KR102118257B1

KR102118257B1 - Method and apparatus for physically correcting a position error of machining device

Info

Publication number: KR102118257B1
Application number: KR1020180095231A
Authority: KR
Inventors: 이태경
Original assignee: 이태경
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2020-06-03
Also published as: KR20200020033A

Abstract

개시되는 발명은 가공장치의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법에 관한 것으로서, 가공 대상물을 고정된 상태로 지지하는 가공물 서포트 상에 가공장치에 대해 결속하는 적어도 3개 이상의 돌출된 서포트 결합요소를 마련하는 단계;와, 가공장치 상에 상기 서포트 결합요소에 대응하는 서포트 결합부를 마련하는 단계;와, 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계와 상기 가공장치의 3차원 좌표계를 상기 서포트 결합요소와 서포트 결합부의 좌표정보를 매개로 하여 동기화시키는 단계;와, 상기 가공장치가 상기 서포트 결합부에 대해, 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계를 기준으로 하여 상기 서포트 결합요소에 상보하는 음형의 서포트 수용요소를 직접 가공하는 단계; 및 상기 서포트 결합요소를 가공된 상기 서포트 수용요소에 대해 물리적으로 고정하는 단계;를 포함한다.The disclosed invention relates to a method for physically correcting a posture error of a processing apparatus, and provides at least three or more protruding support coupling elements that bind to the processing apparatus on a workpiece support that supports a processing object in a fixed state Step; And, providing a support coupling portion corresponding to the support coupling element on the processing apparatus; And, the three-dimensional coordinate system of the object to be processed and the three-dimensional coordinate system of the processing device coordinate information of the support coupling element and the support coupling portion Synchronizing with a medium; And, the processing device for the support coupling portion, processing the sound receiving support element of a complementary to the support coupling element based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed directly; And physically fixing the support coupling element to the machined support receiving element.

Description

Method and apparatus for physically correcting a position error of machining device

본 발명은 가공장치, 예를 들어 치과용 임플란트의 정밀유도 시술에 사용하는 가이드 템플릿을 가공하는 다관절 로봇 암에 원천적으로 존재하는 피할 수 없는 자세오차가 얼마인지 측정하지 않고도 이를 물리적으로 정확하게 보정할 수 있는 방법 및 이를 실현하기 위한 보정 장치에 관한 것이다.The present invention physically and accurately corrects an unavoidable posture error inherent in a multi-joint robot arm that processes a guide template used for precision induction of a processing device, for example a dental implant. It relates to a method and a correction device for realizing it.

임플란트(implant)란 결손 치아 부분의 치조골에 생체적합성이 우수한 특수재료(주로 티타늄이나 티타늄 합금, 또는 도재)로 만들어진 인공치근(픽스쳐)을 이식하여 치조골 조직과 융합시켜 고정하고, 이후 인공치근 위에 인공치아를 형성함으로써 본래 자신의 치아와 거의 같은 감각을 가지고 일상생활을 영위할 수 있도록 하는 치과학상의 외과 시술 또는 이와 같이 시술된 인공치아 자체를 통칭하는 것이다.Implants (implants) are implanted with artificial roots (fixtures) made of special materials (mainly titanium or titanium alloys, or porcelain) with excellent biocompatibility to the alveolar bones of the missing tooth area, fused with the alveolar bone tissue and fixed. By forming a tooth, it is a dental surgical procedure that allows a person to lead a daily life with a sense almost identical to that of his or her own tooth, or an artificial tooth itself.

이러한 임플란트는 틀니나 브리지 등을 이용한 시술 방법과 비교할 때, 시술이 필요한 치아를 제외한 주변의 치아에 손상을 주지 않고, 수명이 길며, 자연치와 매우 유사하다는 등의 장점이 있고, 더욱이 근래에는 시술비용이 많이 낮아져 더욱 각광받고 있다.These implants have the advantages of not damaging the surrounding teeth except for the teeth that require the procedure, have a long life, and are very similar to natural teeth, compared to the procedure using a denture or bridge, and more recently, the cost of the procedure It has been much lowered and is becoming more popular.

이러한 임플란트의 시술방법에 대하여 간략히 설명한다면, 먼저 환자의 치은(잇몸)을 절개하여 치조골을 노출시키고, 노출된 치조골 상에 임플란트를 삽입할 위치를 결정한 후 드릴과 같은 천공 도구를 사용하여 치조골의 일부분을 제거함으로써 임플란트를 식립할 구멍을 형성하게 된다. 그리고, 치조골에 형성된 구멍에 픽스쳐(fixture)를 식립하고 치은을 덮은 후 적당한 기간을 기다려 픽스쳐와 치조골이 충분히 융합되도록 하고, 이후 단단히 고정된 픽스쳐를 노출시키고 그 위에 어버트먼트(지대주)와 인공치아(크라운)를 장착함으로써 임플란트 시술이 완료된다. 여기서, 임플란트 술식에 따라서는 치조골에 식립된 픽스쳐 위에 힐링 어버트먼트를 설치함으로써, 치은을 일단 봉합하고 나중에 다시 절개하는 시술을 생략하기도 한다.To briefly describe the method of implantation, first excising the patient's gingiva (gingiva) to expose the alveolar bone, determining the position to insert the implant on the exposed alveolar bone, and then using a drilling tool such as a drill to part of the alveolar bone By removing, a hole is formed to implant the implant. Then, after placing a fixture in the hole formed in the alveolar bone, covering the gingiva and waiting for a suitable period to ensure that the fixture and the alveolar bone are sufficiently fused, and then exposing the fixed fixture and abutment (abutment) and artificial teeth thereon. The implant procedure is completed by attaching (Crown). Here, depending on the implant procedure, by installing a healing abutment on the fixture placed on the alveolar bone, the procedure of closing the gingiva once and incising it later may be omitted.

한편, 임플란트 시술시 생역학적(biomechanical), 조직학적, 기능적, 심미적으로 우수하게 인공치근을 식립하기 위해서는 정확한 위치와 방향, 깊이로 천공작업이 이루어져야 하는데, 이를 위해 가이드 템플릿(guide template)이라고 불리는 외과용 가이드(surgical guide)를 사용하는 경우가 많다.On the other hand, in order to implant the artificial roots with excellent biomechanical, histological, functional, and aesthetically superior implantation, punctures must be performed in the correct position, direction, and depth. To this end, surgery called a guide template Often, surgical guides are used.

이러한 가이드 템플릿을 만들기 위해서는 본(本)이 되는 구강 모형을 먼저 준비해야 한다. 전통적으로는 인상재(印象材)를 이용하여 피시술자의 상악(上顎) 및/또는 하악(下顎)의 음형을 획득한 후 이 음형에 석고를 부어 피시술자의 상악 및/또는 하악의 형상을 본뜬 석고 모형을 제작하게 되며, 최근에는 3차원 영상 데이터를 기반으로 하여 쾌속 조형기나 3D 프린터 등으로 모형을 바로 제작하기도 한다.In order to make such a guide template, an oral model that is the main body must first be prepared. Traditionally, impression materials were used to obtain the maxillary and/or mandibular sound patterns of the person being treated, and then plaster was poured into the sound to create a plaster model that mimics the shape of the person's maxilla and/or mandible. In recent years, models are produced directly using rapid prototyping machines or 3D printers based on 3D image data.

준비된 구강 모형 위에는 임플란트 시술이 필요한 치아 결손 부위가 그대로 전사되어 있는데, 그 위에 임플란트 시술계획에 맞춰 픽스쳐가 식립될 지점에 구멍을 뚫고, 천공용 드릴의 진행 방향과 깊이를 유도하기 위한 부싱(bushing)을 분리 가능하게 고정하게 된다.On the prepared oral model, the part of the dental defect that requires an implant is transferred as it is, and a hole is drilled at the point where the fixture will be placed in accordance with the implant plan, and a bushing is used to induce the direction and depth of drilling. Is fixed detachably.

그리고, 고정된 부싱과 최소한 그 주변의 몇 개 치아 또는 치은 조직을 감싸도록 경화성 수지를 도포하여 경화시키거나, 또는 열을 받아 유연해진 열가소성 필름을 진공을 이용하여 밀착시킨 후 식혀서 경화시키고, 이후 부싱을 임시 고정시킨 부재를 탈거하고 구강 모형으로부터 경화된 수지물을 빼내면, 임플란트 천공용 드릴을 유도하는 부싱이 장착된 가이드 템플릿이 완성된다.Then, the cured resin is applied to cure the fixed bushing and at least a few teeth or gingival tissue around it, or the thermoplastic film, which has been softened under heat, is adhered using a vacuum to cool and then cured. When the temporarily fixed member is removed and the cured resin is removed from the oral model, a guide template equipped with a bushing for guiding a drill for drilling an implant is completed.

'특허문헌 1'은 본 출원인이 등록받았던 초기의 가이드 템플릿에 관한 발명이고, '특허문헌 2'는 진공 성형 방식을 이용하여 열가소성 필름을 적층한 구조로 만들어지는 개선된 가이드 템플릿에 관한 발명이다. 그리고, '특허문헌 3'은 컴퓨터 프로그램을 이용하여 수립된 임플란트 시술 계획에 맞춰 구강 모형 위에 정확하게 구멍을 뚫을 수 있도록 하기 위한 좌표 동기화용 플레이트이며, '특허문헌 4'는 동기화된 좌표정보에 따라 구강 모형에 구멍을 뚫는 다관절 로봇 암으로서, 본 출원인은 이 밖에도 가이드 템플릿과 관련된 많은 발명을 출원하고 등록받았다.'Patent Document 1'is an invention related to an initial guide template registered by the applicant, and'Patent Document 2'is an invention related to an improved guide template made of a structure in which a thermoplastic film is laminated using a vacuum molding method. And,'Patent Document 3'is a plate for synchronizing coordinates to accurately drill a hole on an oral model according to an implant procedure established using a computer program, and'Patent Document 4'is an oral cavity according to synchronized coordinate information. As a multi-joint robot arm punching a model, the applicant has also applied and registered many inventions related to the guide template.

가이드 템플릿을 제작할 때 가장 중요한 점은 준비된 구강 모형 위에 전산상으로 수립된 임플란트 시술계획에 맞춰 정확한 위치와 각도로 구멍을 뚫어야 한다는 것이다. 이 구멍의 위치는 임플란트의 인공치아(크라운)가 배치될 지점이고, 또한 구멍의 크기와 각도, 깊이는 전문의가 해부학적으로 픽스쳐를 고정하기에 최적이라고 진단한 임플란트 시술계획의 핵심 사항이다. 따라서, 임플란트 시술계획대로 구강 모형에 정확히 구멍을 가공하지 못한다면 가이드 템플릿을 이용한 정밀유도 임플란트 시술은 기대할 수 없게 된다.The most important thing when creating a guide template is to drill a hole at the correct position and angle in line with the implant plan established on the computerized oral model. The location of the hole is the point where the artificial tooth (crown) of the implant will be placed, and the size, angle, and depth of the hole are the key points of the implant treatment plan, which the expert diagnosed as optimal for fixing the fixture anatomically. Therefore, if the hole cannot be accurately processed in the oral model according to the implant procedure, the precision-guided implant procedure using the guide template cannot be expected.

정확한 구멍 가공을 위해 수치제어가 가능한 가공장치를 사용한다 하더라도 먼저 해결해야 할 과제가 있다. 이는 컴퓨터 프로그램상에 디지털 데이터로 저장된 가공 계획의 좌표 정보와 현실세계에 있는 가공장치의 좌표 정보를 동기화시켜야 한다는 것이다. 양자의 좌표계가 동기화되지 않으면, 즉 가공 계획이 수립된 가상 공간상의 좌표계와 실제 가공장치의 좌표계가 사전에 정해진 어떤 좌표 관계에 있는 것으로 일률적으로 결정될 수 없으면, 전산상으로 수립된 임플란트 시술계획대로 구멍을 가공한다는 것은 불가능하다고 할 수 있다.Even if a numerical control device is used for precise hole processing, there are problems to be solved first. This means that the coordinate information of the machining plan stored as digital data on the computer program must be synchronized with the coordinate information of the machining device in the real world. If both coordinate systems are not synchronized, that is, the coordinate system on the virtual space where the machining plan is established and the coordinate system of the actual processing device cannot be determined uniformly as having a predetermined coordinate relationship, the hole is calculated according to the implantation plan established computationally. It can be said that it is impossible to process.

특허문헌 3의 발명이 바로 이러한 좌표 동기화의 과제를 해결하기 위해 만들어낸 일종의 매개체인 좌표 동기화용 플레이트에 관한 것이다. 다만, 동기화용 플레이트는 이종 좌표계의 동기화를 가능케 하는 기준점을 제공하기는 하지만, 이것만으로 문제가 해결되지는 않는다. 동기화용 플레이트로 구강 모델과 가공 계획이 수립된 가상 공간상의 좌표계의 좌표를 동기화시키는 것과 함께, 실제 가공장치의 좌표계에 대한 3차원 관계 또한 수립해야 한다.The invention of Patent Document 3 relates to a plate for coordinate synchronization, which is a kind of medium created to solve this problem of coordinate synchronization. However, the synchronization plate provides a reference point enabling synchronization of heterogeneous coordinate systems, but this does not solve the problem. In addition to synchronizing the coordinates of the oral model and the coordinate system in the virtual space where the processing plan was established with the synchronization plate, a three-dimensional relationship to the coordinate system of the actual processing device should also be established.

이와 같은 구강 모델, 가공 계획이 수립된 가상 공간상의 좌표계, 실제 가공장치의 좌표계 사이의 3차원 관계를 간단히 정리하기 위해, 본 출원인은 한국특허출원 제10-2017-0119316호의 '로봇 암 설치용 베이스 플레이트(2017.09.18 출원, 미공개)'를 출원하였다.In order to simplify the three-dimensional relationship between such an oral model, a coordinate system on a virtual space in which a processing plan is established, and a coordinate system of an actual processing device, the applicant of the present invention provides a base plate for robot arm installation of Korean Patent Application No. 10-2017-0119316. (2017.09.18 application, unpublished)'.

위와 같은 많은 연구 끝에 가이드 템플릿을 이용한 임플란트 정밀유도 수술법은 최상으로 완성되었는데, 실제 현장에서 몇몇 해결할 문제점이 발견되었다. 그 중 임플란트 정밀유도 수술법의 정밀도(설정목표 ±0.5㎜ 이하의 오차정밀도)에 가장 큰 영향을 미치는 것으로서, 다관절 로봇 암의 영점이 틀어지는 것이 문제로 대두하였다. 다관절 로봇 암의 정밀도는 자세 정밀도와 반복 정밀도로 구분할 수 있는데, 자세 정밀도는 가공 목표로 했던 좌표에 대해 얼마나 정확하게 추종하는지의 절대 오차에 관한 것이라면, 반복 정밀도는 반복되는 동일한 동작 사이에 나타나는 상대 오차에 관한 것이라 할 수 있다. 실제 적용하고 있는 다관절 로봇 암의 반복 정밀도는 ±1/100㎜ 이하이기 때문에 문제가 되지 않는데, 자세 정밀도는 ±0.5㎜ 이하로서 상대적으로 훨씬 크고 그 오차 자체가 설정목표로 삼은 오차정밀도에 육박하기 때문에 자세 정밀도를 개선해야만 한다.After many studies such as the above, the implant-guided precision-guided surgical procedure using the guide template was completed at its best, and several problems were solved in the field. Among them, as the most important effect on the precision of the precision-guided surgical technique (error accuracy of less than or equal to the set target ±0.5 mm), the problem is that the zero point of the multi-joint robot arm is wrong. The precision of a multi-joint robot arm can be divided into posture precision and repetition precision. If posture precision relates to the absolute error of how accurately it follows the coordinates to be machined, repetition precision is a relative error that appears between the same repeated motion. It can be said to be about. It is not a problem because the repetition precision of the multi-joint robot arm that is actually applied is less than ±1/100mm, and the posture precision is less than ±0.5mm, which is relatively much larger and close to the error precision that the error itself sets as the setting target. Therefore, posture precision must be improved.

자세 정밀도는 다관절 로봇 암의 영점좌표가 재현되지 않는다는 것에 기인하는데, 특히 다관절 로봇 암은 회전 운동과 틸팅 운동이 조합되어 복잡한 6 자유도 운동을 할 수 있는 반면 각 관절이 따로따로 움직일 수 있어서 영점 보정의 기준이 될 수 있는 고정된 하나의 일관된 자세를 하드웨어적으로 재현하기 곤란하고 소프트웨어적인 계산만으로 해결하기도 어려운 문제가 있다.The posture precision is due to the fact that the zero coordinate of the multi-joint robot arm is not reproduced. In particular, the multi-joint robot arm is able to perform complex 6-degree-of-freedom movements by combining rotational and tilting movements, while each joint can move separately. There is a problem in that it is difficult to reproduce a fixed and consistent posture that can be a reference point of zero point correction in hardware, and it is difficult to solve only with software calculation.

따라서, 다관절 로봇 암의 자세 정밀도의 오차에 의한 가공 오차를 보상할 효과적인 방안을 시급히 마련해야 한다.Therefore, an effective method to compensate for the processing error due to the error in the posture precision of the multi-joint robot arm must be urgently provided.

한국등록특허 제10-1039287호 (2011.05.31 등록)Korean Registered Patent No. 10-1039287 (Registered on May 31, 2011) 한국등록특허 제10-1807829호 (2017.12.05 등록)Korean Registered Patent No. 10-1807829 (December 2017 registration) 한국등록특허 제10-1353335호 (2014.01.10 등록)Korean Registered Patent No. 10-1353335 (registered on Jan. 10, 2014) 한국등록특허 제10-1845488호 (2018.03.29 등록)Korean Registered Patent No. 10-1845488 (Registration on March 29, 2018)

본 발명은 다관절 로봇 암과 같은 가공장치의 영점좌표가 재현되지 않아 발생하는 자세 정밀도의 오차를 물리적, 기계적으로 미리 보정해놓음으로써, 최종 가공 오차를 목표 범위 이내로 관리할 수 있는 효과적인 방안을 마련하는데 그 목적이 있다.The present invention provides an effective method to manage the final machining error within a target range by physically and mechanically correcting an error in posture precision caused by not reproducing the zero coordinate of a processing device such as a multi-joint robot arm. There is a purpose.

본 발명은 가공장치의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법에 관한 것으로서, 가공 대상물을 고정된 상태로 지지하는 가공물 서포트 상에 가공장치에 대해 결속하는 적어도 3개 이상의 돌출된 서포트 결합요소를 마련하는 단계;와, 가공장치 상에 상기 서포트 결합요소에 대응하는 서포트 결합부를 마련하는 단계;와, 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계와 상기 가공장치의 3차원 좌표계를 상기 서포트 결합요소와 서포트 결합부의 좌표정보를 매개로 하여 동기화시키는 단계;와, 상기 가공장치가 상기 서포트 결합부에 대해, 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계를 기준으로 하여 상기 서포트 결합요소에 상보하는 음형의 서포트 수용요소를 직접 가공하는 단계; 및 상기 서포트 결합요소를 가공된 상기 서포트 수용요소에 대해 물리적으로 고정하는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a method for physically correcting a posture error of a processing apparatus, and providing at least three or more protruding support coupling elements that bind to the processing apparatus on a workpiece support that supports a processing object in a fixed state. ; And, providing a support coupling portion corresponding to the support coupling element on the processing device; And, the three-dimensional coordinate system of the object to be processed and the three-dimensional coordinate system of the processing device to the coordinate information of the support coupling element and the support coupling portion And synchronizing as a parameter; and directly processing, by the processing device, the support receiving element of a sound type complementary to the support coupling element based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed with respect to the support coupling portion; And physically fixing the support coupling element to the machined support receiving element.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 각 서포트 결합요소는 원통 형태의 로드이고, 상기 서포트 수용요소는 드릴 가공으로 형성되는 원통 형태의 구멍이다.In one embodiment of the present invention, each support engaging element is a cylindrical rod, and the support receiving element is a cylindrical hole formed by drilling.

여기서, 상기 서포트 수용요소는 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계를 기준으로 하여 상기 각 서포트 결합부에 대해 동일한 깊이로 드릴 가공을 하여 형성된다.Here, the support receiving element is formed by drilling the same depth with respect to each of the support coupling portions based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed.

그리고, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 가공 대상물은 치과용 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 제작하기 위한 구강 모형일 수 있으며, 상기 가공장치는 다관절 로봇 암일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the object to be processed may be an oral model for manufacturing a guide template for dental implant surgery, and the processing device may be a multi-joint robot arm.

상기 서포트 결합부는 상기 가공장치에 대해 탈착 내지 교체 가능하게 구비될 수 있는데, 예를 들면 상기 서포트 결합부는 볼트인 형태를 가질 수 있다.The support coupling portion may be provided detachably or replaceable with respect to the processing device, for example, the support coupling portion may have a form of a bolt.

그리고, 상기 서포트 결합부는 상기 가공장치가 정해진 위치 및 자세로 고정 설치되는 가공 스테이지 상에 구비될 수 있다.In addition, the support coupling portion may be provided on a processing stage in which the processing device is fixedly installed in a predetermined position and posture.

상기와 같은 본 발명의 가공장치의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법에 따르면, 상기 서포트 결합요소를 매개로 하여 상기 서포트 수용요소에 대해 물리적으로 고정된 상기 가공 대상물은, 상기 동기화된 3차원 좌표계에 상기 가공장치의 자세오차가 더해진 3차원 좌표 원점 위에 있게 된다.According to the method for physically correcting the posture error of the processing apparatus of the present invention as described above, the object to be physically fixed to the support receiving element via the support coupling element is interpolated to the synchronized three-dimensional coordinate system. It is on the origin of the three-dimensional coordinate to which the posture error of the processing device is added.

따라서, 상기 가공장치는 자세오차가 물리적으로 보정된 상태로서 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계를 따르는 가공 정보에 따라 상기 가공 대상물에 대해 계획된 가공을 수행할 수 있다.Accordingly, the processing device may perform a planned processing on the processing object according to processing information along the three-dimensional coordinate system of the processing object as a state in which the posture error is physically corrected.

한편, 본 발명은 가공 대상물을 고정된 상태로 지지하고, 적어도 3개 이상의 돌출된 서포트 결합요소를 포함하는 가공물 서포트;와, 가공장치가 정해진 위치 및 자세로 고정 설치되는 가공 스테이지; 및 상기 서포트 결합요소에 대응하도록 상기 가공 스테이지 상에 구비되는 서포트 결합부;를 포함하고, 상기 서포트 결합부에는 상기 가공장치가 직접 가공한 상기 서포트 결합요소가 결속하는 음형의 서포트 수용요소가 구비되어, 상기 가공물 서포트의 각 서포트 결합요소가 상기 서포트 결합부 상의 대응하는 각 서포트 수용요소에 물리적으로 체결되는 것을 특징으로 하는 가공장치의 자세오차를 물리적으로 보정하는 장치를 제공한다.On the other hand, the present invention supports the object to be processed in a fixed state, and a workpiece support including at least three or more protruding support coupling elements; and a processing stage in which the processing device is fixedly installed in a predetermined position and posture; And a support coupling portion provided on the processing stage to correspond to the support coupling element, wherein the support coupling portion is provided with a negative support accommodation element to which the support coupling element processed directly by the processing device is bound. It provides an apparatus for physically correcting a posture error of a processing apparatus, characterized in that each support coupling element of the workpiece support is physically fastened to each corresponding support receiving element on the support coupling portion.

여기서, 상기 서포트 수용요소는 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계를 기준으로 하여 가공된 것임을 특징으로 한다.Here, the support receiving element is characterized in that it is processed based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed.

일 실시형태로서, 상기 각 서포트 결합요소는 원통 형태의 로드이고, 상기 서포트 수용요소는 드릴 가공으로 형성되는 원통 형태의 구멍일 수 있다.In one embodiment, each support coupling element is a cylindrical rod, and the support receiving element can be a cylindrical hole formed by drilling.

그리고, 상기 서포트 수용요소는 상기 가공 대상물의 3차원 좌표계를 기준으로 하여 상기 각 서포트 결합부에 대해 동일한 깊이로 드릴 가공을 하여 형성된 것임을 특징으로 한다.In addition, the support receiving element is characterized in that it is formed by drilling with the same depth for each support coupling portion based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed.

그리고, 상기 서포트 결합부는 상기 가공장치에 대해 탈착 내지 교체 가능하게 구비될 수 있으며, 예를 들어 상기 서포트 결합부는 볼트 형태를 가질 수 있다.In addition, the support coupling portion may be provided detachably or replaceable with respect to the processing device, for example, the support coupling portion may have a bolt shape.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 가공장치의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법 및 이를 위한 보정 장치는, 종래와 같이 가공장치의 자세오차 자체를 측정할 필요가 없고, 측정된 자세오차를 소프트웨어적으로 반영하는 작업이 불필요하기 때문에 동기화된 가공 데이터를 그대로 적용하여 바로 작업을 진행할 수 있는 편리함이 있다.The method for physically correcting the attitude error of the processing apparatus of the present invention having the above-described configuration and the correction apparatus therefor is not required to measure the attitude error itself of the processing apparatus as in the prior art, and the measured attitude error is software Since there is no need to reflect the work, there is the convenience of applying the synchronized processing data as it is and proceeding the work immediately.

또한, 본 발명은 가공대상물의 세팅 자체에 현재의 자세오차가 이미 반영되어 있기 때문에 매우 정확하게 자세오차가 보정된 결과를 얻을 수 있게 된다.In addition, since the present posture error is already reflected in the setting itself of the object to be processed, it is possible to obtain a result of correcting the posture error very accurately.

그리고, 본 발명은 가공물 서포트가 제대로 장착이 안 되는 문제가 발생한다면, 이는 가공장치의 하드웨어상에 상당한 문제가 발생한 것으로 판단할 수 있기 때문에 가공장치의 하드웨어에 문제가 없는지 검증하는 기능도 수행하게 된다.In addition, the present invention also performs the function of verifying that there is no problem in the hardware of the processing device because it can be determined that a significant problem has occurred in the hardware of the processing device, if a problem occurs that the workpiece support is not properly installed. .

도 1은 본 발명에 따른 가공장치의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법에 대한 전체적인 흐름을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 가공장치의 자세오차를 물리적으로 보정하는 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 3은 가공장치가 정해진 위치 및 자세로 고정 설치되는 가공 스테이지에서 서포트 결합부가 구비된 부분을 확대 도시한 도면.
도 4는 도 3의 서포트 결합부에 대해 가공장치가 직접 음형의 서포트 수용요소를 가공한 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 서포트 결합부에 형성된 서포트 수용요소에 대해 가공물 서포트의 대응하는 서포트 결합요소가 끼워져 결합한 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 서포트 결합부에 대해 결합한 가공물 서포트상에 가공 대상물을 장착한 상태를 도시한 도면.1 is a flow chart showing the overall flow of a method for physically correcting a posture error of a processing apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a view showing the overall configuration of the apparatus for physically correcting the posture error of the processing apparatus according to the present invention.
Figure 3 is an enlarged view of a portion provided with a support engaging portion in a processing stage where the processing device is fixedly installed in a predetermined position and posture.
FIG. 4 is a view showing a state in which the processing device directly processes the support member of the sound type with respect to the support coupling portion of FIG. 3.
FIG. 5 is a view showing a state in which a corresponding support coupling element of a workpiece support is fitted into a support receiving element formed in the support coupling portion of FIG. 4;
FIG. 6 is a view showing a state in which a workpiece is mounted on a workpiece support coupled to the support coupling portion of FIG. 5.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions interfere with the understanding of the embodiments of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되어 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), and the like can be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that the intervening may be indirectly "connected", "coupled" or "connected".

본 발명은 가공장치(100), 예를 들어 치과용 임플란트의 정밀유도 시술에 사용하는 가이드 템플릿을 가공하는 다관절 로봇 암(100')과 같은 가공장치(100)에 존재하는 피할 수 없는 자세오차를 물리적으로 정확히 보정할 수 있는 방법 및 이를 실현하기 위한 보정 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가공장치(100)의 현재 상태에서의 3차원적인 자세오차가 얼마인지를 측정하지 않고도 이를 보정할 수 있으며, 소프트웨어적인 보정 작업을 거치지 않고도 자세오차를 제거할 수 있다는 점에 특징이 있다.The present invention is an inevitable posture error present in the processing device 100, for example, a processing device 100 such as a multi-joint robot arm 100' processing a guide template used for precision induction of dental implants. The present invention relates to a method capable of correcting physically and a correction device for realizing the same. Particularly, the present invention is characterized in that it is possible to correct the three-dimensional attitude error in the current state of the processing apparatus 100 without measuring it, and to remove the attitude error without going through a software correction operation. There is this.

본 발명을 도출하게 된 배경에는 가공장치(100)의 반복 정밀도가 상당히 우수하게 유지되고, 이에 따라 자세 정밀도 자체의 오차가 다소 크더라도 자세 정밀도의 오차가 거의 동일하게 발생한다는데 있다. 다시 말해, 다관절 로봇 암(100')과 같은 가공장치(100)에 있어서, 반복 정밀도의 매우 작은 오차 범위 안(±1/100㎜ 이하)에서 자세 정밀도의 오차가 그만큼씩 매번 동등하게 재현되는 특징이 있음을 발견하였다.In the background from which the present invention was derived, the repeatability of the processing apparatus 100 is maintained to be excellent, and accordingly, even if the error of the attitude precision itself is somewhat large, the error of the attitude accuracy occurs almost the same. In other words, in a processing apparatus 100 such as a multi-joint robot arm 100', an error in posture accuracy within a very small error range (±1/100 mm or less) of repetition accuracy is reproduced equally each time that much. It was found that there are features.

본 발명은 위와 같은 가공장치(100)의 오차 발생의 재현성에 착안하여 만들어진 것이며, 그 상세한 구성을 이하에서 설명하기로 한다. 본 발명의 이해를 돕고자, 먼저 가공장치(100)의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법론에 대해 설명한 후, 이를 구현할 수 있는 장치의 일 실시형태를 설명한다.The present invention is made in view of the reproducibility of the occurrence of errors in the processing apparatus 100 as described above, and its detailed configuration will be described below. In order to help the understanding of the present invention, first, a methodology for physically correcting a posture error of the processing apparatus 100 will be described, and then an embodiment of a device capable of implementing the method will be described.

본 발명에 따른 가공장치(100)의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법은, 가공 대상물(320)을 고정된 상태로 지지하는 가공물 서포트(300) 상에 가공장치(100)에 대해 결속하는 적어도 3개 이상의 돌출된 서포트 결합요소(310)를 마련하는 단계를 포함한다.The method for physically correcting the posture error of the processing apparatus 100 according to the present invention includes at least 3 binding to the processing apparatus 100 on the workpiece support 300 that supports the processing target 320 in a fixed state. And providing the one or more protruding support coupling elements 310.

가공물 서포트(300)는 가공 대상물(320)이 안착되는 지지대로서, 가공 대상물(320)을 가공할 수 있도록 움직이지 않게 고정하는 한편 이 가공 대상물(320)을 가공장치(100) 상에 설치하는 매개물의 역할을 한다. 이를 위해 가공물 서포트(300) 상에는 3개 이상의 돌출된 서포트 결합요소(310)가 마련된다. 서포트 결합요소(310)를 3개 이상 구비하는 것은 이종 좌표계의 동기화와 깊은 관련이 있는 것인데, 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명한다.The work object support 300 is a support on which the work object 320 is mounted, and is fixed so as not to move so that the work object 320 can be processed, and a medium for installing the work object 320 on the processing device 100 Plays the role of To this end, three or more protruding support coupling elements 310 are provided on the workpiece support 300. Having three or more support coupling elements 310 is deeply related to synchronization of heterogeneous coordinate systems, which will be described in detail later.

그리고, 가공장치(100) 상에는 상기 가공물 서포트(300)의 서포트 결합요소(310)에 대응하는 서포트 결합부(210)를 마련한다. 여기서, "대응"한다는 것은 서포트 결합부(210)의 개수와 그 배치관계가 가공물 서포트(300)의 서포트 결합요소(310)에 부합한다는 것을 의미한다.Then, on the processing apparatus 100, a support coupling portion 210 corresponding to the support coupling element 310 of the workpiece support 300 is provided. Here, "corresponding" means that the number of the support coupling portions 210 and the arrangement relationship thereof correspond to the support coupling elements 310 of the workpiece support 300.

가공물 서포트(300)에 서포트 결합요소(310)가, 그리고 가공장치(100) 상에 서포트 결합부(210)가 각각 마련되면, 가공 대상물(320)의 3차원 좌표계와 가공장치(100)의 3차원 좌표계를 서포트 결합요소(310)와 서포트 결합부(210)의 좌표정보를 매개로 하여 동기화시킨다.When the support coupling element 310 is provided on the workpiece support 300 and the support coupling portion 210 is provided on the processing device 100, the three-dimensional coordinate system of the object to be processed 320 and the three of the processing device 100 are provided. The dimensional coordinate system is synchronized through the coordinate information of the support coupling element 310 and the support coupling portion 210.

본 발명에서 언급하는 좌표 동기화의 기본 원리는, 공간 기하학적으로 3축 좌표계를 결정하기 위해서는 하나의 기준 평면과 그 기준 평면의 방향을 결정하는 하나의 기준 원점이 있으면 충분하다는 사실에서 출발한다. 3개의 기준점이 있다면 이 3개의 기준점을 연결하는 하나의 원(圓)을 결정할 수 있는데, 이 원이 놓인 평면을 기준 평면으로 삼고, 이 원의 중심을 기준 원점으로 삼아 하나의 3차원 좌표계를 결정할 수 있다. 기준점은 최소 3개가 필요하며, 만일 4개 이상의 기준점이 있다면 이들 기준점들 모두가 하나의 원주 상에 위치하여야 의미가 있다.The basic principle of coordinate synchronization referred to in the present invention starts from the fact that one reference plane and one reference origin for determining the direction of the reference plane are sufficient to determine the three-axis coordinate system spatially. If there are three reference points, you can determine one circle connecting these three reference points, using the plane on which this circle lies as the reference plane, and using the center of this circle as the reference origin to determine one three-dimensional coordinate system. Can be. At least three reference points are required, and if there are four or more reference points, it is meaningful that all of these reference points are located on one circumference.

이 같은 기본 원리에 따르면, 가공물 서포트(300) 상의 3개의 서포트 결합요소(310)를 기준점으로 삼아 가공물 서포트(300)의 3차원 좌표계를 결정할 수 있고, 가공장치(100) 상의 대응하는 3개의 서포트 결합부(210)를 기준점으로 삼아 가공장치(100)의 3차원 좌표계를 결정할 수 있다. 이렇게 각기 결정된 2개의 3차원 좌표계를 일치시키면, 비로소 이종의 좌표계가 동기화된다.According to this basic principle, it is possible to determine the three-dimensional coordinate system of the workpiece support 300 by using the three support coupling elements 310 on the workpiece support 300 as a reference point, and corresponding three supports on the workpiece 100 The three-dimensional coordinate system of the processing apparatus 100 may be determined using the coupling portion 210 as a reference point. When the two three-dimensional coordinate systems determined as described above are matched, the heterogeneous coordinate systems are synchronized.

한편, 가공 대상물(320) 자체도 독자적인 공간 좌표계를 가지고 있으며(예를 들어, 3차원 스캐닝으로 취득된 좌표 데이터나, 전산설계상의 좌표 데이터에 대한 공간 좌표계가 해당함), 이 가공 대상물(320)의 공간 좌표계도 가공물 서포트(300)의 공간 좌표계에 대해 동일한 원리로서 동기화된다. 이와 관련된 좀더 상세한 내용은 '특허문헌 3'과 '특허문헌 4'를 참조할 수 있다.On the other hand, the object to be processed 320 itself also has its own spatial coordinate system (e.g., coordinate data obtained by 3D scanning or spatial coordinate system for coordinate data in computational design is applicable), and The spatial coordinate system is also synchronized with the same principle with respect to the spatial coordinate system of the workpiece support 300. For more detailed information related to this, refer to'Patent Document 3'and'Patent Document 4'.

위의 단계를 거치면, 가공 대상물(320)의 3차원 좌표계와 가공장치(100)의 3차원 좌표계는 하나의 3차원 좌표계로 통합된다. 따라서, 가공 대상물(320)에 대해 전산상으로 수립된 가공 정보를 가공장치(100)로 입력하면 그대로 가공이 진행된다. 본 발명에서는 가공 대상물(320)에 대한 가공을 수행하기에 앞서, 가공장치(100)가 서포트 결합부(210)에 대해 가공 대상물(320)의 3차원 좌표계를 기준으로 하여 서포트 결합요소(310)에 상보하는 음형의 서포트 수용요소(220)를 직접 가공한다.After the above steps, the three-dimensional coordinate system of the object to be processed 320 and the three-dimensional coordinate system of the processing apparatus 100 are integrated into one three-dimensional coordinate system. Therefore, when processing information established in a computational manner with respect to the object to be processed 320 is input to the processing apparatus 100, processing proceeds as it is. In the present invention, before performing processing on the object to be processed 320, the processing device 100 supports the support coupling element 310 with respect to the support coupling portion 210 based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed 320. The support receiving element 220 of the negative shape complementary to the machine is directly processed.

만일 가공장치(100)에 가공 오차가 전혀 존재하지 않는다면 서포트 결합부(210)에 가공된 음형의 서포트 수용요소(220)는 완벽하게 가공물 서포트(300) 상의 서포트 결합요소(310)와 3차원적으로 일치할 것이고, 서포트 수용요소(220)와 서포트 결합요소(310)가 물리적으로 결합하면 가공물 서포트(300) 상에 고정된 가공 대상물(320)은 동기화된 좌표계 안에 완벽하게 통합된다. 다시 말해, 가공장치(100)에 가공 오차가 존재하지 않는다면, 전산상으로 존재하는 가공 대상물(320)의 좌표 데이터에 정확히 일치하도록 실제 물건으로서의 가공 대상물(320)이 가공장치(100)상에 설치될 것이다.If there is no processing error in the processing device 100, the support receiving element 220 of the negative shape processed in the support coupling portion 210 is completely three-dimensional with the support coupling element 310 on the workpiece support 300. When the support receiving element 220 and the support coupling element 310 are physically combined, the workpiece 320 fixed on the workpiece support 300 is perfectly integrated into the synchronized coordinate system. In other words, if there is no processing error in the processing device 100, the processing object 320 as a real object is installed on the processing device 100 so as to exactly match the coordinate data of the processing object 320 existing in the computer. Will be.

그러나, 현실에 있어서는 가공장치(100)에는 항상 물리적인 가공 오차가 존재하기 때문에, 서포트 결합부(210)에 실제 가공된 음형의 서포트 수용요소(220)는 가공 오차만큼 전산상의 좌표 정보와 차이가 생기고, 이에 따라 서포트 수용요소(220)에 대해 물리적으로 결합한 가공물 서포트(300)는 전산상 3차원 좌표계의 기준 평면과 기준 원점에서 어긋나 있게 된다.However, in reality, since there is always a physical processing error in the processing apparatus 100, the support receiving element 220 of the sound actually processed in the support coupling portion 210 differs from the computational coordinate information by the processing error. Thus, the workpiece support 300 physically coupled to the support receiving element 220 is displaced from the reference plane and the reference origin of the three-dimensional coordinate system.

그런데, 여기서 중요한 것은, 가공장치(100)가 서포트 결합부(210)에 대해 서포트 수용요소(220)를 직접 가공하였기 때문에, 서포트 수용요소(220)에는 현재의 자세오차가 그대로 반영되어 있다는 점이다. 또한, 가공장치(100)의 자세오차가 반영된 서포트 수용요소(220)에 대해 서포트 결합요소(310)를 매개로 하여 가공물 서포트(300)가 물리적으로 결합하게 되면, 가공물 서포트(300) 역시 자세오차만큼 어긋나게 위치를 잡게 되고, 결국 가공물 서포트(300)의 기준 평면과 기준 원점은 자세오차만큼 전산상 3차원 좌표계에서 어긋나 있게 된다.By the way, the important thing here is that since the processing apparatus 100 directly processed the support receiving element 220 with respect to the support engaging portion 210, the current attitude error is reflected in the support receiving element 220 as it is. . In addition, when the workpiece support 300 is physically coupled through the support coupling element 310 with respect to the support receiving element 220 in which the attitude error of the processing apparatus 100 is reflected, the workpiece support 300 also posture error The position is shifted as much as possible, and eventually, the reference plane and the reference origin of the workpiece support 300 are shifted in the three-dimensional coordinate system on the computer by a posture error.

결론적으로, 자세오차를 가진 가공장치(100)가 서포트 결합부(210)에 대해 서포트 수용요소(220)를 직접 가공하고, 이렇게 가공된 서포트 수용요소(220)에 대해 서포트 결합요소(310)를 물리적으로 결합(예컨대, 끼워서 결합)하면, 최종적으로 가공물 서포트(300)는 자세오차만큼만 어긋나 있게 되므로, 가공장치(100)는 가공 대상물(320)의 3차원 좌표계를 따르는 가공 정보를 자세오차를 고려하여 보정할 필요 없이 그대로 계획된 가공을 가공 대상물(320)에 대해 수행하면 된다. 다시 말해, 서포트 결합요소(310)를 매개로 하여 서포트 수용요소(220)에 대해 물리적으로 고정된 상기 가공 대상물(320)은, 동기화된 3차원 좌표계에 가공장치(100)의 자세오차가 더해진 보정된 3차원 좌표 원점 위에 있기 때문에 더 이상의 보정 작업이 필요없는 것이다.In conclusion, the processing apparatus 100 having a posture error directly processes the support receiving element 220 with respect to the support coupling portion 210, and the support coupling element 310 with respect to the processed support receiving element 220. When physically combined (eg, fitted), the workpiece support 300 is finally shifted only by a posture error, so the processing apparatus 100 considers posture error by processing information that follows the three-dimensional coordinate system of the object to be processed 320 Therefore, the planned processing may be performed on the object to be processed 320 without any need for correction. In other words, the processing object 320 physically fixed to the support receiving element 220 via the support coupling element 310 is corrected by adding a posture error of the processing device 100 to the synchronized three-dimensional coordinate system. Since it is above the origin of the 3D coordinate, no further correction is required.

본 발명의 장점은 종래의 보정방법처럼 가공장치(100)의 자세오차 자체를 측정할 필요가 없고, 측정된 자세오차를 소프트웨어적으로 반영하는 작업이 불필요하다는 것에 있다. 즉, 가공대상물의 세팅 자체에 자세오차가 이미 반영되어 있기 때문에 동기화된 가공 데이터를 그대로 적용하여 바로 작업을 진행할 수 있는 편리함이 있다.The advantage of the present invention is that it is not necessary to measure the attitude error itself of the processing apparatus 100 as in the conventional correction method, and it is unnecessary to reflect the measured attitude error in software. That is, since the posture error is already reflected in the setting of the object to be processed, it is convenient to apply the synchronized processing data as it is and proceed immediately.

또한, 본 발명은 가공장치(100)의 반복 정밀도의 매우 작은 오차 범위 안(±1/100㎜ 이하)에서 자세 정밀도의 오차가 그만큼씩 매번 동등하게 재현되는 특징이 있음에 기초한 것인데, 자세 정밀도의 오차가 매번 거의 동일하기 때문에 복수의 서포트 결합부(210)에 가공된 서포트 수용요소(220)는 그 가공상태가 거의 동일하다. 이 때문에 복수의 서포트 수용요소(220)가 각기 기울어지게 가공되더라도 가공물 서포트(300)에 구비된 모든 복수의 서포트 결합요소(310)가 물리적으로 결합하는 것이 가능한 것이다. 따라서, 만일 가공물 서포트(300)가 제대로 장착이 안 되는 문제가 발생한다면, 이는 가공장치(100)의 하드웨어상에 상당한 문제가 발생한 것으로 판단하여 점검을 진행하여야 한다. 따라서, 본 발명은 가공장치(100)의 하드웨어에 문제가 없는지 검증하는 기능도 수행하게 된다.In addition, the present invention is based on the feature that the error of the posture precision within a very small error range (±1/100 mm or less) of the repeatability of the processing apparatus 100 is reproduced equally every time. Since the errors are almost the same every time, the support receiving elements 220 machined in the plurality of support coupling parts 210 have almost the same machining state. For this reason, even if the plurality of support accommodation elements 220 are respectively inclined, it is possible to physically couple all the plurality of support coupling elements 310 provided in the workpiece support 300. Therefore, if a problem occurs that the workpiece support 300 is not properly installed, it is determined that a significant problem has occurred on the hardware of the machining apparatus 100 and the inspection must be performed. Therefore, the present invention also performs the function of verifying that there is no problem with the hardware of the processing apparatus 100.

본 발명에 따른 가공장치(100)의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법에 대한 전체적인 흐름은 도 1의 순서도로 정리했으며, 그 세부적인 실시형태에 대해서는 위의 보정 방법을 구현한 보정 장치와 함께 도면을 참조하여 설명하기로 한다.The overall flow of the method for physically correcting the posture error of the processing apparatus 100 according to the present invention is summarized in the flow chart of FIG. 1, and detailed embodiments thereof are illustrated together with a correction device implementing the above correction method. It will be described with reference to.

도 2는 본 발명에 따른 가공장치(100)의 자세오차를 물리적으로 보정하는 방법을 구현한 보정 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 가공장치(100)가 정해진 위치 및 자세로 고정 설치되는 가공 스테이지(200)에서 서포트 결합부(210)가 구비된 부분을 확대 도시한 도면이다.2 is a view showing the overall configuration of a correction device that implements a method for physically correcting a posture error of the processing apparatus 100 according to the present invention, and FIG. 3 is a processing apparatus 100 fixed to a predetermined position and posture This is an enlarged view of a portion provided with the support coupling portion 210 in the processing stage 200 to be installed.

도시된 실시형태에서, 가공장치(100)는 다관절 로봇 암(100')으로 구성되어 있으며, 가공 대상물(320)은 치과용 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 제작하기 위한 구강 모형을 대상으로 하고 있다. 물론 도시된 실시형태 외의 다른 종류의 가공장치(100)와 가공 대상물(320)에 대해서도 본 발명의 물리적 보정 방법이 적용될 수 있음은 자명하게 이해될 것이다.In the illustrated embodiment, the processing device 100 is composed of a multi-joint robot arm 100', and the object to be processed 320 is an oral model for manufacturing a guide template for dental implant surgery. Of course, it will be apparent that the physical correction method of the present invention can be applied to other types of processing apparatus 100 and the object to be processed 320 than the illustrated embodiment.

다관절 로봇 암(100')(이하, "로봇 암"이라 함)은 가이드 템플릿을 제조하기 위하여 구강 모형에 대해 전산상으로 수립된 임플란트 시술계획대로 구멍을 가공하는 수치 제어가 가능한 가공장치(100)이다. 도시된 로봇 암(100')은 베이스(110)로부터 작업구(130) 말단까지가 순차적으로 "회전-틸팅-틸팅-회전-틸팅-회전(R-T-T-R-T-R)" 운동을 구현하도록 베이스(110)로부터 말단의 작업단(120)까지 상호 관절로 연결되어 6 자유도 운동이 가능하다. 여기서 "회전"이란 서로 연결된 암 사이의 거리 변화는 없이 축을 중심으로 하여 360° 회전을 하는 운동을 의미하며, "틸팅"이란 서로 연결된 암이 관절 부위에서 회동운동을 함으로써 암 사이의 각도가 일정 범위 안에서 변할 수 있는 운동을 의미한다.The multi-joint robot arm 100' (hereinafter referred to as "robot arm") is a numerical control device capable of numerically controlling a hole according to an implant surgical plan established computationally for an oral model to produce a guide template (100) )to be. The illustrated robot arm 100' is distal from the base 110 to implement a "rotation-tilting-tilting-rotation-tilting-rotation (RTTRTR)" motion sequentially from the base 110 to the end of the work tool 130. Up to the working stage 120 is connected to each other joints are possible six degrees of freedom. Here, "rotation" refers to a motion that rotates 360° around an axis without changing the distance between the arms that are connected to each other, and "tilting" means that the angle between the arms is a certain range because the arms that are connected to each other rotate in a joint motion It means a movement that can change inside.

로봇 암(100')의 가장 말단에 위치하는 작업단(120)에 장착되는 작업구(130)는 대표적으로는 드릴 비트(130')이며, 구멍 가공을 위한 절삭공구인 드릴 비트(130')를 구동하여 구강 모형 상에 구멍을 가공하게 된다. 물론, 작업구(130)로서 드릴 비트(130') 이외에 밀링 커터 등을 장착하여 다양한 가공을 수행하는 것도 가능하다.The working tool 130 mounted on the working end 120 located at the most distal end of the robot arm 100' is typically a drill bit 130', and a drill bit 130', which is a cutting tool for hole processing. Drives to process the hole on the oral cavity model. Of course, it is also possible to perform various processing by mounting a milling cutter or the like in addition to the drill bit 130' as the work tool 130.

가공장치(100)는 가공 스테이지(200) 상에 정해진 위치 및 자세로 고정 설치된다. 그리고, 가공 스테이지(200) 상에는 서포트 결합부(210)가 구비되는데, 가공 대상물(320)을 고정된 상태로 지지하는 가공물 서포트(300)가 서포트 결합부(210)에 장착된다.The processing device 100 is fixedly installed at a predetermined position and posture on the processing stage 200. In addition, a support coupling portion 210 is provided on the processing stage 200, and a workpiece support 300 that supports the object to be processed 320 in a fixed state is mounted on the support coupling portion 210.

가공물 서포트(300)에는 적어도 3개 이상의 돌출된 서포트 결합요소(310)가 포함되어 있으며, 서포트 결합부(210)는 서포트 결합요소(310)의 개수 및 위치에 대응하도록 구비되어 있다. 로봇 암(100')에 입력되는 작업 데이터에는 서포트 결합요소(310)에 해당하는 정보가 포함되어 있는데, 로봇 암(100') 말단의 작업단(120)에 장착된 드릴 비트(130')를 이용하여 서포트 결합부(210)에 가공물 서포트(300)의 서포트 결합요소(310)가 물리적으로 결속하는 음형의 서포트 수용요소(220)를 직접 가공한다. 전술한 바와 같이, 가공된 음형의 서포트 수용요소(220)는 자세오차가 반영되어 있게 된다.The workpiece support 300 includes at least three or more protruding support coupling elements 310, and the support coupling portion 210 is provided to correspond to the number and position of the support coupling elements 310. The work data input to the robot arm 100' includes information corresponding to the support coupling element 310. The drill bit 130' mounted on the working end 120 at the end of the robot arm 100' is included. By using the support coupling portion 210, the support coupling element 310 of the workpiece support 300 is directly processed into a negative support accommodation element 220 that is physically bound. As described above, the posture error is reflected in the support accommodation element 220 of the processed sound shape.

도 4를 참조하면, 드릴 비트(130')로 음형의 서포트 수용요소(220)를 가공한다면 원통 형태의 구멍을 이루게 되므로, 이에 대응하여 각 서포트 결합요소(310)는 원통 형태의 로드로 구비된다. 각 서포트 수용요소(220)는 가공 대상물(320)의 3차원 좌표계를 기준으로 하여 대응하는 각 서포트 결합부(210)에 대해 동일한 깊이로 드릴 가공을 하여 형성되며, 이렇게 만들어진 음형의 서포트 수용요소(220)에 가공물 서포트(300)의 대응하는 서포트 결합요소(310)가 끼워짐으로써 가공물 서포트(300)가 가공 스테이지(200) 상에 장착된다(도 5 참조).Referring to FIG. 4, if a negative bit support receiving element 220 is processed with a drill bit 130 ′, a cylindrical hole is formed, and correspondingly, each support coupling element 310 is provided with a cylindrical rod. . Each support accommodating element 220 is formed by drilling the same depth with respect to each corresponding support coupling portion 210 based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed 320, and the support accommodating element of the negative shape made in this way ( The workpiece support 300 is mounted on the machining stage 200 by fitting the corresponding support coupling element 310 of the workpiece support 300 to 220 (see FIG. 5 ).

가공 스테이지(200)에 장착된 가공물 서포트(300)는 자세오차가 반영된 보정된 3차원 좌표계에 있게 되고, 따라서 가공물 서포트(300)와 좌표가 동기화된 가공 대상물(320) 역시 보정된 3차원 좌표계 있게 되므로, 이미 수립된 가공 계획(가공 데이터)대로 가공 대상물(320)에 작업을 하는 것은 자세오차가 보정된 결과로 나타나게 된다.The workpiece support 300 mounted on the processing stage 200 is in the corrected three-dimensional coordinate system reflecting posture errors, and thus the workpiece 320 synchronized with the coordinates of the workpiece support 300 also has a corrected three-dimensional coordinate system. Therefore, working on the object to be processed 320 according to the already established processing plan (processing data) will result in the posture error being corrected.

서포트 결합부(210)에 서포트 수용요소(220)가 직접 가공되기 때문에 서포트 결합부(210)는 가공 스테이지(200) 상에 탈착 내지 교체 가능하게 구비되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 서포트 결합부(210)는 나사결합이 가능한 볼트 형태를 가질 수 있으며, 볼트 머리 부분을 관통하도록 서포트 수용요소(220)가 형성된다.Since the support receiving element 220 is directly processed in the support coupling portion 210, the support coupling portion 210 is preferably provided detachably or replaceable on the processing stage 200. For example, the support coupling portion 210 may have a bolt shape capable of screwing, and the support receiving element 220 is formed to penetrate the bolt head portion.

한편, 드릴 비트(130') 이외의 밀링 비트를 이용하여 원통 형태가 아닌 이형(異形)의 구멍을 가공할 수도 있으며, 서포트 결합요소(310)는 이에 대응하는 형태를 가지도록 구성될 수도 있음은 물론이다.On the other hand, by using a milling bit other than the drill bit 130', it is also possible to process a hole of a non-cylindrical shape, and the support coupling element 310 may be configured to have a corresponding shape. Of course.

그리고, 도 6에 도시된 실시형태에서는 가공물 서포트(300)에 대해 가공 대상물(320)이 탈착 가능한 구조로 되어 있는데 이는 일 실시형태이며, 가공물 서포트(300)에 바닥이 있는 수용공간을 만들어 그 안에 직접 가공 대상물(320)을 고정하는 것도 가능하다. 가공물 서포트(300)에 대해 가공 대상물(320)이 탈착 가능한 구조로 만들 경우에는, 가공 대상물(320)을 뒤집어서 가공물 서포트(300)에 장착함으로써 가공 대상물(320)의 저면도 가공할 수 있다는 이점이 있다.In addition, in the embodiment shown in FIG. 6, the object to be processed 320 is structured to be detachable with respect to the object support 300, which is one embodiment, and a receiving space having a bottom is formed in the object support 300 and therein It is also possible to directly fix the object to be processed 320. When the object to be processed 320 is made of a detachable structure with respect to the object support 300, an advantage of being able to process the bottom surface of the object to be processed 320 is also possible by inverting the object to be processed 320 and attaching it to the object support 300. have.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 가공장치 100': 로봇 암
110: 베이스 120: 작업단
130: 작업구 130': 드릴 비트
200: 가공 스테이지 210: 서포트 결합부
220: 서포트 수용요소 300: 가공물 서포트
310: 서포트 결합요소 320: 가공 대상물100: processing device 100': robot arm
110: base 120: working group
130: work tool 130': drill bit
200: processing stage 210: support coupling
220: Support element 300: Work piece support
310: support coupling element 320: object to be processed

Claims

Providing at least three or more protruding support coupling elements that bind to the processing device on the workpiece support that supports the object to be processed in a fixed state;
Providing a support engaging portion corresponding to the support engaging element on a processing device;
Synchronizing the three-dimensional coordinate system of the object to be processed and the three-dimensional coordinate system of the processing apparatus through coordinate information of the support coupling element and the support coupling unit;
Directly processing, by the processing device, a support receiving element of a sound shape complementary to the support coupling element based on the three-dimensional coordinate system of the object to be processed, with respect to the support coupling portion; And
Physically fixing the support engaging element to the machined support receiving element;
Method for physically correcting the posture error of the processing apparatus comprising a.

According to claim 1,
Each support coupling element is a cylindrical rod, and the support receiving element is a method of physically correcting a posture error of a processing device, characterized in that it is a cylindrical hole formed by drilling.

According to claim 2,
The support accommodating element is a method for physically correcting a posture error of a processing apparatus, characterized in that it is formed by drilling the same depth with respect to each support coupling portion based on a three-dimensional coordinate system of the object to be processed.

According to claim 1,
The object to be processed is a method for physically correcting a posture error of a processing device, characterized in that it is an oral model for producing a guide template for dental implant surgery.

According to claim 1,
The processing device is a method for physically correcting a posture error of the processing device, characterized in that the multi-joint robot arm.

According to claim 1,
A method of physically correcting a posture error of a processing device, characterized in that the support coupling part is detachably provided or replaceable with respect to the processing device.

The method of claim 6,
Method for physically correcting the posture error of the processing device, characterized in that the support coupling portion is a bolt.

The method according to any one of claims 1 to 7,
The support coupling portion is a method for physically correcting a posture error of a processing device, characterized in that the processing device is provided on a processing stage fixedly installed at a predetermined position and posture.

The method according to any one of claims 1 to 7,
The processing object, which is physically fixed to the support receiving element via the support coupling element, is located on a three-dimensional coordinate origin with a posture error of the processing device added to the synchronized three-dimensional coordinate system. To physically correct the posture error.

The method of claim 9,
The processing apparatus physically corrects a posture error of a processing apparatus, characterized in that it performs a planned processing on the processing target according to processing information that follows a three-dimensional coordinate system of the processing target.

A workpiece support that supports the object to be processed in a fixed state and includes at least three or more protruding support coupling elements;
A processing stage in which the processing device is fixedly installed in a predetermined position and posture; And
Includes; a support coupling portion provided on the processing stage to correspond to the support coupling element,
The support coupling portion is provided with a negative support receiving element to which the support coupling element directly processed by the processing device is coupled, so that each support coupling element of the workpiece support is physically attached to each corresponding support accommodation element on the support coupling portion. Device for physically correcting the posture error of the processing device, characterized in that the fastening.

The method of claim 11,
The support receiving element is a device for physically correcting a posture error of a processing device, characterized in that it is processed based on a three-dimensional coordinate system of the processing object.

The method of claim 11,
Each support coupling element is a rod of a cylindrical shape, and the support receiving element is a device for physically correcting a posture error of a processing apparatus, characterized in that it is a cylindrical hole formed by drilling.

The method of claim 13,
The support receiving element is a device for physically correcting a posture error of a processing device, characterized in that it is formed by drilling the same depth with respect to each support coupling portion based on a three-dimensional coordinate system of the object to be processed.

The method of claim 11,
The support coupling unit is a device for physically correcting the posture error of the processing device, characterized in that provided detachably or replaceable with respect to the processing device.

The method of claim 15,
The support coupling portion is a device for physically correcting a posture error of a processing device, characterized in that the bolt.