KR101043576B1 - 인공치아 가공을 위한 자동화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공치아 원소재를 가공유니트(10)에 연속적으로 출입시키며 가공품으로 형성하여 적재시키는 장치에 있어서: 상기 가공유니트(10)에 대향하여 직선운동과 회전운동을 수행하도록 설치되고, 원소재 또는 가공품을 잡고 회전하기 위한 핑거구동부(28)를 지니는 핸들러유니트(20); 및 상기 핸들러유니트(20)에 인접하여 상하운동 가능하게 설치되고, 상기 원소재와 가공품을 구분하여 보관하는 공간을 지니는 적재유니트(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 치기공 분야의 양산 적용에 있어 품질의 안정과 함께 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.

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Description

인공치아 가공을 위한 자동화장치{Automatic system for producing artificial tooth}

본 발명은 인공치아 가공을 위한 자동화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치기공 분야의 양산 적용에 있어 품질의 안정과 함께 생산성 향상을 도모하기 위한 인공치아 가공을 위한 자동화장치에 관한 것이다.

통상적으로, 로봇을 비롯한 정밀 산업의 발전과 더불어 치기공에 있어 자동화 기술의 접목이 다양하게 이루어지는 실정이므로 CAD에 대한 전문 지식과 경험이 없는 치아 가공 기술자들도 정밀한 제품을 제작하는 것이 가능하다. 이와 관련하여 한국 등록특허 제0627677호, 한국 등록특허 제0760073호등의 선행기술이 참조될 수 있다.

일예로, 한국 등록특허 제0627677호에 의하면 『제어 장치에 의해 그 이동이 제어되는 적어도 하나의 스핀들과, 상기 스핀들의 하단에 결합되는 가공툴과, 상기 바닥프레임 상에 고정되고 이와 연결된 수평한 축을 180ㅀ씩 회전시키는 구동수단과, 상기 구동수단과 연결된 축에 결합되고 가공물이 내부에 끼어져 고정되도록 그 일부가 열리거나 닫히는 구조이며 내부에 고정되는 가공물이 상기 가공툴에 닿아서 가공될 수 있도록 상기 가공물이 고정되는 위치의 상부면과 하부면에 통공이 형성되는 지그(jig)를 포함하는』 구성을 개시한다.

다른 예로, 한국 등록특허 제0760073호에 의하면 『치관 및 브리지를 포함하는 치아 보철물을 위한자동 공작 기계(10)에 있어서, 머신 프레임(12, 14) 또는 하우징과, 블랭크(blank)를 위한 회전축(38)을 갖는 공작물 캐리어와, 적어도 하나의 디지털 계측장치(46)와, 적어도 하나의 가공 장치(52)와, 모든 구동 요소를 위한 전자 계산 및 제어 장치(50)를 포함하는』 구성을 개시한다.

그러나 이와 같은 선행기술에 의하면 부분적인 자동화는 가능하지만 많은 공정을 인력에 의존하기 때문에 전반적인 생략화 시스템과 거리가 있어 생산성을 향상하는데 한계성을 보인다.

종래기술의 문헌정보

[문헌1] 한국 등록특허 제0627677호 "인공 치아 가공 장치 및 방법"

[문헌2] 한국 등록특허 제0760073호 "치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계 및 치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법"

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 치기공 분야의 양산 적용에 있어 품질의 안정과 함께 생산성 향상을 도모하기 위한 인공치아 가공을 위한 자동화장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 인공치아 원소재를 가공유니트에 연속적으로 출입시키며 가공품으로 형성하여 적재시키는 장치에 있어서: 상기 가공유니트에 대향하여 직선운동과 회전운동을 수행하도록 설치되고, 원소재 또는 가공품을 잡고 회전하기 위한 핑거구동부를 지니는 핸들러유니트; 및 상기 핸들러유니트에 인접하여 상하운동 가능하게 설치되고, 상기 원소재와 가공품을 구분하여 보관하는 공간을 지니는 적재유니트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 핸들러유니트는 직선운동부와 회전운동부를 일체로 구비하고, LM실린더와 로터리실린더로 구동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 적재유니트는 승강기구와 서보모터에 의한 전기적 방식으로 작동되고, 승강기구는 볼스크류와 LM가이드를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 핸들러유니트는 가공품의 외관과 조직을 검사하도록 도달 영역내에 설치되는 검사유니트를 더 구비하되, 상기 검사유니트는 카메라로 인공치아의 외관 결함을 검사하는 외관검사부와, 비접촉 방식으로 인공치아의 내부의 균열을 검사하는 X선검사부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어 야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 인공치아 가공을 위한 자동화장치에 의하면 치기공 분야의 양산 적용에 있어 품질의 안정과 함께 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동화장치를 전체적으로 나타내는 사시도, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 자동화장치를 나타내는 정면도와 측면도이다.

본 발명은 인공치아 원소재를 가공유니트(10)에 연속적으로 출입시키며 가공품으로 형성하여 적재시키는 장치에 관련된다. 원소재는 지르코늄 소재를 의미하며 가공품은 완성된 인공치아를 의미한다. 가공유니트(10)는 원소재를 회전시키며 3차원 가공을 수행하는 인공치아 전용의 수치제어 공작기계이다.

본 발명에 따르면 원소재 또는 가공품을 잡고 회전하기 위한 핑거구동부(28)를 지니는 핸들러유니트(20)가 상기 가공유니트(10)에 대향하여 직선운동과 회전운동을 수행하도록 설치된다. 핑거구동부(28)는 핸들러유니트(20)의 단부에 설치되어 후술하는 검사공정에서 가공품을 회전시킨다. 핸들러유니트(20)는 가공유니트(10) 및 후술하는 적재유니트(40) 상에서 로딩/언로딩을 수행하는 공정에서 직선운동을 요하고, 가공유니트(10)와 적재유니트(40) 사이에서 방향을 전환하는 동안에는 회전운동을 요한다.

이때, 본 발명의 상기 핸들러유니트(20)는 직선운동부(22)와 회전운동부(25)를 일체로 구비하고, LM실린더(33)와 로터리실린더(35)로 구동한다. 직선운동부(22)는 가이드레일(32)을 사용하지만 래크-피니언, 타이밍 벨트도 사용이 가능하다할 것이다. 회전운동부(25)는 적어도 한 쌍으로 맞물리는 기어를 사용한다. 직선운동부(22)와 회전운동부(25)의 구동에 있어서 도 1 및 도 2처럼 LM실린더(33)와 로터리실린더(35)를 이용한 공압구동방식을 채용할 수 있고, 도면을 통하여 도시하지 않았지만 서보모터를 이용한 전기구동방식도 가능하다할 것이다. 물론 보다 충격이 적고 정숙한 운전을 요한다면 전자의 공압구동방식을 택한다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 원소재와 가공품을 구분하여 보관하는 공간을 지니는 적재유니트(40)가 상기 핸들러유니트(20)에 인접하여 상하운동 가능하게 설치된다. 핸들러유니트(20)를 중심으로 하여 대략 90ㅀ의 반경 범위내에 가공유니트(10)와 적재유니트(40)를 두는 것이 좋다. 원소재와 가공품을 구분하여 보관하지만 이를 지지하는 트레이는 동일하게 사용한다. 적재유니트(40)의 상하운동은 핸들러유니트(20)의 직선 및 회전운동과 연계되어 핑거구동부(28)를 원하는 위치로 신속하게 접근하도록 한다.

이때, 본 발명의 상기 적재유니트(40)는 승강기구(42)와 서보모터(43)에 의 한 전기적 방식으로 작동되고, 승강기구(42)는 볼스크류(45)와 LM가이드(46)를 사용한다. 적재유니트(40)는 도 1 및 도 2처럼 핸들러유니트(20)에 매우 인접하여 일체로 설치할 수도 있고, 도면을 통하여 도시하지 않았지만 핸들러유니트(20)에서 다소 이격하여 설치할 수도 있다. 적재유니트(40)의 적재함은 LM가이드(46)를 개재하여 상하운동 가능하게 지지되고 볼스크류(45)와 서보모터(43)에 의해 상하운동력을 전달받게 된다. 승강기구(42)로서 볼스크류(45)와 LM가이드(46)를 사용하는 것이 정숙한 작동을 위해서 바람직하다.

작동에 있어서, 핸들러유니트(20)의 직선운동부(22)가 핑거구동부(28)를 적재유니트(40)에 투입시키고, 적재유니트(40)가 살짝 하강하여 원소재가 핑거구동부(28)에 로딩되도록 하고, 직선운동부(22)가 적절히 후진하면서 회전운동부(25)가 회전하여 가공유니트(10)를 향하고, 직선운동부(22)가 전진하면서 가공유니트(10)에 핑거구동부(28)를 투입시켜 원소재를 전달하는 동시에 가공이 완료된 가공품을 받아서 후진하고, 적절하게 후진한 지점에서 회전운동부(25)가 회전하여 적재유니트(40)에 가공품을 적재한다.

도 4는 본 발명의 변형예에 따른 자동화장치를 나타내는 예시도이다.

본 발명의 변형예에 따르면 가공품의 외관과 조직을 검사하는 검사유니트(50)상기 핸들러유니트(20)의 도달 영역내에 설치된다. 검사유니트(50)는 가공유니트(10)에서 인출된 가공품을 적재유니트(40)로 이송하는 경로상에 설치하는 것이 공수를 절감하는 측면에서 유리하다.

이때, 본 발명의 상기 검사유니트(50)는 카메라로 인공치아의 외관 결함을 검사하는 외관검사부(52)와, 비접촉 방식으로 인공치아의 내부의 균열을 검사하는 X선검사부(55)를 구비한다. 외관검사부(52)는 CCD카메라를 사용하여 가공품의 표면에 흠집이나 버어가 있는지 촬영하여 저장하고 필요에 따라 판단기능도 부여된다. 불량의 판단에 있어서 인공치아 가공품의 외면 윤곽에 대한 데이터를 판독하여 매우 급하게 변동되는 부분을 검출하는 알고리즘을 적용할 수 있다. X선검사부(55)는 가공품에 X선을 조사한 영상을 촬영하여 저장하고 필요에 따라 판단기능도 부여된다. 불량의 판단에 있어서 인공치아 가공품 화상의 명암이 크게 변동되는 부분을 검출하는 알고리즘을 적용할 수 있다.

한편, 상기 검사유니트(50)의 외관검사부(52)와 X선검사부(55)에서 촬영된 영상은 실시간으로 모니터(미도시)에 출력할 수도 있다.

작동에 있어서, 핸들러유니트(20)의 직선운동부(22)가 핑거구동부(28)를 적재유니트(40)에 투입시키고, 적재유니트(40)가 살짝 하강하여 원소재가 핑거구동부(28)에 로딩되도록 하고, 직선운동부(22)가 적절히 후진하면서 회전운동부(25)가 회전하여 가공유니트(10)를 향하고, 직선운동부(22)가 전진하면서 가공유니트(10)에 핑거구동부(28)를 투입시켜 원소재를 전달하는 동시에 가공이 완료된 가공품을 받아서 후진하고, 적절하게 후진한 지점에서 검사유니트(50)에 도달하면 핑거구동부(28)를 회전하여 검사를 수행한다. 이때 양품으로 판단되면 전술한 것처럼 적재유니트(40)에 로딩하면서 다음 원소재를 인출하지만, 불량품으로 판단되면 이동 경로상에 인접한 보관함(미도시)에 낙하시킨 다음에 다음 적재유니트(40)에서 원소재를 인출한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동화장치를 전체적으로 나타내는 사시도,

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 자동화장치를 나타내는 정면도와 측면도,

도 4는 본 발명의 변형예에 따른 자동화장치를 나타내는 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

10: 가공유니트 20: 핸들러유니트

22: 직선운동부 25: 회전운동부

28: 핑거구동부 32: 가이드레일

33: LM실린더 35: 로터리실린더

40: 적재유니트 42: 승강기구

43: 서보모터 45: 볼스크류

46: LM가이드 50: 검사유니트

52: 외관검사부 55: X선검사부

Claims (4)

1. 인공치아 원소재를 가공유니트(10)에 연속적으로 출입시키며 가공품으로 형성하여 적재시키는 장치에 있어서:

   상기 가공유니트(10)에 대향하여 직선운동과 회전운동을 수행하도록 설치되고, 원소재 또는 가공품을 잡고 회전하기 위한 핑거구동부(28)를 지니는 핸들러유니트(20); 및

   상기 핸들러유니트(20)에 인접하여 상하운동 가능하게 설치되고, 상기 원소재와 가공품을 구분하여 보관하는 공간을 지니는 적재유니트(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공치아 가공을 위한 자동화장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 핸들러유니트(20)는 직선운동부(22)와 회전운동부(25)를 일체로 구비하고, LM실린더(33)와 로터리실린더(35)로 구동하는 것을 특징으로 하는 인공치아 가공을 위한 자동화장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 적재유니트(40)는 승강기구(42)와 서보모터(43)에 의한 전기적 방식으로 작동되고, 승강기구(42)는 볼스크류(45)와 LM가이드(46)를 사용하는 것을 특징으로 하는 인공치아 가공을 위한 자동화장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 핸들러유니트(20)는 가공품의 외관과 조직을 검사하도록 도달 영역내에 설치되는 검사유니트(50)를 더 구비하되, 상기 검사유니트(50)는 카메라로 인공치아의 외관 결함을 검사하는 외관검사부(52)와, 비접촉 방식으로 인공치아의 내부의 균열을 검사하는 X선검사부(55)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공치아 가공을 위한 자동화장치.

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