KR101809244B1

KR101809244B1 - 보정지그를 이용한 5축 치아가공기 원점 보정방법

Info

Publication number: KR101809244B1
Application number: KR1020160142918A
Authority: KR
Inventors: 최병열
Original assignee: 주식회사 피스티스
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-12-14

Abstract

본 발명은 피가공물이 적재되는 작업테이블과, 상기 피가공물을 가공하는 툴을 X축방향으로 이송시키는 X축이송부, 툴을 Y축으로 이동시키는 Y축이송부, 툴을 Z축방향으로 이송시키는 Z축이송부, 상기 작업테이블을 A방향으로 회전시키는 제1회전부와, 상기 작업테이블을 B방향으로 회전시키는 제2회전부를 갖는 5축 치아가공기의 원점 보정방법에 관한 것으로서, 피가공물의 원점 위치에 공구삽입공이 형성된 보정지그를 상기 작업테이블에 적재하고, 상기 보정지그를 가공하지 않는 상태에서 상기 X축이송부, Y축이송부, Z축이송부, 제1회전부 및 제2회전부의 원점좌표를 수동으로 설정하는 단계와; 상기 원점좌표의 수동 설정이 완료되면, 상기 X축이송부, Y축이송부, Z축이송부, 제1회전부 및 제2회전부를 구동하여 상기 보정지그에 기준패턴을 가공하고, 상기 기준패턴 가공에 의해 형성된 패턴가공물의 실제 가공치수와 제어패널을 통해 입력된 가공치수를 비교하여 가공원점을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보정지그를 이용한 5축 치아가공기 원점 보정방법{FIVE-AXIS CNC MACHINE CALIBRATION METHOD USING CALIBRATION JIG}

본 발명은 5축 치아가공기 원점 조정방법에 관한 것으로서, 보다 자세히는 보정지그를 이용해 작업자가 수동으로 원점좌표값을 설정하고 가공원점을 정밀하게 조정할 수 있는 보정지그를 이용한 5축 치아가공기 원점 보정방법에 관한 것이다.

인공치아를 가공하기 위해 최근에는 다축 가공이 가능한 5축 치아가공기가 개발되고 있다.

5축 치아가공기는 석고모형 치아를 스캔한 스캔 데이터로부터 변환된 cad/cam 데이터를 이용해 인공치아를 정밀하게 가공한다. 이러한 5축 치아가공기의 일례가 등록특허 제10-1589550호 "인공치아가공기"에 개시된 바 있다.

일반적인 5축 치아가공기는 가공툴이 X축, Y축, Z축 방향으로 이동되며, 피가공물이 적재되는 작업테이블이 두 개의 방향으로 회전이 가능하게 구비된다. 이에 의해 다양한 3차원 곡면 성형이 가능해져 정밀한 인공치아를 성형할 수 있는 장점이 있다.

그런데, 5축 치아가공기를 이용해 인공치아를 가공하기 전에는 5축 가공기의 장비원점을 피가공물에 맞게 재설정하는 작업이 요구된다. 장비원점이 피가공물이 적재된 위치와 맞지 않게 설정되는 경우, 설정한 cad/cam 데이타와 맞지 않게 가공될 수 있기 때문이다.

종래 5축 치아가공기에서 장비원점을 설정하는 과정은 센서의 감지에 의해 자동으로 수행되었다. 그러나, 이러한 자동감지 센서가 구비되는 5축 가공기는 고가의 센서와 이를 조절하는 소프트웨어를 포함하고 있으므로 그 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다.

이에 센서의 자동감지 방법이 아닌 작업자가 수동으로 원점을 정밀하게 보정할 수 있어 장비의 제조단가를 낮출 수 있는 새로운 방식의 5축 치아가공기의 원점보정방점이 요구된다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 수동으로 장비의 원점좌표 설정과 가공원점을 보정할 수 있어, 장비 가격을 낮출 수 있는 5축 치아가공기의 원점 보정방법을 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 피가공물이 적재되는 작업테이블과, 상기 피가공물을 가공하는 툴을 X축방향으로 이송시키는 X축이송부, 툴을 Y축으로 이동시키는 Y축이송부, 툴을 Z축방향으로 이송시키는 Z축이송부, 상기 작업테이블을 A방향으로 회전시키는 제1회전부와, 상기 작업테이블을 B방향으로 회전시키는 제2회전부를 갖는 5축 치아가공기의 원점 보정방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 5축 치아가공기 원점 보정방법은, 피가공물의 원점 위치에 공구삽입공이 형성된 보정지그를 상기 작업테이블에 적재하고, 상기 보정지그를 가공하지 않는 상태에서 상기 X축이송부, Y축이송부, Z축이송부, 제1회전부 및 제2회전부의 원점좌표를 수동으로 설정하는 단계와; 상기 원점좌표의 수동 설정이 완료되면, 상기 X축이송부, Y축이송부, Z축이송부, 제1회전부 및 제2회전부를 구동하여 상기 보정지그에 기준패턴을 가공하고, 상기 기준패턴 가공에 의해 형성된 패턴가공물의 실제 가공치수와 제어패널을 통해 입력된 가공치수를 비교하여 가공원점을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 원점좌표을 설정하는 방법은, 상기 작업테이블에 적재된 보정지그를 다이얼지그를 이용하여 평행도를 측정하고, 측정된 평행도가 기준 평행도 이하의 값이 되도록 제어패널을 이용해 제1회전부와 제2회전부의 평행도값을 보정하는 단계와; 상기 보정지그의 공구삽입공에 기준공구를 수직하게 삽입하는 단계와; 상기 X축이송부와 상기 Y축이송부가 상기 툴을 상기 제어패널에서 입력된 원점위치로 이동시키는 단계와; 상기 기준공구와 상기 툴의 위치정렬 상태를 육안으로 확인하고 상기 기준공구와 상기 툴이 어긋나게 위치되는 경우, 상기 기준공구와 상기 툴이 동축상에 위치되도록 차이값을 상기 X축 원점좌표값과 Y축 원점좌표값에 반영하는 단계와; 상기 툴이 상기 보정지그의 상면에 접촉되도록 이동시키고, 상기 제어패널을 통해 표시되는 Z축의 좌표값을 "0"으로 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어패널은 원점좌표값을 G코드를 이용하여 특정 수치값으로 직접 입력하여 보정하거나, X축, Y축, Z축, 제1방향 및 제2방향으로 표시되어 있는 조그버튼을 수동으로 직접 조작하여 원점좌표값을 보정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 가공원점을 보정하는 단계는, 상기 보정지그에 가로, 세로, 높이의 치수를 갖는 직육면체 형상의 제1기준패턴을 가공하는 단계와; 상기 제1기준패턴 가공에 의해 가공된 제1기준가공물의 높이를 측정한 후 입력된 높이치수와 비교하여 그 차이만큼 Z축 가공원점에 반영하여 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 가공원점을 보정하는 단계는, 상기 보정지그에 상기 제1기준패턴을 내부에 포함하며 상기 보정지그의 높이와 동일한 두께를 갖는 제2치수의 제2기준패턴을 A방향 0도, A방향 180도로 절반씩 사각가공하는 단계와;상기 제2기준패턴의 사각가공에 의해 가공된 제2기준가공물의 X축방향 양측면의 단턱발생여부와, 단턱의 높이차를 측정하여 X축 가공원점에 반영하는 단계와; 상기 제2기준패턴의 사각가공에 의해 가공된 제2기준가공물의 Y축방향 양측면의 단턱발생여부와, 단턱의 높이차를 측정하여 Y축 가공원점에 반영하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 가공원점을 보정하는 단계는, 상기 제2기준패턴의 테두리영역으로 일정 폭과 일정 깊이를 갖는 제3기준패턴을 상기 보정지그의 상면과 하면에 각각 가공하는 단계와; 상기 상하면의 제3기준패턴을 가공한 후의 가공벽의 두께를 상기 가공벽의 길이방향을 따라 서로 다른 위치에서 복수회 측정하고, 서로 다른 위치에서의 두께의 차이값을 제1회전부와 제2회전부의 가공원점에 반영하여 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 가공원점이 보정된 5축 치아가공기의 원점보정을 검증하는 단계를 더 포함하며, 상기 원점보정 검증 단계는, 상기 제3기준패턴이 형성된 보정지그의 테두리영역으로 기준치수를 갖는 직육면체를 적어도 하나 가공하고, 상기 직육면체의 가공치수와 입력치수를 비교하여 수행된다.

본 발명에 따른 5축 치아가공기 원점 보정방법은 보정지그와 기준공구를 이용하여 원점좌표값 설정과 가공원점 보정을 정밀하게 설정할 수 있다.

이에 의해 5축 치아가공기의 원점을 보정하기 위해 고가의 보정센서들을 장착하지 않아도 되므로, 가격이 저가이면서 정밀한 가공이 가능한 5축 치아가공기를 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 5축 치아가공기의 구성을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 5축 치아가공기의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고,
도 3 내지 도 8는 본 발명에 따른 5축 치아가공기의 원점 보정 과정을 도시한 예시도들이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 5축 치아가공기(1)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 5축 치아가공기(1)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 5축 치아가공기(1)는 원점 보정을 위해 보정지그(100)와, 기준공구(120), 그리고 제어컴퓨터(200)를 포함한다.

5축 치아가공기(1)는 베이스(10)와, 툴(B)을 회전가능하게 지지하는 스핀들(20)과, 피가공물(A)이 적재되는 작업테이블(30)과, 툴(B)을 Y축 방향으로 이송시키는 Y축이송부(40)와, 툴(B)을 X축 방향으로 이송시키는 X축이송부(50)와, 툴(B)을 Z축 방향으로 이송시키는 Z축이송부(60)와, 작업테이블(30)을 A방향으로 회전시키는 제1회전부(70)와, 작업테이블(30)을 B방향으로 회전시키는 제2회전부(80)와, 여러 종류의 툴(B)이 안착되는 툴체인저(90)를 포함한다.

본 발명에 따른 5축 치아가공기의 원점 보정방법은 피가공물(A)을 가공하기 위해 툴(B)이 위치되는 원점좌표를 정확하게 설정하고, 피가공물(A)을 가공하는 동안의 툴(B)의 가공원점을 보정한다.

툴(B)이 위치되는 원점좌표는 5축 치아가공기(1)를 이용해 피가공물(A)을 가공하고자 할 때, 툴(B)이 초기에 위치되는 위치값이다. 피가공물(A)을 가공하는 동안 툴(B)은 항상 특정 가공과정을 완료하면 원점좌표로 이동하게 된다. 따라서, 제어패널(200)에서 설정된 원점좌표값과 실제 툴(B)이 위치되는 원점좌표값이 틀리게 되면 피가공물이 불량으로 가공되므로 실제 툴(B)이 위치되는 원점좌표와 제어패널(200) 상의 원점좌표를 정확하게 일치시키는 것이 중요하다.

가공원점보정은 툴(B)을 이용해 피가공물(A)을 가공하는 동안 제어패널(200)을 통해 입력되는 입력수치와 실제 툴(B)이 이동하여 가공된 피가공물의 가공수치와의 차이를 기준 오차 범위 이내로 줄여 정확한 치수의 피가공물(A)이 가공되도록 하는 작업이다.

본 발명에서는 5축 치아가공기(1)의 원점좌표설정과 가공원점보정을 위해 센서에 의한 자동보정방법을 사용하지 않고, 보정지그(100)와 기준공구(120)를 이용한 수동보정방법을 사용한다.

보정지그(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 중심에 공구삽입공(110)이 관통형성된다. 보정지그(100)는 일정 직경을 가지며, 기준 두께를 갖도록 형성된다. 보정지그(100)의 측면에는 단턱(111)이 형성되어 작업테이블(30)의 안착홈(31)에 안착될 때, 거치링(33)이 결합된다.

기준공구(120)는 보정지그(100)의 공구삽입공(110)에 삽입되어 원점좌표설정에 이용된다. 기준공구(120)의 사용방법은 이하에서 자세히 설명한다.

제어패널(200)은 cad/cam 형태로 입력된 피가공물 가공데이터를 분석하여 5축 치아가공기(1)가 피가공물(A)을 가공하도록 치수값과 좌표값을 입력한다. 제어패널(200)은 각 가공공정에 대해 좌표원점으로부터 툴(B)이 이동되어야할 툴패스(tool path)를 형성한다. 이 때, 제어패널(200)은 툴패스의 형성을 위해 이동되어야할 위치에 대한 치수를 좌표값으로 입력하게 된다.

제어패널(200)에는 툴(B)의 원점좌표값이 설정되어지고, 각 가공시에 입력된 가공치수가 설정되어진다. 표시부(210)는 툴(B)의 툴패스와 현재 툴(B)이 위치된 좌표값 등이 표시되고, X축이송부(50), Y축이송부(40), Z축이송부(60), 제1회전부(70) 및 제2회전부(80)의 좌표값과 각도가 표시된다.

입력수단(220)은 작업자로부터 원점좌표 설정과 가공원점 보정을 위한 수치 또는 변위량을 입력받는다.

도 3은 본 발명에 따른 5축 치아가공기(1)의 원점좌표값을 설정하는 과정을 도시한 예시도이다.

작업자는 도 3에 도시된 바와 같이 작업테이블(30)에 보정지그(100)를 안착시키고, 거치링(33)을 결합시켜 보정지그(100)의 위치를 고정시킨다. 이 상태에서 기준공구(120)를 보정지그(100)의 공구삽입공(110)에 삽입시킨다. 여기서, 공구삽입공(110)은 보정지그(100)의 중심점, 즉 (x,y)의 좌표가 (0,0)에 위치하게 된다.

그리고, 제어패널(200)을 이용해 스핀들(20)이 원점으로 이동되도록 명령한다. X축이송부(50)와 Y축이송부(40)는 스핀들(20)을 제어패널(200)에 의해 설정된 원점좌표로 이동한다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 스핀들(20)에 의해 이동된 툴(B)이 기준공구(120)와 동축상에 위치되면, 기준공구(120)의 외주면과 툴(B)의 외주면이 서로 정확히 일치되며 작업자가 손으로 만졌을 때 단차가 없이 매끈하게 형성된다.

반면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 스핀들(20)에 의해 이동된 툴(B)이 기준공구(120)와 X축방향으로 일정 길이(d1) 어긋나게 되면, 어긋난 방향만큼 X축의 원점 좌표값을 보정해 주어야 한다.

작업자가 손으로 기준공구(120)의 외주면과 툴(B)의 외주면의 차이(d1)를 만졌을 때, 손으로 만져지는 차이값만큼 작업자가 제어패널(200) 상에 직접 입력하여 보정해주어야 한다.

작업자는 제어패널(200)의 MDI란에 G코드를 이용해 "G01 X+0.5"와 같이 수치를 입력하여 X축의 원점 좌표값을 0.5만큼 증가시키도록 보정할 수 있다. 즉, 이 경우 작업자가 손으로 만져지는 차이값을 특정 수치로 직접 입력하여 보정한다.

제어패널(200)은 입력된 좌표값 만큼 보정된 원점좌표로 다시 스핀들(20)을 이동시키고, 기준공구(120)와 툴(B)의 외주면의 차이를 육안과 손의 촉감으로 다시 비교한다. 손으로 만져지는 단차가 거의 없는 경우, 즉 오차 범위가 0.01mm 이하가 될 때까지 반복하여 동일한 과정을 수행한다.

한편, 좌표값의 보정은 작업자가 특정 수치로 입력하는 경우 외에 X축에 대한 조그(미도시)를 화살표로 이동시켜 수행될 수도 있다.

동일한 방식으로 Y축방향에 대한 기준공구(120)의 외주면과 툴(B)의 외주면의 차이를 작업자가 육안과 촉감으로 인지하고, 제어패널(200)에 작업자가 직접 보정수치를 입력하거나 조그(미도시)를 이용해 보정하는 방식으로 Y축방향 좌표값을 수정할 수 있다.

한편, Z축에 대한 좌표값 보정은 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 툴(B)을 보정지그(100)의 상면에 접촉시켜 수행될 수 있다. 보정지그(100)의 상면에 툴(B)이 접촉되었을 때, Z축 좌표값은 "0"을 표시해야 한다. 그러나, 제어패널(200)에서 표시되는 Z축 좌표값이 "0"이 아닌 경우, "0"이 되도록 수치를 보정한다.

이에 의해 원점에 대한 좌표값 (0.0.0)를 설정할 수 있다.

한편, 제1회전부(70)와 제2회전부(80)에 대한 원점좌표는 다이얼게이지를 이용한 평행도를 측정하는 과정에 의해 수행될 수 있다. 작업자는 다이얼게이지를 이용해 보정지그(100)의 평행도를 측정하고, 평행도가 0.01mm 이하까지 반복하여 측정하고 이를 제어패널(200)의 G코드(A)를 이용하여 입력하거나, 조그(B)를 이용하여 옵셋값을 입력한다.

툴(B)의 원점좌표값이 정확하게 설정되면, 가공원점을 보정한다. 가공원점 보정을 위해서 먼저 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 보정지그(100)에 제1기준패턴(130)을 가공하여 Z축 가공원점을 보정한다.

제어패널(200)은 보정지그(100)의 상면에 ℓ1×ℓ1×ℓ1의 치수를 갖는 정육면체를 사각가공을 통한 Z축의 옵셋 가공을 명령한다. 일례로, ℓ1의 길이가 8mm인 경우, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 제1기준패턴(130) 가공에 의한 제1기준가공물(131)의 두께(h1)는 8mm여야 한다. 그러나, 제1기준가공물(131)의 두께(h1)가 7.8mm 인 경우, 가공치수와 입력치수 간에 0.2mm의 차이가 존재한다.

작업자는 버니어캘리퍼스 등을 통해 제1기준가공물(131)의 두께(h1)를 측정하고, 입력치수와의 사이에 차이가 있는 경우, 차이값을 2로 나눈 값을 옵셋값으로 Z축 가공원점에 반영한다.

여기서, 2로 나누는 것은 툴(B)이 원점을 기준으로 양쪽으로 가공을 하게 되므로, 한번 가공시의 가공원점을 보정하기 위해 2로 나눈다.

이렇게 가공원점을 보정하면, 두번째 제1기준패턴(130a)을 다시 가공하고, 두번째 제1기준가공물(131a)의 두께를 측정하여 입력치수와 차이를 다시 비교한다. 이러한 과정을 최대 4회까지 반복하여 Z축 방향 입력치수와 가공치수 간의 차이값이 0.01mm 이하가 되도록 보정한다.

Z축 가공원점 보정이 완료되면, X축과 Y축 가공원점 보정을 수행한다. 이를 위해 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 보정지그(100)에 앞서 가공한 복수개의 제1기준패턴(130)을 모두 포함하는 큰 크기의 제2기준패턴(140)을 가공한다.

제2기준패턴(140)은 2파이 엔드밀을 이용해 황삭 정상 툴패스를 사용해 가공한다. A축 "0"도로 전체 보정지그(100) 두께의 절반을 가공하고, A축 "180"도로 나머지 보정지그(100)의 두께를 가공한다.

X축 방향 및 Y축 방향으로 0.5mm 사각형형상으로 8회 가공한다. 일례로, 55mm×55mm×25mm의 직육면체를 가공하는 경우, 12,5mm 두께씩 앞면과 뒷면을 회전시켜 가공한다.

작업자는 제2기준패턴(140)을 가공한 제2기준가공물(141)의 X축방향 측면(j)의 단차여부를 확인하여 X축방향 가공원점을 보정한다. 즉, b,f,g,c로 둘러쌓인 사각형의 측면(j)이 상부와 하부가 d3만큼 단차가 형성되면, d3만큼을 X축방향 가공원점 옵셋값으로 보정한다.

일례로, d3가 0.1mm인 경우, 작업자는 0.1mm를 2로 나눈 +0.05mm를 옵셋값으로 보정한다.

동일한 방식으로 제2기준패턴(140)을 가공한 제2기준가공물(141)의 Y축방향 측면(k)의 상하의 단차여부를 확인하여 Y축방향 가공원점을 보정한다. 즉, abfe로 둘러쌓인 사각형의 측면(k)이 상부와 하부가 d2만큼 단차가 형성되면, d2만큼을 Y축방향 가공원점 옵셋값으로 보정한다.

이렇게 가공원점을 옵셋값으로 보정하는 과정을 4회 반복하여 수행하여 옵셋값을 0.01 이하로 조정한다.

여기서, 반복적인 보정과정에도 불구하고 X축 또는 Y축의 제2기준가공물(141)의 측면 단차값이 개선되지 않는 경우, 앞서 수행한 원점좌표값 설정을 다시 수행하거나, 조립상의 부품들의 직각도의 문제이므로 5축 치아가공기(1)를 다시 조립하는 과정을 거쳐야 한다.

이렇게 X축, Y축, Z축 방향에 대한 가공원점 보정이 완료되면, 제1회전부(70) 및 제2회전부(80)에 대한 가공원점 보정을 수행한다.

이를 위해 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 제2기준패턴(140)의 외주면으로 제3기준패턴(150)을 가공한다.

제3기준패턴(150)은 제2기준패턴(140)의 외주면을 따라 A축회전방향과 B축회전방향을 따라 상면과 하면으로 보정지그(100)를 뒤집어서 수행한다. 제3기준패턴(150)을 일정 폭(w)으로 일정깊이(d4)로 보정지그(100)의 상면과 하면에 각각 가공한다.

작업자는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 제3기준패턴(150)이 가공된 보정지그(100)의 A축방향 가공벽(151)의 두께를 길이방향을 따라 측정한다. 이에 의해 가공벽(151)의 양단의 두께 ℓ4와, ℓ5, ℓ6의 두께 차이를 산출하고, 산출된 두께차이를 2로 나눈 값을 옵셋값으로 A축 가공원점에 반영한다.

이러한 작업은 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 B축방향 가공벽(151a)의 두께를 길이방향을 따라 측정하고, 적어도 3점 이상의 두께 차이를 산출한다. 그리고, 산출된 두께차이를 2로 나눈 값을 옵셋값으로 B축 가공원점에 반영한다.

이러한 과정에 의해 5축, 즉 X축, Y축, Z축, A축회전방향, B축회전방향에 대한 가공원점의 보정이 완료된다. 이렇게 가공원점의 보정이 완료되면, 제대로 피가공물을 가공할 수 있는지 검증과정을 거친다.

이를 위해 도 8에 도시된 바와 같이 제3기준패턴(150)의 외곽에 ℓ7×ℓ8×h2의 직육면체 형상의 제4기준패턴(160)을 가공한다. 2파이 엔드밀을 이용해 황삭과 정삭을 동시에 진행하여 사각가공을 진행한다.

이렇게 가공된 제4기준가공물(161,161a,161b,161c)을 마이크로미터를 이용하여 규격을 측정하고, 입력된 치수와 비교한 후 오차범위가 허용오차 범위인 경우 가공원점 세팅을 완료한다.

여기서, 오차범위가 허용오차 범위 보다 큰 경우, 앞서의 과정을 다시 반복하여 수행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 5축 치아가공기 원점 보정방법은 보정지그와 기준공구를 이용하여 원점좌표값 설정과 가공원점 보정을 정밀하게 설정할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 5축 치아가공기 원점 보정방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 5축 치아가공기 10 : 베이스
20 : 스핀들 30 : 작업테이블
31 : 안착홈 33 : 거치링
40 : Y축이송부 50 : X축이송부
60 : Z축이송부 70 : 제1회전부
80 : 제2회전부 90 : 툴체인져
100 : 보정지그 110 : 공구삽입공
120 : 기준공구 130 : 제1기준패턴
131 : 제1기준가공물 140 : 제2기준패턴
141 : 제2기준가공물 150 : 제3기준패턴
160 : 제4기준패턴 200 : 제어패널
210 : 표시부 220 : 입력수단

Claims

피가공물이 적재되는 작업테이블과, 상기 피가공물을 가공하는 툴을 X축방향으로 이송시키는 X축이송부, 툴을 Y축으로 이동시키는 Y축이송부, 툴을 Z축방향으로 이송시키는 Z축이송부, 상기 작업테이블을 A방향으로 회전시키는 제1회전부와, 상기 작업테이블을 B방향으로 회전시키는 제2회전부를 갖는 5축 치아가공기의 원점 보정방법에 있어서,
피가공물의 원점 위치에 공구삽입공이 형성된 보정지그를 상기 작업테이블에 적재하고, 상기 보정지그를 가공하지 않는 상태에서 상기 X축이송부, Y축이송부, Z축이송부, 제1회전부 및 제2회전부의 원점좌표를 수동으로 설정하는 단계와;
상기 원점좌표의 수동 설정이 완료되면, 상기 X축이송부, Y축이송부, Z축이송부, 제1회전부 및 제2회전부를 구동하여 상기 보정지그에 기준패턴을 가공하고, 상기 기준패턴 가공에 의해 형성된 패턴가공물의 실제 가공치수와 제어패널을 통해 입력된 가공치수를 비교하여 가공원점을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 치아가공기의 원점 보정방법.
제1항에 있어서,
상기 원점좌표을 설정하는 방법은,
상기 작업테이블에 적재된 보정지그를 다이얼지그를 이용하여 평행도를 측정하고, 측정된 평행도가 기준 평행도 이하의 값이 되도록 제어패널을 이용해 제1회전부와 제2회전부의 평행도값을 보정하는 단계와;
상기 보정지그의 공구삽입공에 기준공구를 수직하게 삽입하는 단계와;
상기 X축이송부와 상기 Y축이송부가 상기 툴을 상기 제어패널에서 입력된 원점위치로 이동시키는 단계와;
상기 기준공구와 상기 툴의 위치정렬 상태를 육안으로 확인하고 상기 기준공구와 상기 툴이 어긋나게 위치되는 경우, 상기 기준공구와 상기 툴이 동축상에 위치되도록 차이값을 X축 원점좌표값과 Y축 원점좌표값에 반영하는 단계와;
상기 툴이 상기 보정지그의 상면에 접촉되도록 이동시키고, 상기 제어패널을 통해 표시되는 Z축의 좌표값을 "0"으로 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 치아가공기의 원점 보정방법.
제2항에 있어서,
상기 제어패널은 원점좌표값을 G코드를 이용하여 특정 수치값으로 직접 입력하여 보정하거나, X축, Y축, Z축, 제1방향 및 제2방향으로 표시되어 있는 조그버튼을 수동으로 직접 조작하여 원점좌표값을 보정하는 것을 특징으로 하는 5축 치아가공기의 원점 보정방법.
제3항에 있어서,
상기 가공원점을 보정하는 단계는,
상기 보정지그에 가로, 세로, 높이의 치수를 갖는 직육면체 형상의 제1기준패턴을 가공하는 단계와;
상기 제1기준패턴 가공에 의해 가공된 제1기준가공물의 높이를 측정한 후 입력된 높이치수와 비교하여 그 차이만큼 Z축 가공원점에 반영하여 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 치아가공기 원점 보정방법.
제4항에 있어서,
상기 가공원점을 보정하는 단계는,
상기 보정지그에 상기 제1기준패턴을 내부에 포함하며 상기 보정지그의 높이와 동일한 두께를 갖는 제2치수의 제2기준패턴을 A방향 0도, A방향 180도로 절반씩 사각가공하는 단계와;
상기 제2기준패턴의 사각가공에 의해 가공된 제2기준가공물의 X축방향 양측면의 단턱발생여부와, 단턱의 높이차를 측정하여 X축 가공원점에 반영하는 단계와;
상기 제2기준패턴의 사각가공에 의해 가공된 제2기준가공물의 Y축방향 양측면의 단턱발생여부와, 단턱의 높이차를 측정하여 Y축 가공원점에 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 치아가공기의 원점 보정방법.
제5항에 있어서,
상기 가공원점을 보정하는 단계는,
상기 제2기준패턴의 테두리영역으로 일정 폭과 일정 깊이를 갖는 제3기준패턴을 상기 보정지그의 상면과 하면에 각각 가공하는 단계와;
상기 상하면의 제3기준패턴을 가공한 후의 가공벽의 두께를 상기 가공벽의 길이방향을 따라 서로 다른 위치에서 복수회 측정하고, 서로 다른 위치에서의 두께의 차이값을 제1회전부와 제2회전부의 가공원점에 반영하여 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 치아가공기의 원점 보정방법.
제6항에 있어서,
상기 가공원점이 보정된 5축 치아가공기의 원점보정을 검증하는 단계를 더 포함하며,
상기 원점보정 검증 단계는,
상기 제3기준패턴이 형성된 보정지그의 테두리영역으로 기준치수를 갖는 직육면체를 적어도 하나 가공하고, 상기 직육면체의 가공치수와 입력치수를 비교하는 것을 특징으로 하는 5축 치아가공기의 원점 보정방법.