), 및 배출부(unloading)의 순서로 상기 프레임을 제조하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 CNC 장치는,
상기 작업 데이터인 제1 데이터를 통하여 제조된 상기 프레임의 성능을 나타내는 성능 지표 데이터인 제2 데이터를 산출하는 성능 지표 데이터 산출부;
상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 저장하는 데이터 저장부;
상기 데이터 저장부에 저장되는 상기 제1 데이터 및 제2 데이터를 이용하여, 상기 기 설정된 설계 조건에 맞는 프레임 가공을 위한 가공 데이터인 제3 데이터를 산출하는 가공 데이터 산출부; 및
상기 가공 데이터 산출부에서 산출된 상기 제3 데이터로 상기 작업 공정 모듈이 작동되도록 상기 작업 공정 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 기 설정된 설계 조건은,
상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치의 정밀도가 각각 ±0.2mm 이하인 것을 조건으로 하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 제2 데이터는,
상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치 각각의 정밀도를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 제3 데이터는,
상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치와, 상기 기 설정된 설계 조건 사이의 오차를 보정하기 위한 각각의 보정값을 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 데이터와 상기 기 설정된 설계 조건을 비교하여, 상기 제2 데이터에 따른 상기 프레임의 정밀도가 상기 기 설정된 설계 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제3 데이터에 기초하여 상기 절단부(cutting)의 절단 위치, 가공부(drilling)의 가공 위치, 및 마킹부(marking)의 마킹 위치 중 적어도 어느 하나를 보정하는 것을 특징으로 하는 CNC 장치를 이용한 공정 자동화 시스템.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190010750 | 2019-01-28 | ||
| KR20190010750 | 2019-01-28 |
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=72041525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200010115A KR20200093471A (ko) | 2019-01-28 | 2020-01-28 | Cnc 장치를 이용한 공정 자동화 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200093471A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102460392B1 (ko) * | 2022-05-31 | 2022-10-31 | 주식회사 비엘에스 | 포토 마스크 보관 및 보호 케이스의 연속 자동화 제조 시스템 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020075335A (ko) | 2002-08-23 | 2002-10-04 | 정응규 | 원격제어패널을 갖는 ｃｎｃ 밀링머신 |
-
2020
- 2020-01-28 KR KR1020200010115A patent/KR20200093471A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020075335A (ko) | 2002-08-23 | 2002-10-04 | 정응규 | 원격제어패널을 갖는 ｃｎｃ 밀링머신 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102460392B1 (ko) * | 2022-05-31 | 2022-10-31 | 주식회사 비엘에스 | 포토 마스크 보관 및 보호 케이스의 연속 자동화 제조 시스템 |
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|---|---|---|---|
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