KR100523329B1 - 연삭가공 시스템 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연삭가공 시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직 수평방향으로 이동가능하게 다관절로 구성된 연삭가공로봇(10)과, 상기 연삭가공로봇(10)의 암(11)의 말단부에 부착되는 연삭장치(20)와, 피가공소재(100)가 고정장치(31)에 의해 고정되어 가공되는 베이스(30)로 구성되며, 상기 연삭장치(20)는 연결장치(21)의 전방 양측에 연결바(22)로 연결된 접합가이드(23)가 부착되고, 상기 접합가이드(23) 사이로 가공툴(24)이 장착되며, 상기 연결장치(21)의 후방으로 컴플라이언스(25)가 고정판(26)과 연결되어 진 구성을 특징으로 하며, 판재의 가공면이 원하는 위치에 고정되어 있지 않을 때, 2차원 데이터와 연마장치에 부착되어 있는 판재 접합 가이드에 의해 원하는 연삭 가공을 할 수 있어, 시스템의 비용을 줄이고 절삭율을 향상시키고, 가공시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

연삭가공 시스템 및 그 구동방법{Grinding working system and that of operating method}

본 발명은 연삭가공 시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히 일정한 각도로 고정되어 있지 않는 판재의 홀 내벽의 가공에 있어 가공면에 대한 2차원 데이터 만으로도 홀의 내벽을 일정한량의 가공을 할 수 있게 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 생산공정에서 기계가공의 경우에 공구가 지나간 자국이나 날카로운 부품 모서리 부위를 부드럽게 갈아내야 하고 사출성형품, 주조품, 그리고 단조품의 경우에는 파팅라인이나 게이트자국을 제거해야 할 것이다. 판재의 절단자동화 분야에서 연삭시스템은 용접이나 주조 등의 가공시에 발생하는 제품의 표면에 잔존하는 불필요한 비드(bead)나 버를 로봇에 의하여 자동으로 제거하기 위한 가공시스템이다.

그리고 파팅라인을 갈아주거나 기타 날카로운 부위를 없애주는 공정은 기본적으로 사람이 수행하는 작업영역이나, 수작업의 노동강도와 신속성 및 제품의 신뢰성 등을 고려해 볼 때, 그라인딩 공정의 자동화는 필수적이며, 이에 따라 개발된 종래의 그라인딩 시스템은, 정확한 위치에 고정된 피가공물에 3차원 CAD데이타를 바탕으로 추가적인 연삭이나 연마 같은 표면마무리 공정으로 원하는 목표 사양을 만족하도록 가공 되었다.

하지만 정확한 위치에 고정되어 있지 않은 판재의 내부 홀 가공에 있어서 기존 3차원 CAD데이타는 무의미하며 추가적인 3차원 형상 데이타를 추출하여 새로운 CAD데이타를 만들어야 한다.

기존의 연삭장치의 일실시예로 실용신안 제20-2000-0016687호는 단동척이나 연동척을 사용하여 공작물을 파지하는 공작기계에 있어서 상기 공작기계는 공작물을 지지하는 지지수단과 상기 지지수단과 직각으로 설치되어 공작물을 자력으로 흡착시키는 자력발생수단과 상기 자력발생수단에 의해 부착된 공작물을 회전시켜주는 회전수단과, 상기 지지수단과 자력발생수단의 위치를 고정/해제하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통연삭기에서 슈 지지 연삭장치를 소개하고 있으나, 장치가 복잡하고 설치에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

즉, 기존의 장치들 대부분은 피가공물을 정확한 위치에 오도록 고정장치 위에 고정시키고 3차원 CAD데이터를 바탕으로 가공 면에 따라 일정한 궤적으로 가공하게 끔 연삭장치가 설계되어졌다.

따라서, 피가공물이 정확한 위치에 고정시킬 수 없을 때 3차원 데이터를 센서에 의해서 수집하여야 하며 이러한 작업은 절삭율이 저하되고 비용이 많이 들며 가공시간이 길어지는등 많은 문제가 있다.

상기 기술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 연삭장치가 피 가공물이 원하는 위치에 정확히 고정되어 있는 않는 판재의 내부면 가공에 있어 2차원 데이터와 연마 장치의 구조를 개선하여 시스템의 비용을 줄이고 절삭율을 향상시키고, 가공시간을 단축시킬 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 수직 수평방향으로 이동가능하게 다관절로 구성된 연삭가공로봇과, 상기 연삭가공로봇의 암의 말단부에 부착되는 연삭장치와, 피가공소재가 고정장치에 의해 고정되어 가공되는 베이스로 구성되며, 상기 연삭장치는 연결장치의 전방 양측에 연결바로 연결된 접합가이드가 부착되고, 상기 접합가이드 사이로 가공툴이 장착되며, 상기 연결장치의 후방으로 컴플라이언스가 고정판과 연결되어 진 구성을 특징으로 하는 연삭가공 시스템과, 접합가이드가 피가공소재에 접합하고 고정판에 일정한 수직항력을 가하면 컴플라이언스에 의해 접합가이드가 피가공소재의 기울기에 따라 평행되게 기울어지고 따라서 연결장치도 같은 각도를 이루며 마지막으로 가공툴도 같은 각도를 이루게 되어 판재의 가공면에 수직되게 가공하게 되는 것을 특징으로 하는 연삭방법을 제공하고자 한다.

이하 본 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용를 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 첨부된 도면을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 연삭가공 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 연삭장치의 구성을 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 연삭방법의 흐름도를 도시한 도면이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 주요 구성으로서 연삭장치(20)는 피가공소재(100)를 밀착하는 접합가이드(23)와, 피가공소재(100)를 가공하기 위한 가공툴(24)과, 피가공소재(100)와 접합가이드(23)가 일정한 힘으로 밀착될 수 있도록 힘을 가하는 컴플라이언스(25)로 이루어진다.

즉, 연삭가공로봇(10)과, 상기 연삭가공로봇(10)의 말단부에 본 발명의 연삭장치(20)를 부착시켜 고정장치(31)에 고정된 피가공소재(100)의 피가공홀(101)을 연마 또는 절삭을 수행하게 된다.

본 발명의 구성을 도시한 도1과 도2에서 알 수 있듯이, 수직 수평방향으로 이동가능하게 다관절로 구성된 연삭가공로봇(10)과, 상기 연삭가공로봇(10)의 암(11)의 말단부에 부착되는 연삭장치(20)와, 피가공소재(100)가 고정장치(31)에 의해 고정되어 가공되는 베이스(30)로 구성되게 된다.

그리고 상기 연삭장치(20)는 연결장치(21)의 전방 양측에 연결바(22)로 연결된 접합가이드(23)가 부착되고, 상기 접합가이드(23) 사이로 가공툴(24)이 장착되며, 상기 연결장치(21)의 후방으로 컴플라이언스(25)가 고정판(26)과 연결되어 진 구성으로 되어 있다.

한편 본 시스템을 이용한 연삭방법은 접합가이드(23)가 피가공소재(100)에 접합하고 고정판(26)에 일정한 수직항력을 가하면 컴플라이언스(25)에 의해 접합가이드(23)가 피가공소재(100)의 기울기에 따라 평행되게 기울어지고 따라서 연결장치(21)도 같은 각도를 이루며 마지막으로 가공툴(24)도 같은 각도를 이루게 되어 판재의 가공면에 수직되게 가공하게 되는 것이다.

그리고 상기 연삭장치(20)는 도면 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 연삭가공로봇(10)의 말단부에 부착되고 피가공소재(100)가 고정장치(31)에 고정되어 있지만 원하는 직각으로 되어 있지 않고 임의의 기울기 각도로 기울어져 있기 때문에 종래에 사용되어 온 연삭 가공툴로 가공하기 위해선 기울기 각도에 따른 가공면의 3차원 데이터를 수집하여야 하지만 본 연삭장치(20)에서 접합 가이드(23)가 있어 기존 2차원 데이터만으로 가공이 가능하다.

그리고 본 발명의 연삭방법은 본 발명의 연삭방법의 흐름도를 도시한 도3에서 알 수 있듯이, 접합가이드(23)를 피가공소재(100)에 밀착시키는 단계(S10)와, 고정판(26)에 일정한 수직항력을 가하면 컴플라이언스(25)에 의해 접합가이드(23)가 피가공소재(100)의 기울기에 따라 평행되게 기울어지는 단계(S20)와, 연결장치(21)와 가공툴(24)도 상기 접합가이드(23)와 동일한 각도로 이루어지는 단계(S30)와, 상기 단계 (S30)후 판재의 가공면에 수직되게 가공하는 단계(S40)를 포함하여 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 연삭장치는, 판재의 가공면이 원하는 위치에 고정되어 있지 않을 때, 2차원 데이터와 연마장치에 부착되어 있는 판재 접합 가이드에 의해 원하는 연삭 가공을 할 수 있어, 시스템의 비용을 줄이고 절삭율을 향상시키고, 가공시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 연삭가공 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 개념도.

도 2는 본 발명의 연삭장치의 구성을 도시한 측면도.

도 3은 본 발명의 연삭방법의 흐름도를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 연삭가공로봇 11 : 암

20 : 연삭장치 21 : 연결장치

22 : 연결바 23 : 접합가이드

24 : 가공툴 25 : 컴플라이언스

26 : 고정판 30 : 베이스

31 : 고정장치 100 : 피가공소재

101 : 피가공홀

Claims (3)

1. 삭제
2. 수직 수평방향으로 이동가능하게 다관절로 구성된 연삭가공로봇(10)과, 상기 연삭가공로봇(10)의 암(11)의 말단부에 부착되는 연삭장치(20)와, 피가공소재(100)가 고정되는 고정장치(31)가 지지되고 상기 암(11)의 수직 수평방향으로 작업가능한 거리에 위치한 베이스(30)로 구성된 연삭가공 시스템에 있어서;

   상기 연삭장치(20)는 연결장치(21)의 전방 양측에 연결바(22)로 연결된 접합가이드(23)가 부착되고, 상기 접합가이드(23) 사이로 가공툴(24)이 장착되며, 상기 연결장치(21)의 후방으로 컴플라이언스(25)가 고정판(26)과 연결된 구성을 특징으로 하는 연삭가공 시스템.
3. 접합가이드(23)를 피가공소재(100)에 밀착시키는 단계(S10)와, 고정판(26)에 일정한 수직항력을 가하면 컴플라이언스(25)에 의해 접합가이드(23)가 피가공소재(100)의 기울기에 따라 평행되게 기울어지는 단계(S20)와, 연결장치(21)와 가공툴(24)도 상기 접합가이드(23)와 동일한 각도로 이루어지는 단계(S30)와, 상기 단계 (S30)후 판재의 가공면에 수직되게 가공하는 단계(S40)를 포함하여 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연삭방법.