Search

KR-20260061782-A - Gantry loader teaching device for machine tools and teaching method thereof

KR20260061782AKR 20260061782 AKR20260061782 AKR 20260061782AKR-20260061782-A

Abstract

공작기계의 갠트리 로더 티칭 장치 및 이의 티칭 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예는 갠트리 로더에 대한 정확한 티칭 좌표 값을 편리하게 실시할 수 있다.

Inventors

  • 박성준

Assignees

  • 위아공작기계 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (15)

  1. 갠트리 로더에 구비된 로더 그리퍼(10)를 X축과 Y축과 Z축에 해당되는 3축으로 이동시키기 위해 구비된 구동부(100); 상기 로더 그리퍼(10)가 소재(2)를 파지한 상태로 척(Chuck)(20)을 향해 이동이 이루어질 때의 구동부(100)의 부하 변화량과, 상기 척(20)과 접촉에 따른 구동부(100)의 부하 변화량을 감지하는 부하 감지부(200); 상기 부하 감지부(200)에서 감지된 부하 변화량이 설정 부하 이상일 때 좌표 값을 저장하는 메모리부(300); 및 상기 구동부(100)에 대한 구동 제어를 실시하고, 3축에 대한 티칭 좌표 값을 연산하는 제어부(400)를 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 로더 그리퍼(10)는 X축 방향으로 이동될 때 이동 전 위치를 기준으로 플러스 X축 방향(XP)과, 마이너스 X축 방향(XM)으로 각각 이동이 이루어진 이후에 상기 척(20)과 접촉이 이루어지는 갠트리 로더 티칭 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 로더 그리퍼(10)는 Y축 방향으로 이동될 때 이동 전 위치를 기준으로 플러스 Y축 방향(YP)과, 마이너스 Y축 방향(YM)으로 각각 이동이 이루어진 이후에 상기 척(20)과 접촉이 이루어지는 갠트리 로더 티칭 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 로더 그리퍼(10)는 Z축 방향으로 이동될 때 이동 전 위치를 기준으로 마이너스 Z축 방향(ZM)으로 이동이 이루어진 이후에 상기 척(20)과 접촉이 이루어지는 갠트리 로더 티칭 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 제어부(400)는 상기 X축의 중심위치를 상기 X축의 플러스 좌표 값과, 마이너스 좌표 값을 더한 후에 N으로 나누어서 X축 중심위치를 연산하는 갠트리 로더 티칭 장치.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 제어부(400)는 상기 Y축의 중심위치를 상기 Y축의 플러스 좌표 값과, 마이너스 좌표 값을 더한 후에 N으로 나누어서 Y축 중심위치를 연산하는 갠트리 로더 티칭 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제어부(400)는 Z축의 티칭 좌표 값을 연산하기 위해 마이너스 Z축 방향(ZM) 좌표 값에 시프트 량을 더해 Z축 티칭 좌표 값을 연산하는 갠트리 로더 티칭 장치.
  8. 갠트리 로더의 X축과 Y축과 Z축에 해당되는 3축 티칭 좌표 값을 설정하기 위해 3축의 현재 좌표 값이 저장되는 제1 단계(ST100); 상기 갠트리 로더에 구비된 로더 그리퍼가 구동부에 의해 3축으로 이동과 동시에 척과 접촉에 따른 부하 변화량을 감지하는 제2 단계(ST200); 및 상기 부하 변화량에 따른 3축 티칭 좌표 값을 메모리부에 저장하는 제3 단계(ST300)를 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제2 단계(ST200)는 상기 로더 그리퍼가 플러스 X축 방향(XP)으로 이동이 이루어진 이후에 척과 접촉이 이루어지는 제1 이동 단계(ST210); 상기 로더 그리퍼가 마이너스 X축 방향(XM)으로 이동이 이루어진 이후에 척과 접촉이 이루어지는 제2 이동 단계(ST220)를 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제2 단계(ST200)는 상기 X축의 중심위치를 연산하는 X축 중심위치 연산단계(ST225)를 더 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 제2 단계(ST200)는 상기 로더 그리퍼가 플러스 Y축 방향(YP)으로 이동이 이루어진 이후에 척과 접촉이 이루어지는 제3 이동 단계(ST230); 상기 로더 그리퍼가 마이너스 Y축 방향(YM)으로 이동이 이루어진 이후에 척과 접촉이 이루어지는 제4 이동 단계(ST240)를 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제2 단계(ST200)는 상기 Y축의 중심위치를 연산하는 Y축 중심위치 연산단계(ST245)를 더 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.
  13. 제8 항에 있어서, 상기 제2 단계(ST200)는 로더 그리퍼(10)가 마이너스 Z축 방향(ZM)으로 이동이 이루어진 이후에 척과 접촉이 이루어지는 제5 이동 단계(ST250)를 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제2 단계(ST200)는 상기 마이너스 Z축 방향(ZM) 좌표 값에 시프트 량을 더해 Z축 티칭 좌표 값을 연산하는 Z축 티칭 좌표 값 연산단계(ST255)를 더 포함하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.
  15. 제8 항에 있어서, 상기 제2 단계(ST200)는 상기 부하 변화량이 설정 부하 이상일 경우에만 3축의 현재 접촉 위치 값으로 감지하는 갠트리 로더 티칭 장치의 티칭 방법.

Description

공작기계의 갠트리 로더 티칭 장치 및 이의 티칭 방법{Gantry loader teaching device for machine tools and teaching method thereof} 본 발명은 공작기계의 갠트리 로더 티칭 장치 및 이의 티칭 방법에 관한 것이다. NC 공작기계와 같은 자동화 공작기계의 가공부는 테이블 상으로 가공대상물이나 공작물을 로딩 및 언로딩 하기 위해 갠트리 로더가 사용된다. 상기 갠트리 로더는 자동화 공작기계의 가공사이클과 연동하도록 설치되어 가공대상물을 일정한 주기로 지정된 위치에 정확하게 투입시킴은 물론 가공이 완료된 제품을 자동으로 배출 및 회수 시키므로 자동화 공작기계를 통한 가공공정을 수행함에 있어 필수 장치로 적용되고 있는 이송 로봇이다. 특히 유한범위 내에서 직선형 활주 운동을 수행하는 리니어 가이드 장치를 갖추고 직교하면서 작동되므로 각종 정밀기계나 반도체 가공설비 등에서 부품의 이송 삽입 및 반송 혹은 용접작업 등에 주로 활용되고 있다. 이와 같이 사용되는 종래의 갠트리 로더는 X축과, Y축과, Z축으로 소재를 척으로 이동시키기 위해 각각의 좌표를 설정할 때 그립퍼가 클램핑 또는 언클램핑을 반복적으로 실시하기 위해 소요되는 시간이 상당히 많이 소요되어 작업자의 숙련도에 따라 많은 작업 시간이 소요되었다. 특히 작업자가 전술한 그립퍼를 원하는 위치로 이동시키기 위해 미세하게 수동으로 핸들 이송을 반복해서 티칭 좌표를 설정해야 되는 문제점이 유발되어 이에 대한 대응안이 필요하게 되었다. 도 1은 본 실시 예에 의한 갠트리 로터 티칭 장치를 설명하기 위해 도시한 갠트리 로더의 일부분을 도시한 사시도. 도 2는 본 실시 예에 의한 제어부와 연계된 구성을 도시한 도면. 도 3은 본 실시 예에 의한 갠트리 로더 티칭 장치의 작동 상태도. 도 4는 본 실시 예에 의한 갠트리 로더 티칭 장치의 제어 방법을 도시한 순서도. 도 5 내지 도 6은 본 실시 예에 의한 갠트리 로더 티칭 장치의 제어 방법의 순서도. 본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 갠트리 로더 티칭 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 1은 본 실시 예에 의한 갠트리 로터 티칭 장치를 설명하기 위해 도시한 갠트리 로더의 일부분을 도시한 사시도 이고, 도 2는 본 실시 예에 의한 제어부와 연계된 구성을 도시한 도면 이며, 도 3은 본 실시 예에 의한 갠트리 로더 티칭 장치의 작동 상태도 이다. 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예는 갠트리 로더에 구비된 로더 그리퍼(10)를 3축으로 이동시키기 위해 구비된 구동부(100)와, 상기 로더 그리퍼(10)가 소재(2)를 파지한 상태로 척(Chuck)(20)을 향해 이동이 이루어질 때의 구동부(100)의 부하 변화량과, 상기 척(20)과 접촉에 따른 구동부(100)의 부하 변화량을 감지하는 부하 감지부(200)와, 상기 부하 감지부(200)에서 감지된 부하 변화량이 설정 부하 이상일 때 좌표 값을 저장하는 메모리부(300) 및 상기 구동부(100)에 대한 구동 제어를 실시하고, 3축에 대한 티칭 좌표 값을 연산하는 제어부(400)를 포함한다. 특히 본 실시 예는 갠트리 로더가 소재(2)를 척(20)으로 정확하게 이송하기 위한 티칭 좌표 값을 자동으로 연산하기 위해 고가의 측정기를 사용하지 않고서도 상기 척(20)과의 접촉에 따른 구동부(100)의 부하 변화량을 감지하여 3축에 대한 티칭 좌표 값을 편리하게 측정할 수 있어 현장에서 작업자의 편의성이 향상된다. 또한 기존의 수동 방식에서 자동으로 티칭 좌표 값을 설정할 수 있어 정확성과 정밀성이 향상된다. 참고로 갠트리 로더는 공작기계내에 소재를 공급하는 장치로 기 설정된 3축으로 이동하여 상기 소재를 로딩 또는 언로딩이 이루어진다. 이 경우 3축에 대한 포지션 좌표를 설정하는 것을 티칭이라 하고, 3축의 좌표 값을 설정하기 위해 상기 갠트리 로더를 작동시켜 3축의 정확한 위치에 해당되는 좌표 값으로 저장되는 것이 티칭 좌표 값으로 정의한다. 본 실시 예에 의한 구동부(100)는 통상의 갠트리 로더에 구비된 로더 그리퍼(10)를 3축 방향으로 이동시키기 위한 구성품이 사용된다. 상기 부하 감지부(200)는 구동부(100)가 소재(2)를 파지한 로더 그리퍼가 이동되면서 발생되는 구동부(100)의 부하량을 실시간으로 감지한다. 또한 상기 로더 그리퍼(10)가 소재를 파지한 상태로 척(20)과 접촉할 경우 구동부(100)의 부하가 증가하게 된다. 상기 부하 감지부(200)는 구동부(100)의 부하 변화량을 감지하여 제어부(400)로 전송한다. 본 실시 예에 의한 로더 그리퍼(10)는 X축 방향으로 이동될 때 이동 전 위치를 기준으로 플러스 X축 방향(XP)과, 마이너스 X축 방향(XM)으로 각각 이동이 이루어진 이후에 상기 척(20)과 접촉이 이루어진다. 상기 로더 그리퍼(10)는 로더 그리퍼(10)에 소재(2)가 파지된 상태로 플러스 X축 방향(XP)과, 마이너스 X축 방향(XM)으로 각각 이동될 수 있고, 척(20)과 접촉이 발생된 이후부터 기 설정된 설정 부하 이상에 해당되는 부하 변화량이 상기 부하 감지부(200)에 의해 감지된다. 제어부(400)는 현재 로더 그리퍼(10)의 플러스 X축 방향(XP)에서의 부하가 기 설정된 설정 부하 이상에 해당될 경우 해당 플러스 X축 방향(XP)에 대한 티칭 좌표 값을 메모리부(300)에 저장한다. 또한 제어부(400)는 현재 로더 그리퍼(10)의 마이너스 X축 방향(XM)에서의 부하가 기 설정된 설정 부하 이상에 해당될 경우 해당 마이너스 X축 방향(XM)에 대한 티칭 좌표 값을 메모리부(300)에 저장한다. 이와 같이 로더 그리퍼(10)는 플러스 X축 방향(XP)과 마이너스 X축 방향(XM)으로 각각 이동 및 척(20)과 접촉되어 설정 부하 이상 구동부(100)가 작동될 경우 티칭 좌표 값이 셋팅된다. 그리고 제어부(400)는 상기 X축의 중심위치를 상기 X축의 플러스 좌표 값과, 마이너스 좌표 값을 더한 후에 N으로 나누어서 X축 중심위치를 연산한 후에 메모리부(300)에 저장한다. 상기 N은 일 예로 숫자 2를 적용하여 연산을 실시한다. 상기 X축 중심위치는 로더 그리퍼(10)가 X축 방향에서 플러스 및 마이너스 방향으로 이동될 때의 중심 위치에 해당된다. 본 실시 예에 의한 로더 그리퍼(10)는 Y축 방향으로 이동될 때 이동 전 위치를 기준으로 플러스 Y축 방향(YP)과, 마이너스 Y축 방향(YM)으로 각각 이동이 이루어진 이후에 상기 척(20)과 접촉이 이루어진다. 상기 로더 그리퍼(10)는 로더 그리퍼(10)에 소재(2)가 파지된 상태로 플러스 Y축 방향(YP)과, 마이너스 Y축 방향(YM)으로 각각 이동될 수 있고, 척(20)과 접촉이 발생된 이후부터 기 설정된 설정 부하 이상에 해당되는 부하 변화량이 상기 부하 감지부(200)에 의해 감지된다. 제어부(400)는 현재 로더 그리퍼(10)의 플러스 Y축 방향(YP)에서의 부하가 기 설정된 설정 부하 이상에 해당될 경우 해당 플러스Y축 방향에 대한 티칭 좌표 값을 메모리부(300)에 저장한다. 또한 제어부(400)는 현재 로더 그리퍼(10)의 마이너스 Y축 방향(YM)에서의 부하가 기 설정된 설정 부하 이상에 해당될 경우 해당 마이너스 Y축 방향(YM)에 대한 티칭 좌표 값을 메모리부(300)에 저장한다. 이와 같이 로더 그리퍼(10)는 플러스 Y축 방향(YP)과 마이너스 Y축 방향(YM)으로 각각 이동 및 척(20)과 접촉되어 설정 부하 이상 구동부(100)가 작동될 경우 티칭 좌표 값이 셋팅된다. 그리고 제어부(400)는 상기 Y축의 중심위치를 상기 Y축의 플러스 좌표 값과, 마이너스 좌표 값을 더한 후에 N으로 나누어서 Y축 중심위치를 연산한 후에 메모리부(300)에 저장한다. 상기 N은 일 예로 숫자 2를 적용하여 연산을 실시한다. 상기 Y축 중심위치는 로더 그리퍼(10)가 Y축 방향에서 플러스 및 마이너스 방향으로 이동될 때의 중심 위치에 해당된다. 상기 로더 그리퍼(10)는 Z축 방향으로 이동될 때 이동 전 위치를 기준으로 마이너스 Z축 방향(ZM)으로 이동이 이루어진 이후에 상기 척(20)과 접촉이 이루어진다. 상기 로더 그리퍼(10)가