KR101424675B1

KR101424675B1 - 막 또는 표피 안에 약화 절개부를 형성하기 위한 장치

Info

Publication number: KR101424675B1
Application number: KR1020097002003A
Authority: KR
Inventors: 토르스텐 쉬우에프슈툴
Original assignee: 크라우스마파이 테크놀로지스 게엠베하
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2014-08-01
Also published as: EP2046541A1; CA2657733C; BRPI0714503A2; CN101466509B; KR20090032104A; US20130014629A1; JP5156742B2; DE102006034287B3; US20100005941A1; JP2009544475A; PL2046541T3; CA2657733A1; WO2008009488A1; ES2390683T3; CN101466509A; EP2046541B1; MX2009000734A

Abstract

본 발명은 막 또는 표피(24) 안에 약화 절개부를 형성하기 위한 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 절단 나이프(12), 절단 나이프의 맞은 편에 배치된 지지부(18)를 포함하며, 막 또는 표피는 지지부와 절단 나이프 사이에 배치될 수 있고, 지지부에 대하여 지지가 되며, 절단 나이프는 막 또는 표피에 대하여 상대적으로 움직일 수 있도록 형성되었다. 규정된 잔류 벽 두께를 확보하기 위하여, 절단 나이프와 지지부의 간격을 절단 축(19)의 방향으로 일정하게 형성할 수 있는 장치가 제안된다.

Description

막 또는 표피 안에 약화 절개부를 형성하기 위한 장치 {DEVICE FOR THE INSERTION OF ATTENUATION INCISIONS INTO FILM OR SKIN}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따라 막 또는 표피에 약화 절개부를 형성하기 위한 장치와 관련이 있다.

특정의 적용 분야를 위해서는 평탄한 소자 안에 예를 들어 목표 파열 장소를 규정할 수 있는 약화 절개부를 형성할 필요가 있다. 한 가지 적용 분야는 에어백이 장착된 자동차를 위한 기구 보드(instrumental board)를 제조하는 분야로서, 이 경우에는 에어백 릴리스 시에 기구 보드가 표시된 장소에서, 특히 약화 장소에서 강제로 개방됨으로써, 결과적으로 에어백이 방출될 수 있다. 본 출원서에서 사용되고 있는 용어인 "막" 또는 "표피"는 플라스틱 표피, 박막 또는 상응하는 평탄한 가공품을 의미하며, 이와 같은 용어 설정의 목적은 재료를 한 측으로부터 절단 삽입함으로써, 상황에 따라 국부적으로 변동되는 벽 두께 그리고 로봇에 의해서 공구로부터 가공품으로 가이드 되는 상대적인 운동과 무관하게 규정된 잔류 벽 두께를 확보하려는 것이다. 안전 부품으로서 간주될 수 있는 에어백의 영역에 있는 자동차-기구 보드의 표피 안에 약화부를 형성하는 경우에 비로소 절개의 높은 정확성, 높은 수준의 프로세스 안전도 그리고 우수한 프로세스 기록 문서화가 매우 큰 의미 를 갖게 된다.

상기와 같은 약화 절개부를 삽입하기 위해서 공지된 장치는 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 도 7의 상응하는 절단 장치(100)에서는 절단 나이프(102)가 지지 테이블(108) 위로 가이드 되고, 상기 지지 테이블 상에 특정 선을 따라 약화될 가공품(110)이 배치되어 있다. 지지 테이블(108)에 대한 절단 나이프(102)의 피크의 간격으로 인해 절단 나이프(102)의 이동시에는 가공품(110) 안에 절개부가 형성되며, 이 경우 도면 부호 (112)로 표기된 잔류 벽 두께는 그대로 유지된다. 본 경우에 절단 나이프(102)는 서보 모터(104) 및 스핀들 기어(106)를 통해 절단 축의 방향으로 지지 테이블 쪽으로 그리고 지지 테이블로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 절단 공구의 절개 깊이를 조정 및 제어하기 위하여, 금속으로 구현된 지지 테이블(108)까지의 간격(도면 부호 (116))을 측정하는 센서(118)가 사용된다. 센서 신호와 잔류 벽 두께 사이의 기하학적인 기준(도면 부호 (114))은 프로세스의 선행 공정에서 예를 들어 1회의 보정(calibrating) 과정에 의해 조회된다. 수신된 신호는 실행된 절개 공정을 조정하기 위하여 또는 절개 과정 중에 절개 깊이를 조정하기 위하여 이용될 수 있다.

상기 장치의 주된 결함은 센서가 절단 축에 대하여 변위된 상태로 배치된다는 것이다. 이와 같은 이격 배치에 의해서는 특히 3차원적인 절단 콘투어의 경우에 절단 나이프 피크와 지지 테이블 사이에서 불완전한 간격 값이 결정되고, 이와 같은 불완전한 간격 값은 절단 공구에서의 고유한 상황에 상응하지 않는다. 따라서, 측정값이 불완전할 가능성이 있는 경우에는 상응하는 보상 동작이 전혀 실행될 수 없으며, 이로 인해 절단 과정도 프로세스 안전하게 실시되지 않는다.

본 발명의 과제는 사전에 결정된 잔류 벽 두께를 갖는 원하는 약화부를 정확하게 제조할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 1에 언급된 특징들에 의해서 해결된다.

청구항 1의 특징에 따르면, 본 발명의 핵심 사상은 절단 나이프와 지지부 사이의 간격이 절단 축을 따라 일정하게 형성될 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 지지부와 절단 나이프 사이의 간격이 일정하고 막이 지지부에 대하여 연속으로 지지가 되면, 이와 같은 상황은 절대적으로 일정한 잔류 벽 두께를 야기할 수 있다.

상기 장치는 기본적으로 두 가지 형태로 실시될 수 있다.

한 가지 형태의 장치는 절단 나이프와 지지부 사이에 기계적인 커플링, 특히 강성의 기계적인 커플링이 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 소위 지지부와 절단 나이프는 직접적으로 연결되거나 또는 간접적으로 기계적인 구조물을 통해서 서로 연결되며, 이 경우 두 개의 관련 부품들 사이에서는 - 탄성적인 효과 이외에 - 간격 변경은 전혀 발생할 수 없다. 상기와 같은 커플링은 예를 들어 섀클(shackle)에 의해서 성취될 수 있으며, 상기 섀클은 절단 나이프와 지지부를 서로 직접적으로 연결하거나 또는 간접적으로 연결한다. 지지부 상에서의 표피 또는 막의 연속적인 지지를 보증해주는 장치를 제공하는 것도 또한 바람직하다. 이와 같은 장치는 탄성 부재, 예를 들어 표피 또는 막에 대항하여 지지부 및 절단 나이프로 구성된 조합부에 한 가지 방향으로 압축 응력을 가하는 스프링에 의해서 성취될 수 있으며, 그 결과 표피 또는 막은 항상 지지부 상에 접하게 된다. 이 경우 탄성 부재로서는 표피 자체도 사용될 수 있다.

본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면 전술된 섀클은 두 개 이상의 부분으로 형성되며, 이 경우에는 두 개 섀클 부품의 상호 상대적인 운동(이동, 선회)을 가능케 하기 위하여 상기 두 개의 섀클 부품 사이에 가동적인 커플링 장치가 하나 제공된다. 이와 같은 상대적인 운동은 선회 또는 이동의 형태로 제공될 수 있다. 상기 두 개의 섀클 부품은 당연히 약화 과정 - 구체적으로 말하자면 절단 과정 - 의 실행 중에는 심지어 상호 간에 고정되어야만 한다.

절단 작용에 도달하기 위하여, 절단 나이프 및 막 또는 표피는 서로 상대적으로 움직여야만 한다. 이 경우에는 절단 나이프 단독으로 또는 막 혹은 표피 단독으로 움직이거나 또는 두 개의 부품들이 동시에 서로 움직일 수 있다.

절단 나이프와 지지부의 강성 결합에 대한 제 2의 기본적인 실시예에서는 상황에 따라 서로 조절될 수 있는 두 개의 부품이 상호 조정될 수 있음으로써, 결국에는 전술되고 앞에서 규정된 잔류 벽 두께가 항상 확보된다. 이와 같은 목적을 위하여 절단 축에서는 지지부의 위치 및/또는 절단 나이프의 위치가 각각 검출될 수 있다. 상기 두 가지 위치는 하나의 제어 및 조절 장치에 제공되며, 상기 제어 및 조절 장치는 상기 위치들로부터 절단 나이프의 피크와 지지부의 간격을 결정한다. 상기 신호에 상응하게 구동 장치는 절단 나이프를 위해서 혹은 지지부를 위해서 트리거링 되거나 또는 상황에 따라서는 두 가지 장치 모두를 위해서도 트리거링 될 수 있으며, 그 결과 한 가지 조절 방법을 통해서 원하는 잔류 벽 두께에 도달하기 위한 간격이 확실하게 설정된다. 본 실시예의 특징은 재차 절단 축의 연장부에서의 고정된 간격이다.

임의로 형성된 약화 선을 재료 안에 삽입하기 위해서는, 절단 나이프가 자신의 절단 축을 중심으로 회전할 수 있도록 절단 나이프를 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우 절단 나이프는 상기 절단 나이프와 가공품 사이에서 방향이 변경될 때마다 항상 원하는 방식으로 최적의 절개부가 형성되도록 조절될 수 있다. 섀클은 이 경우에 프리 런닝부(free running part) 및 로봇 손목 조인트(robot wrist joint)에 있는 토크 지지부를 통해서 공구 또는 축(6)의 회전과 무관하게, 고정 회전 위치에 고정될 수 있다. 이 경우 대응 홀더는 나이프-절단 방향으로의 동작을 가능케 하기 위한 가동적인 볼로서 구현되어야만 한다. 이와 같은 조치에 의해서 섀클은 가공품에 대한 최적의 액세스를 허용하는 위치에 고정될 수 있다.

이 경우에는 절단 나이프를 회전시키기 위한 추가의 회전 구동 장치(예컨대 외부 로봇 축으로서 형성됨)도 물론 제공될 수 있으며, 상기 추가의 회전 구동 장치는 방향 변경에 상응하게 조절된다. 그와 마찬가지로 토크 지지부 및 볼을 가동적인 롤러로 대체하는 것도 가능하며, 상기 가동적인 롤러는 추가의 그리고 동기화된 회전 구동 장치상에 장착된다.

추가의 한 실시예는 지지부에 마주 놓인 절단 나이프가 스캐닝 장치를 필수 구성 요소로서 포함하고, 표피 또는 막이 삽입된 경우에는 상기 스캐닝 장치가 절단 나이프에 접한 상태로 이동하는 것을 특징으로 한다. 전술된 두 가지 위치 사이에서의 이동 범위는 센서에 의해서 결정된다. 이와 같은 실시예는 특히 절단 나이프의 전방 피크의 손상 여부를 검출하는 경우에 중요하다. 다시 말해서, 예를 들어 절단 나이프의 피크가 부러지면, 이동 범위는 원하는 잔류 벽 두께보다 더 커지게 되는데, 이와 같은 편차의 원인은 불완전한 조절 또는 절단 나이프의 손상일 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 인용하는 다수의 실시예를 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 절단 공구의 개략적인 측면도고,

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 절단 공구의 개략적인 측면도며,

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 절단 공구의 개략적인 도면이고,

도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 절단 공구의 개략적인 도면이며,

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 절단 공구의 다수 개의 부분으로 구성된 섀클, 개방 가능한 섀클 그리고 폐쇄 가능한 섀클을 각각 보여주는 다양한 개략도고,

도 6은 스캐닝 장치를 구비한 본 발명에 따른 절단 공구의 개략도며,

도 7은 선행 기술에 따른 절단 공구의 개략도다.

도 1에는 플라스틱 표피 및 유사한 가공품을 약화하기 위한 절단 공구(10)가 개략도로 개략적으로 도시되어 있다. 플라스틱 표피(24)(이하 가공품으로도 지칭함)는 두 개의 고정 장치(26) 사이에 단단히 고정된다. 절단 공구(10)는 절단 나 이프(12) 그리고 - 절단 축(14)의 연장부에 - 대응 홀더(18)를 포함하며, 상기 대응 홀더는 본 실시예에서는 지지부의 기능도 갖는다. 대응 홀더(18)는 검력계(22)(檢力計)의 하우징 내에 고정되어 있으며, 상기 검력계에 의해서 대응 홀더(18)에 작용하는 압력이 검출될 수 있다. 지지부로서는 가공품이 그 위에 직접 지지가 되는 각각의 장치가 모두 이하에서 언급된다.

절단 공구(12) 그리고 검력계(22)는 U자 모양으로 형성된 섀클(16)을 통해 서로 단단히 연결되어 있다. 이와 관련해서는 대응 홀더(18)가 섀클(16)에 대하여 그리고 절단 축(14)을 따라서 이동하지 않음으로써, 결국 대응 홀더(18)와 절단 공구(12) 피크의 간격은 항상 동일하게 형성된다는 사실이 언급될 수 있다. 상기 간격(28)은 나중의 잔류 벽 두께에 상응한다. 대응 홀더(18)의 절단 공구 측 단부에는 회전 가능하게 지지가 된 볼(20)이 제공되어 있다.

도 1에는 절단 공구 자체의 고정은 도시되어 있지 않다. 절단 공구를 예를 들어 화살표(30)의 방향으로 움직일 수 있기 위하여 절단 공구는 예를 들어 로봇 장치에 고정되며, 상기 로봇 장치에 의해 절단 공구는 적어도 하나의 평면에서 이동될 수 있다. 하지만, 상기와 같은 이동을 위해서는 기본적으로 섀클을 필요한 위치로 움직일 수 있는, 다시 말해 x-, y- 및 z-축으로 움직일 수 있는 모든 이동 장치가 적합하다.

따라서, 본 발명의 상기 제 1 실시예의 기능 방식은 명확하고도 상당히 단순하다. 약화될 가공품(24)을 절단 공구(12)와 대응 홀더(18) 사이의 중간 공간에 삽입하거나 또는 상기 절단 공구를 가공품의 작업 영역 안으로 밀어 넣은 후에는 절단 공구(10)가 움직임으로써, 결과적으로 가공품(24)의 탄성 변형에 의해 상기 가공품은 상응하는 파워로 대응 홀더(18)에 - 본 경우에는 볼(20)에 - 지지가 된다. 검력계(22)에 의해서는 파워가 검출되거나 또는 약화될 가공품이 지지부로서 작용하는 대응 홀더(18)에 지속적으로 지지가 될 수 있다. 절단 공구(12), 섀클(16) 및 대응 홀더(18)로 구성된 강성의 유닛을 움직이는 경우에는 가공품(24) 안에 절개부가 형성됨으로써 약화 부분이 얻어지며, 상기 약화 부분에서는 절단 나이프(12)의 피크와 볼(20)의 최상단부의 간격에 의해 규정된 간격에 상응하는 잔류 벽 두께가 보증된다.

구조적으로 약간 변경된 본 발명의 한 실시예는 도 2에 도시되어 있고 이하에서 기술된다. 본 실시예에서 도 1에서와 동일한 도면 부호들은 도 1에서와 동일한 부재들을 지시한다. 도 1의 실시예와 도 2의 실시예의 차이는 약화될 가공품(24)이 플레이트(40) 상에 - 지지 테이블로도 언급됨 - 배치되어 있다는 것이다. 상기 지지 테이블은 지지부의 기능을 담당한다. 지지 테이블의 하부 면에서는 대응 홀더(18)의 볼(20)이 롤링 된다. 가공품(24)을 지지 테이블(40) 자체 상에 지지하는 작용은 절단 공구(12), 섀클(16) 및 대응 홀더(18)로 이루어진 유닛에 스프링(38)에 의해서 압축 응력이 가해짐으로써 보장되며, 상기 스프링은 외부에 고정된 지지 스탠드(36)와 섀클(16)의 지지 러그(34)(lug) 사이에서 뻗는다. 상기 스프링(38)에 의해 볼(20)이 지지 테이블(40)의 하부 면에 압착되며, 이때 상기 압착력은 재차 검력계(22)에 의해서 검출될 수 있다. 잔류 벽 두께는 지지 테이블(40)의 두께를 제한 후에 대응 홀더(18)에 대한 절단 나이프의 간격 차로부터 얻어진 다.

본 발명의 추가의 한 실시예는 도 3에 마찬가지로 개략적인 방식으로 도시되어 있다. 본 실시예에는 단지 조정 또는 조절과 관련해서 중요한 부재들만 도시되어 있다. 다른 부재들은 개관을 명확히 할 목적으로 생략되었다.

도 3에는 절단 나이프(12')가 제공되어 있으며, 상기 절단 나이프는 액츄에이터(예컨대 서보 모터(50) 및 스핀들 기어(52))에 의해 소정 범위 안에서 자신의 절단 축의 방향으로 조정될 수 있다. 절단 나이프(12')의 위치는 간격 센서에 의해서 확인된다. 센서(54)는 신호 라인(60)을 통해서 제어 및 조절 유닛(56)에 연결되어 있다. 상기 제어 및 조절 유닛(56)은 또한 서보 모터(50)로의 제어 라인(58)을 구비하며, 상기 서보 모터에 의해서 상기 제어 라인에 상응하는 조정 신호가 제공될 수 있다.

또한, 추가의 간격 센서(62)가 배치되어 있으며, 상기 간격 센서는 지지 테이블(40') 아래에 위치 설정되어 있고, 캘리퍼스(caliper)에 의해서 측정점(66)까지의 거리가 검출된다. 이때 상기 측정점은 지지 테이블(40')의 하부 면과 절단 축의 교차점에 있다. 이와 같은 간격-정보는 신호 라인(64)을 통해서 마찬가지로 제어 및 조절 유닛(56)에 제공된다.

제어 및 조절 유닛(56)은 상응하는 보정이 이루어진 경우에 간격 센서(54 및 62)의 두 개 신호로부터 절단 나이프(12')의 피크와 절단 축의 방향으로 지지 테이블(40')의 하부 면에 배치된 측정점(66)의 간격을 결정하고, 원하는 간격에 따라 서보 모터를 통해 나이프 위치의 재조절을 실행할 수 있다. 지지 테이블(32')의 두께를 제한 후에 절단 나이프(12')와 측정점(66)의 간격에 상응하게 재차 잔류 벽 두께가 얻어진다.

이와 같이 확실히 더 많은 비용이 소요되는 장치의 장점은 잔류 벽 두께의 조절 가능성이다. 또한, 가변적이거나 또는 공지되지 않은 두께를 갖는 지지 테이블을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에는 우선 절단 나이프가 간격 센서로 대체되고, 1회의 기준 주행에서 운동에 대한 두께 파형이 검출된다. 이와 같은 기준 데이터는 저장되고, 상황에 따라 변경될 수도 있는 목표-잔류 벽 두께와 함께 추후의 절단 과정에서 목표 값으로 이용된다.

도 3의 실시예에서 지지 테이블(40')은 그 위에 위치 설정된 표피에 의해서 화살표(27)를 따라 이동한다. 그 다음에 제어 및 조절 장치(56)는 연속적으로 그리고 간격 센서(54 및 62)의 신호에 따라 서보 모터(50)를 위한 구동 신호를 결정한다. 이와 같은 방식에 의해서도 - 절단 나이프(12')와 지지부(본 경우에는 지지 테이블(40')) 간에 강성의 결합이 이루어지지 않더라도 - 절단 축 상에서의 상응하는 모니터링에 의해 규정된 잔류 벽 두께가 확보될 수 있다.

도 4에 도시된 실시예는 넓은 범위에서 도 1에 도시된 실시예와 일치한다. 하지만, 도 4에 따른 실시예에서는 섀클이 나이프 회전 축(76)을 중심으로 회전할 수 있도록 지지가 되어 있다. 섀클이 토크 지지부(70)를 통해 로봇 손목 조인트(72)에 지지가 됨으로써, 섀클은 나이프 회전과 상관없이 자신의 위치를 유지하게 된다. 절단 나이프(12")의 회전 가능성으로 인해 임의의 절단 선을 따라 이루어지는 절단 과정은 완벽하게 실행될 수 있다. 방향이 변경될 때마다 절단 나이 프(12")의 상응하는 회전이 실행됨으로써, 절단 결과는 최적의 상태로 된다.

가공품에 대한 절단 공구의 접근성이 용이하다는 점도 특히 중요하다. 도 5a 내지 도 5c에서는 세 가지 다양한 실시예들을 볼 수 있으며, 이와 같은 실시예들에 의해서는 - 적어도 절단 과정 중에는 - 절단 나이프와 지지부 사이에 강성의 결합이 이루어진 경우 공구의 상응하는 삽입이 아무런 문제 없이 이루어질 수 있게 된다.

도 5a에 따른 제 1 실시예에서 U자 모양의 섀클은 두 개의 부분으로 형성되어 있는데, 다시 말하자면 각 모양의 제 1 상부 영역(80) 그리고 레그(84)를 구비하며, 상기 상부 영역과 레그는 회전 조인트를 통해 서로 연결되어 있다. 회전 조인트에 마주 놓인 상기 레그(84)의 단부에는 대응 홀더가 배치되어 있다. 레그(84)가 섀클의 각 모양 부분(80)에 대하여 선회되어 수용 공간이 개방될 수 있음으로써, 표피 부재는 아무런 문제 없이 삽입될 수 있다. 표피 부재의 삽입 또는 가공품 안으로의 이동 후에는 레그(84)가 위로 선회됨으로써 U자 모양의 섀클이 폐쇄될 수 있다. 당연히 가공 과정 동안에는 상기 U자 모양 섀클의 두 개의 상이한 부재들이 서로 고정되어야만 한다.

표피 부재를 삽입하기 위한 추가의 한 실시예는 도 5b에 도시되어 있으며, 이 경우 섀클의 각 모양 부분(80')은 더 이상 조인트에 의해서 레그(84')와 연결되어 있지 않다. 오히려 이때는 레그(84')가 상응하는 가이드부를 통해 선형으로 이동할 수 있도록 다른 섀클의 각 모양 부분(80')에 고정되어 있다. 두 개 부재의 선형 이동 또는 고정은 유압 실린더(86)를 통해 이루어지며, 상기 유압 실린더의 한 측은 섀클의 각 모양 부분(80')에 대하여 지지가 되고, 다른 측은 레그(84')에 대하여 지지가 된다. 당연히 액추에이터는 대안적으로 압축 공기식 구동 장치 또는 전기식 구동 장치로 형성될 수도 있다.

아무 문제 없는 삽입 또는 내부로의 이동을 보장하기 위한 추가의 한 실시예는 도 5c에 도시되어 있다. 본 실시예에서는 도 5b의 실시예와 비교할 때 전체 하부 레그(84')가 하강하지 않고, 오히려 대응 홀더(84")만 하강한다. 이로써 U자 모양의 섀클은 실제로 강성의 상태를 유지하게 된다.

본 발명의 마지막 실시예는 도 6에 도시되어 있다. 본 실시예에서는 단지 지지부로서 이용되는 대응 홀더(92)만이 설명된다. 상기 대응 홀더는 측정 헤드와 동시에 형성되고, 측정 캘리퍼스(94)와의 연결부를 갖는다. 표피가 삽입된 상태(도 6에는 도시되지 않음)에서 측정 헤드는 스토퍼에 대항하여 아래로 이동하고, 그로 인해 잔류 벽 두께에 상응하는 거리만큼 절단 나이프의 피크로부터 간격을 두고 배치된다. 하지만, 표피가 제거되면 측정 헤드는 절단 나이프의 방향으로 전방으로 이동하며, 이 경우 이동 거리는 측정 캘리퍼스(94)를 통해 검출된다. 이와 같은 방식으로 절단 공구에 대한 지지부의 간격이 결정될 수 있다. 상기 간격이 원하는 잔류 벽 두께에 상응하지 않으면, 불완전한 조정이 이루어지거나 또는 절단 나이프의 피크 영역이 손상된다.

전체적으로 볼 때 절단 공구 또는 절단 나이프 그리고 대응 홀더 또는 지지부는 두 개 부재의 간격이 정확하게 규정되도록 서로 연결된다(수동적으로(passive) 또는 능동적으로(active)). 따라서, 가공품이 대응 홀더에 접하면, 대응 홀더는 절단 공구의 운동 그리고 그와 더불어 절단 깊이를 절단 축 상에서 직접 결정하게 된다. 무접촉 방식으로 동작하는 센서에 의해 잔류 벽 측의 위치가 검출되는 "가상의 대응 홀더"를 사용하는 것도 마찬가지로 본 발명의 범주에 속한다. 이와 같은 내용은 가공품의 잔류 벽 측이 대응 위치에 직접 이용되지 않는 대신에 가공품의 떨어져서 마주한 장치 측 및 잔류 벽 측이 장치의 제조 규정들에 의해서 공지되거나 또는 기준 주행에 의해서 결정되는 경우에도 적용된다.

로봇 동작의 공차 보상은 능동적인 또는 수동적인 보상 부재에 의해서 이루어지며, 상기 보상 부재는 가공품의 운동에 의해서, 공구-대응 홀더 유닛의 운동에 의해서 그리고/또는 공구 및 대응 홀더의 동기화된 개별 운동에 의해서 공구와 대응 홀더 사이의 상대적인 위치를 절단 축의 방향으로 규정된 치수로 유지한다. 대응 홀더와 가공품의 잔류 벽 측 간의 접촉은 통합된 센서 장치(파워 센서, 정확도 스위치, 간격 센서)에 의해서 모니터링 될 수 있다.

전체적으로 볼 때 공정은 공구 또는 가공품에 의해서 가이드 되는 방식으로 이루어질 수 있다. 다시 말하자면, 공구는 이동하거나 고정 배치될 수 있다. 공구로서는 예를 들어 블레이드, 스핀들을 구비한 밀링 커터, 초음파 나이프, 고온 나이프, 천공 공구(예컨대 진동하는 니들) 등과 같은 모든 기계적인 절단 공구들이 고려된다.

대응 홀더와 공구의 능동적인 결합은 임의의 전기식, 압축 공기식, 기계식 혹은 유압식 액추에이터 또는 상기 방식들이 조합된 액추에이터를 사용함으로써 이루어질 수 있다.

공구와 대응 홀더가 직접 기계식으로 결합하는 경우에는, 충돌 영역 외부에 섀클을 고정하는 외부 로봇 축이 이용될 수 있다. 또한, 공구에 의해 가이드 되는 변형예에서는 섀클이 로봇에 기계식으로 적응될 수 있음으로써, 섀클의 위치는 로봇의 축과 무관하고 작업 영역에 대한 최상의 접근을 가능케 한다. 또한, 회전 대칭의 공구들을 사용함으로써 섀클은 최적의 위치에서 이용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 공구에 대한 최상의 접근성도 보장될 수 있다.

본 발명은 플라스틱 표피 및 그와 유사한 가공품, 다시 말해 막 등을 약화시킬 때에 한 측을 절단함으로써 높은 프로세스 안전성이 보장되는데, 그 이유는 절단 공구의 피크와 지지부의 규정된 간격이 절단 축의 방향으로 확보되기 때문이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 절단 공구

12, 12', 12": 절단 나이프(부분적으로 회전 가능함)

14: 절단 축 16: 섀클

18: 대응 홀더 20: 볼

22: 검력계 24: (약화될) 가공품

26: 고정 장치 28:, 28': 잔류 벽 두께

30: 이동 장치 32, 32': 지지 테이블의 두께

34: 지지 러그 36: 지지 스탠드

38: 나선형 스프링 40, 40': 지지 테이블

50: 서보 모터 52: 스핀들 기어

54: 절단 나이프를 위한 간격 센서

56: 제어 및 조절 유닛

58: 서보 모터로의 제어 라인

60: 간격 센서로부터의 연결 라인

62: 지지 테이블을 위한 간격 센서

64: 간격 센서로부터의 신호 라인

66: 측정점 70: 고정 암

72: 조인트 74: 로봇 암

76: 회전 고정부

80, 80', 80": 섀클의 각 모양 부분(제 1 부분)

82: 조인트

84, 84', 84": 레그(제 2 부분)

86, 86': 유압 실린더

88, 88': 유압 실린더를 위한 지지부(가동적임)

90: 검력계 92: 대응 홀더

94: 측정 캘리퍼스 96: 절단 갭

100: 절단 공구(선행 기술) 102: 절단 나이프

104: 서보 모터 106: 조절 스핀들

108: 지지 테이블 110: (약화될) 가공품

112: 잔류 벽 두께 114: 기준 두께

116: 센서 신호 118: 간격 센서

Claims

막 또는 표피 안에 약화 절개부를 형성하기 위한 장치로서,

절단 나이프 그리고 상기 절단 나이프의 맞은 편에 배치된 지지부를 포함하며,

상기 막 또는 표피는 상기 지지부와 상기 절단 나이프 사이에 배치될 수 있고, 상기 지지부에 대하여 지지되며,

상기 절단 나이프는 상기 막 또는 표피에 대하여 상대적으로 움직일 수 있도록 형성된, 약화 절개부를 형성하기 위한 장치에 있어서,

절단 축 안에서의 상기 지지부의 위치를 검출하기 위한 지지부 위치 검출 센서가 제공되며,

상기 절단 축 안에서의 상기 절단 나이프의 위치를 검출하기 위한 절단 나이프 위치 검출 센서가 제공되며,

센서들로부터 각각 상응하는 신호를 수신하는 제어 및 조절 장치가 제공되며,

상기 절단 축 안에서 상기 절단 나이프를 조정하기 위한 조정 구동 장치가 제공되며,

상기 제어 및 조절 장치는 상기 지지부와 상기 절단 나이프의 팁 사이의 간격을 결정하기 위해 구성되며,

상기 제어 및 조절 장치는 상기 지지부 위치 검출 센서의 센서 신호에 따른 조정 신호를 생성하기 위해 구성되며, 상기 조정 신호가 상기 조정 구동 장치를 위해 이용될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 절단 나이프와 상기 지지부 사이에 기계식 연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 절단 나이프와 상기 지지부 사이의 기계식 연결부는 강성으로 형성되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 절단 나이프 및 상기 지지부로 이루어진 유닛이 탄성적인 장치에 의해 압축 응력을 받음으로써, 상기 막 또는 표피가 상기 지지부 상에 확실하게 지지되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기계식 연결부를 형성하기 위하여 섀클이 제공되며, 상기 섀클 사이의 간격에 의해 상기 막 또는 표피가 둘러싸이는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 섀클은 두 개 이상의 부분으로 형성되고, 두 개의 섀클 부분들을 서로 상대적으로 움직이기 위하여, 상기 두 개의 섀클 부분 사이에서 작용하는 이동 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절단 나이프를 이동시킬 목적으로 형성된 이동 장치가 상기 막 또는 표피 및 상기 절단 나이프의 상대적인 이동을 실행하기 위하여 상기 절단 나이프에 직접적으로 또는 간접적으로 맞물리는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 막 또는 표피를 이동시킬 목적으로 형성된 이동 장치가 상기 막 또는 표피 및 절단 나이프의 상대적인 이동을 실행하기 위하여 상기 막 또는 표피에 직접적으로 또는 간접적으로 맞물리거나 또는 상기 막 또는 표피를 위한 홀더에 직접적으로 또는 간접적으로 맞물리는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 및 조절 장치는 상기 절단 나이프 위치 검출 센서의 센서 신호에 따른 조정 신호를 발생시키기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절단 나이프는 자신의 절단 축을 중심으로 회전할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 절단 나이프를 회전하기 위한 회전 구동 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 지지부는 상기 절단 나이프의 맞은 편에 일체화된 측정 장치(feeler device)를 포함하며, 상기 측정 장치는 상기 막 또는 표피가 삽입된 경우에는 스토퍼에 대항하여 뒤로 이동되고, 상기 막 또는 표피가 없는 경우에는 상기 절단 나이프에 접한 상태로 이동할 수 있으며, 이때 이동 범위는 센서에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는,

약화 절개부를 형성하기 위한 장치.