KR102627920B1 - 후가공을 위한 기상 측정 방법 - Google Patents

후가공을 위한 기상 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적층제조 가공물의 효율적 후가공을 위한 기상 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후가공 부위의 기상 측정을 활용하여 가공 면적을 판단하고 가공 조건을 가변하여 효율적으로 가공을 수행하는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 기상 측정 장치는 대상 부품의 목표 형상 정보를 입력받는 형상 정보 입력부, 대상 부품을 측정하여 현재 형상 정보를 취득하는 기상 측정부, 형상 정보 입력부와 상기 기상 측정부에서 취득한 데이터에 기초하여 가공좌표계를 설정하여 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단하는 판단부, 판단부에 의해 후가공이 가능하다고 결정되면 대상 부품에 대한 가공 조건을 결정하는 가공 조건 결정부, 가공 조건에 근거하여 대상 부품의 후가공을 실행하는 후가공부를 포함하여 구성된다.

Description

후가공을 위한 기상 측정 방법{ON-MACHINE MEASUREMENT APPARATUS FOR POST-MACHINING}
본 발명은 가공물의 효율적 후가공을 위한 기상 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후가공 부위의 기계상 측정(On-Machine Measurement: OMM)을 활용하여 가공 면적을 판단하고 가공 조건을 가변하여 효율적으로 가공을 수행하는 장치 및 그 관련 방법에 관한 것이다.
적층 제조는 금속, 폴리머, 복합재 등 다양한 소재를 대상으로 광범위한 산업 분야에서 활용되고 있으며, 시제품 제작 단계를 넘어 실사용 부품을 출력하는 수준으로, 많은 부품에 신뢰도 있게 적용되고 있다. 그 중 금속 소재 적층을 수행하는 DED(Directed Energy Deposition) 방식은 고출력 레이저 빔을 금속 표면에 조사하면 순간적으로 용융지가 생성되는 동시에 금속분말도 공급되어 실시간으로 적층하는 방식으로 기존 제품에 덧붙여 적층시켜 나갈 수 있다. 또한, 여러 가지 분말을 동시에 활용하여 실시간으로 합금을 제작하거나 다른 재질을 사용할 수 있으며 생산성이 비교적 높고 반복재현성이 우수해 강도와 충격치가 높은 장점을 가지고 있다.
그러나, DED공정 출력물은 표면 조도 및 형상 정밀도가 다른 적층 제조 방식에 비해 떨어지므로 후가공을 필수적으로 요한다는 문제가 있다. 그러나DED 공정 출력물의 후가공은, 후가공을 위해서 적층제조부품의 상태를 수작업으로 측정하고, 적합한 후가공 좌표계를 설정한 후 별도의 공정 장비를 사용하여 수행되며, 가공된 부품과 목적 형상의 형상 오차가 클 경우 추가적인 보수 작업이 필요하다는 문제가 있다. 때문에 후가공을 위한 출력물의 정확한 형상 정보를 얻기 위해 3D 스캐너를 이용하거나, CMM(Coordinate Measuring Machine)을 활용하는 방법이 사용되고 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 기계 상에서 3차원 측정을 할 수 있는 기상측정 기술이 활용될 수 있다. 일본 등록특허 제2009-049699호 발명에서는 공작기계 상에서 측정 대상이 되는 워크를 자동 측정하는 기상 측정 시스템을 개시하고 있으며, 이 시스템은 3차원적으로 XYZ 각 축 방향으로 이동하며, 레이저 포인터를 구비해 공작기계 상에 다관절형 암식 측정기의 설치를 통해 측정 정확도를 높이고 있다.
그러나 이와 같은 기상측정 장치는 공작기계에 의해 가공이 완료된 공작물에 대한 곡면 형상 정도, 치수 등 가공 정도를 측정하는 단순 검사 계측 장치를 개시할 뿐이며, 부품 품질에 영향을 미치지는 못한다. 또한, 적층과 후가공을 통해 최종 부품이 제작되는 복합 공정 부품의 경우 후가공 전 적층형상 측정이 필수이며, 적층, 측정, 후가공에 이르는 각 공정이 각 기계에서 개별적으로 이루어지므로 생산성 측면에서의 효율성이 크게 떨어진다.
일본 등록특허 제2009-049699호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 기상 측정(On-Machine Measurement: OMM)을 통해 적층제조부품의 후가공을 통한 최종 가공품으로의 가능 여부를 판단하고, 최적 후가공 좌표계를 설정하는 효율적 후절삭가공을 위한 기상측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 후가공을 위해서 적층제조부품의 상태를 기상측정으로 자동화하여 측정하며, 후가공을 실시하여 전공정 자동화를 가능하게 하는 기상측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 후가공시 과도한 절입으로 인한 공구마모 및 파손을 수반하는 후가공이 이루어지거나 후가공 경로에 에어컷(air cut)이 다수 포함되어 비효율적인 공정이 이루어지는 것을 기상측정으로 판단하여 미리 회피할 수 있는 기상측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 측정 장치는, 가공 기계 상에서 적층공정과 같은 선행공정이 완료된 대상 부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하는 기상측정 장치로서, 상기 대상 부품의 목표 형상 정보를 입력받는 형상 정보 입력부, 상기 대상 부품을 측정하여 현재 형상 정보를 취득하는 기상 측정부, 상기 형상 정보 입력부와 상기 기상 측정부에서 취득한 현재 형상 정보에 기초하여 공작물좌표계를 설정하여 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단하는 판단부, 상기 판단부에 의해 후가공이 가능하다고 결정되면 상기 대상 부품에 대한 가공 조건을 결정하는 가공 조건 결정부 및 상기 가공 조건에 근거하여 상기 대상 부품의 후가공을 실행하는 후가공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 판단부는 상기 공작물좌표계 설정시 상기 대상 부품에 대하여 미리 정해진 주요 형상들에 대해 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계를 설정하며, 상기 기상 측정부가 상기 대상 부품의 현재 주요 형상을 측정하여 상기 각 좌표계에서 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단하고, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계 중 하나의 좌표계에서라도 가공이 가능한 경우 후가공이 가능하다고 판단하고, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계 중 적어도 하나에서 가공이 불가능한 경우 후가공이 불가능하다고 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 판단부는, 상기 주좌표계 상에서 상기 대상부품의 후가공이 가능하다고 판단한 경우, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계를 수정없이 후가공 좌표계로 선정하고, 상기 주좌표계 상에서 상기 대상부품의 후가공이 불가능하다고 판단한 경우, 상기 하나 이상의 예비좌표계에서는 가공이 가능하다고 판단되면 상기 주좌표계와 상기 후가공이 가능한 예비좌표계의 관계 재정의를 통해 상기 공작물좌표계를 수정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가공 조건 결정부는 상기 대상 부품의 가공 경로, 가공 면적 및 상기 가공 면적에 따른 가공 속도 중 적어도 하나 이상을 결정하며, 상기 대상 부품은 미리 설정된 복수의 레이어 영역을 포함하고, 상기 복수의 레이어 영역에 대해서 각 레이어 영역 별로 가공 필요 여부 및 가공 정도를 판단하고, 가공이 필요하다고 판단된 레이어 영역들 중에서 에어컷(air cut)이 될 레이어 영역을 제외한 레이어 영역들에 대하여 세부 가공 조건을 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가공 조건 결정부는 상기 가공 속도를 변수로서 설정하고, 상기 각 레이어 영역 별 가공 속도를 측정된 면적에 따라 결정하여 상기 가공 면적에 따른 유연 가공 속도를 산출할 수 있다.
상기 유연 가공 속도는 식(1)에 의해 결정되고,
……식(1)
이때, 은 확삭 또는 중삭 정면 밀링의 이송속도(Feedrate for face), 는 가공 속도에 대한 n번째 계수(Coefficient), 는 황삭 또는 중삭 절입 면적 조정변수로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일시예에 따르면, 가공 기계 상에서 대상 부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법에 있어서, 상기 가공 기계는 상기 대상 부품의 최종 형상 정보를 입력받는 형상 정보 입력 단계, 상기 대상 부품을 측정하여 현재 형상 정보를 취득하는 기상 측정 단계, 상기 형상 정보 입력 단계와 상기 기상 측정 단계에서 취득한 현재 형상 정보에 기초하여 공작물좌표계를 설정하여 상기 대상 부품의 후가공 여부를 판단하는 판단 단계, 상기 판단 단계에서 후가공이 결정된 상기 대상 부품에 대한 가공 조건을 결정하는 가공 조건 결정 단계 및 상기 가공 조건에 근거하여 상기 대상 부품의 후가공을 실행하는 후가공 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 판단 단계는 상기 공작물좌표계 설정시 상기 대상 부품에 대하여 미리 정해진 주요 형상들에 대해 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계를 설정하며, 상기 기상 측정 단계에서 상기 대상 부품의 주요 형상을 측정하여 상기 각 좌표계에서 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단하는 단계, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계 중 하나의 좌표계에서라도 가공이 가능한 경우 후가공이 가능하다고 판단하고, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계에서 모두 가공이 불가능한 경우 후가공이 불가능하다고 판단하는 단계, 상기 주좌표계 상에서 상기 대상부품의 후가공이 가능하다고 판단되는 경우, 상기 주좌표계를 수정없이 후가공 좌표계로 선정하고, 상기 주좌표계 상에서 상기 대상부품의 후가공이 불가능하다고 판단되는 경우, 상기 주좌표계와 상기 후가공이 가능한 예비좌표계의 관계 재정의를 통해 상기 공작물좌표계를 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 가공 조건 결정 단계는 상기 대상 부품의 가공 경로, 가공 면적 및 상기 가공 면적에 따른 가공 속도 중 적어도 하나 이상을 결정하며, 상기 대상 부품은 미리 설정된 복수의 레이어 영역을 포함하고, 상기 복수의 레이어 영역에 대해서 각 레이어 영역 별로 가공 필요 여부 및 가공 정도를 판단하는 단계, 가공이 필요하다고 판단된 레이어 영역들 중에서 에어컷(air cut)이 될 레이어 영역을 제외한 레이어 영역들에 대하여 세부 가공 조건을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기상 측정을 통해 적층제조 부품의 후가공을 통한 최종 가공품으로의 가능여부를 판단할 수 있으며, 최적의 후가공 좌표계를 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 후가공 좌표계 설정 및 가공 조건 측정을 기상측정으로 자동화하여 측정하고 후가공을 실시하여 전공정 자동화를 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 후절삭가공 시 불완전한 적층품질로 인해 미리 설정해둔 가공조건이 과도한 절입이나 에어컷(air cut) 되는 문제를 기상측정으로 판단하여 미리 회피함으로서 안정한 가공을 가능하게 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 후가공을 위한 기상 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 출력 대상부품에 대하여 설정된 이상적인 공작물좌표계의 예시들을 도시한 평면도이다.
도 3(a), 3(b) 및 3(c)는 본 발명의 일실시예에 따른 상기 출력 대상부품에 대하여 설정된 주좌표계 및 예비좌표계의 예시들을 도시한 평면도이다.
도 4(a)는 본 발명의 일실시예에 따라 복수의 레이어 영역들이 설계된 후가공전 적층 형상 및 레이어 영역을 도시한 평면도이다.
도 4(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 후가공 후 예상 적층 형상 및 레이어 영역을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기상에서 대상부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기상측정을 활용한 후가공 판단 및 후가공 공정을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 가능 여부 판단 및 후가공 좌표계 설정 공정을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가공면적 별 적정 가공속도의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 대상 부품에 대하여 웹 형상의 프로세스 마진(process margin)을 계산하기 위한 기상 측정 포인트들을 도시한 사시도이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상 부품의 정면 및 측면 밀링 형상 예시를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 황삭 또는 중삭 및 정삭 조건을 결정하기 위한 실험적 구성의 예시를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 날당 절입 및 절입 깊이에 따른 절삭력을 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상 부품의 벌크 시편과 출력물 시편에 따른 표면 조도 차이를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 절입 깊이별 최대 이송 속도를 나타낸 그래프이다.
도 15(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 DED 방식으로 출력한 가공 대상 부품을 도시한 사시도이다.
도 15(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 도 14(a)과 같은 형상의 시편을 기상측정하는 것을 나타낸 사진이다.
도 15(c)는 본 발명의 일실시예에 따른 후가공 후 완성된 가공 대상 부품의 사진이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 후가공을 위한 기상 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기상 측정 장치(100)는, 가공 기계 상에서 가공 대상 부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하며 형상 정보 입력부(110), 기상 측정부(120), 판단부(130), 가공 조건 결정부(140), 후가공부(150)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 기상 측정 장치(100)는 제어부(160)를 더 포함할 있다.
상기 형상 정보 입력부(110)는, 상기 대상부품의 목표 형상 정보를 입력받을 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 대상 부품은 금속 3D프린팅 부품이 될 수 있고, DED(Directed Energy Deposition) 공정으로 출력될 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.
상기 기상 측정부(120)는, 기계 상 측정(On-machine measurement)을 통해 상기 대상 부품을 측정하여 현재 형상 정보를 취득할 수 있으며, 상기 기상측정은 터치프로브(Touch-Trigger Probe)를 기반으로 출력 형상을 검사할 수 있다.
상기 판단부(130)는, 상기 형상 정보 입력부(110)와 상기 기상 측정부(120)에서 취득한 형상 정보 데이터에 기초하여 공작물좌표계를 설정하여 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단할 수 있다.
상기 가공 조건 결정부(140)는, 상기 판단부(130)에 의해 후가공이 가능하다고 결정되면 상기 대상 부품에 대한 가공 조건을 결정할 수 있으며, 상기 형상 정보 입력부(110)와 상기 기상 측정부(120)에서 취득한 형상 정보 데이터에 따라 가공 잔량을 계산하여 상기 가공 경로를 결정할 수 있다.
상기 후가공부(150)는 상기 가공 조건에 근거하여 상기 대상 부품의 후가공을 실행할 수 있으며, 후가공을 위한 가공 공구(410)를 포함할 수 있다. 상기 후가공은 후절삭가공일 수 있으나 이제 한정되는 것은 아니다.
상기 제어부(160)는 상기 대상 부품의 후가공 공정 및/또는 기상 측정을 위해 상기 형상 정보 입력부(110), 상기 기상 측정부(120), 상기 판단부(130), 상기 가공 조건 결정부(140), 상기 후가공부(150) 중 적어도 하나 이상을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 출력 대상 부품에 대하여 설정된 이상적인 공작물좌표계의 예시를 도시한 평면도이고, 도 3(a), 3(b) 및 3(c) 본 발명의 일실시예에 따른 상기 출력 대상 부품에 대하여 설정된 공작물좌표계의 예시들을 도시한 평면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 판단부(130)는 적층제조와 같은 선공정에 의한 실제 형상(210)을 가공 공구(410)를 통해 최종 가공물 형상(240)으로 가공하기 위해, 선공정에 의한 이상적인 형상(220)으로부터 도출된 이상적 공작물 좌표계(230)에 해당하는 주좌표계(231)뿐 아니라 예비좌표계(232)를 선정할 수 있다.
보다 자세하게는, 상기 판단부(130)는, 상기 대상 부품에 대하여 주좌표계(231)와 하나 이상의 예비좌표계(232)를 설정하여, 상기 기상 측정부(120)가 상기 대상 부품의 현재 주요 형상(210)을 측정하여 상기 각 좌표계에서 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 판단부(130)는 상기 주좌표계(231)와 상기 하나 이상의 예비좌표계(232) 중 하나의 좌표계에서라도 상기 대상 부품의 최종 형상으로 가공이 가능한 경우 후가공이 가능하다고 판단하고, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계에서 모두 상기 대상 부품의 최종 형상으로 가공이 불가능한 경우 후가공이 불가능 하다고 판단할 수 있다.
또한, 상기 판단부(130)는 상기 주좌표계(231)상에서 상기 대상 부품의 후가공이 가능하다고 판단되는 경우, 상기 주좌표계(231) 를 수정없이 최적 후가공 좌표계로 선정하고, 상기 주좌표계(231) 상에서 상기 대상 부품의 후가공이 불가능하다고 판단되는 경우, 상기 주좌표계(231) 대신 상기 후가공이 가능한 예비좌표계(232)의 관계 재정의를 통해 상기 공작물좌표계를 수정할 수 있다.
도 4(a)는 본 발명의 일실시예에 따라 복수의 후가공 레이어 영역들로 설계된 후가공전 적층 형상 및 레이어 영역을 도시한 평면도이며, 도 4(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 설계된 것과 다르게 적층된 것을 가정한 후가공전 적층 형상 및 레이어 영역(420)을 도시한 평면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 가공 조건 결정부(140)는, 상기 대상 부품의 가공 경로, 가공 면적 및 상기 가공 면적에 따른 가공 속도 중 적어도 하나 이상을 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가공 조건 결정부(140)는 상기 대상 부품은 미리 설정된 복수의 레이어 영역(420)을 포함하고, 상기 복수의 레이어 영역(420)에 대해서 측정을 통해 각 레이어 영역 별로 가공 필요 여부 및 가공 정도를 판단할 수 있으며, 가공이 필요하다고 판단된 레이어 영역들 중에서 에어컷(air cut)이 될 레이어 영역을 제외한 레이어 영역들에 대하여 세부 가공 조건을 결정 할 수 있다. 또한, 상기 가공 조건 결정부(140)는 상기 가공 속도를 변수로서 설정하고, 상기 각 레이어 영역 별 가공 속도를 측정된 면적에 따라 결정하여 상기 가공 면적에 따른 유연 가공 속도를 산출하는 것을 더 포함할 수 있다.
보다 자세하게는, 상기 가공 조건 결정부(140)는, 상기 대상 부품의 후가공을 위한 면적이 도 4(a)에서와 같이 레이어(420) 1~9를 포함하여 설계되고, 설계된 것과 다르게 적층된 형상이 4(b)와 같이 생성될 경우, 레이어 1은 에어컷(air cut) 되고, 레이어 2,3,4,5,7은 가공량에 비해 낮은 조건으로 가공하게 되므로, 레이어 1의 가공은 건너뛰고, 레이어 2,3,4,5,7은 가공 면적에 따라 적절한 가공 속도로 가공할 수 있도록 상기 후가공부(150)에 반영할 수 있다.
상기 유연 가공 속도는, 다음 식(1)에 의해 결정될 수 있다.
--------- 식(1)
여기에서, 은 황삭 또는 중삭 정면 밀링의 이송속도(Feedrate for face), 는 가공 속도에 대한 n번째 계수(Coefficient), 는 황삭 또는 중삭 면적 조정변수를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기상에서 대상부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법의 흐름을 나타낸 흐름도이다. 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법은 이에 대한 일련의 지시들 또는 알고리즘이 저장된 프로그램 또는 수동 입력에 따라 수행될 수 있다. 상기 프로그램은 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장되거나 기상측정 장치(100) 또는 기상측정 장치(100)의 제어부(160)에 저장 및/또는 실행될 수도 있다. 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법은 다음과 같은 단계들을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 대상 부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법은, 우선 형상 정보 입력 단계(S510)를 통해 상기 대상 부품의 최종 형상 정보를 입력받을 수 있으며, 기상 측정 단계(S520)를 통해 상기 대상 부품을 측정하여 현재 형상 정보를 취득할 수 있다. 그 후, 후가공 여부 판단 단계(S530)를 통해 상기 형상 정보 입력 단계(S520)와 상기 기상 측정 단계(S530)에서 취득한 현재 형상 정보에 기초하여 공작물좌표계를 설정하여 상기 대상 부품의 후가공 여부를 판단할 수 있다. 가공 조건 설정 단계(S540)에서 상기 판단 단계(S530)에서 후가공이 결정된 상기 대상 부품에 대한 가공 조건을 결정할 수 있으며, 후가공 실행 단계(S550)에서 상기 가공 조건에 근거하여 상기 대상 부품의 후가공을 실행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기상측정을 활용한 후가공 판단 및 후가공 공정을 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기상측정을 활용한 후가공 판단 및 후가공 공정은 다음과 같다.
우선, DED 방식의 출력 부품 최종 형상 정보를 입력하고(S610), 입력된 상기 최종 형상 정보는 후절삭가공을 위한 경로를 생성(S620) 및 출력부품(대상 부품)의 기상측정(형상측정)을 위한 경로를 생성(S630)하는데 사용될 수 있다. 출력부품의 기상측정(On-machine measurement: OMM)을 위한 경로는 좌표측정, 형상측정, 좌표계설정 기상측정 기능(S631)을 활용하여 생성될 수 있으며, 생성된 기상 측정 경로를 따라 기상 측정 및 형상측정 하여 그 데이터를 취득(S640)할 수 있다. 취득한 상기 데이터를 통해 후절삭가공 여부를 판단(S650) 할 수 있으며, 상기 후절삭가공 여부 판단을 통해 가공좌표계 설정(S660)이 되어 후절삭가공을 할 수 있고, 후절삭가공이 불가능할 경우 절차는 종료될 수 있다. 설정된 상기 가공 좌표계와 생성된 상기 출력부품의 후절삭가공을 위한 경로(S620)를 활용하여 가공 조건으로서 가공잔량을 계산하고, 가공경로 및 절삭 속도를 결정(S670) 할 수 있으며, 상기 결정된 조건에 따라 후가공S680)이 이루어 질 수 있다. 이때, 소재의 황삭 또는 중삭 및 정삭 가공조건(S671)은 황삭 또는 중삭 가공의 경우 절입량에 따른 절삭속도이며, 정삭 가공의 경우 정삭 속도로 황삭 또는 중삭과 정삭의 가공조건은 출력소재의 가공 데이터베이스로부터 결정(S671)될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 가능 여부 판단 및 후가공 좌표계 설정 공정을 보여주는 흐름도이며, 도 6의 후가공 여부 판단(S650) 및 가공좌표계 설정(S660) 단계를 구체화 한다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 대상 부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법에서 후가공 여부 판단(S650) 단계는 대상 부품(출력물)의 가공좌표계 상에서 주좌표계(좌표계{1}) 및 예비좌표계군({2}~{3})을 설정(S651)할 수 있다. 설정된 상기 주좌표계 및 상기 예비좌표계군에서 주요 형상 가공 가능 여부를 판단(S652)하여 상기 주좌표계 및 상기 예비좌표계군에서 모두 주요 형상 가공이 가능할 경우 상기 주좌표계를 그대로 공작물 좌표계로 설정(S660)할 수 있으며, 상기 주좌표계에서 수요 형상 가공이 불가능하고 상기 예비좌표계군 중 적어도 하나에서 주요 형상가공이 가능할 경우, 상기 주좌표계와 상기 후가공이 가능한 예비좌표계의 관계 재정의를 통해 상기 공작물좌표계를 지정할 수 있으며, 상기 예비좌표계군에서도 주요 형상 가공이 불가능할 경우, 절차를 종료할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가공면적 별 적정 가공속도의 예시를 나타낸 그래프이다. 도 8을 참조하면, 상기 가공 조건 결정 단계에서 상기 가공 속도를 변수로서 설정하고, 상기 각 레이어 영역 별 가공 속도를 측정된 면적에 따라 결정하여 상기 가공 면적에 따른 유연 가공 속도를 산출할 수 있다.
상기 유연 가공 속도는, 다음 식(1)에 의해 결정될 수 있다.
--------- 식(1)
여기에서, 은 황삭 또는 중삭 정면 밀링의 이송속도(Feedrate for face), 는 가공 속도에 대한 n번째 계수(Coefficient), 는 황삭 또는 중삭 면적 조정변수를 나타낸다.
실시예
도 9 내지 도 15는 적층부품이 고르게 크게 출력되어 길이(폭, 두께, 너비) 측정으로 면적 측정을 대체하는 본 발명의 일실시예이다. 자세하게는, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상 부품(900)에 대하여 웹 형상의 가공 잔량(process margin)을 계산하기 위한 기상 측정 포인트들의 예시들을 도시한 사시도이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 공구(910)와 가공 대상 부품(900)의 정면 및 측면 밀링 형상의 예시를 도시한 사시도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 출력물의 기상측정 경로는 출력물의 기상측정 경로는 사전에 작성한 Plane, Bore, Boss, Pocket, Web 측정과 같은 매크로에서 측정점을 설정하여 생성된다. 출력물의 형상을 판단하기 위한 측정점은 과적층 등에 의한 형상 오차가 주로 발생하는 코너 또는 Edge부에 가까운 위치로 선정하며 기본 공정 품질 및 적층 형상 크기에 따라서Edge부에 측정점 추가가 필요하다. Web 형상 출력을 예로 들면, 도 9와 같이 출력물 좌표계{P}를 기준으로 높이(Height, H)에 대하여, 실적층 높이 H'은 p9-p12 측정 좌표데이터의 최소 Z 좌표로 결정한다. H에 대한 H'의 편차는 가공 잔량 ΔmH로 설정한다. 출력물의 높이가 설계 형상의 Web 높이보다 높을 경우 잔량에 따라서 사전에 설정한 가공 조건으로 반경 방향 절입이 많은 정면 밀링(Face Milling, F) 전략을 수립한다. 만약, 후가공 대상 높이가 설계 형상의 높이보다 낮을 경우 추가 적층을 필요로 하게 된다. Web의 폭(Width) 및 길이(Length)의 경우, p1, p3에 의한 적층물 길이(X좌표 차)와 p2, p4에 의한 적층물 길이 중 최소 길이를 Web의 설계 길이 L에 대한 실제 길이 L'으로 하여 가공 잔량 ΔmL이 계산되고, 중간 지점의 X좌표를 가공좌표계 {M}의 x원점으로 설정한다. 폭 W 또한 p5, p7 및 p6, p8의 측정 정보를 통하여 최소 폭 W'과 가공 잔량 ΔmW 및 가공좌표계 {M}의 y원점을 설정한다. 폭 및 길이 방향 형상은 공구축 방향 절입이 많은 측면 밀링(Side Milling, S)으로 가공하고, 가공 조건은 가공 잔량에 따라서 사전에 설정한 조건으로 결정된다. 정면 및 측면 밀링 형상 예시는 도 10과 같다.
측정으로 얻은 좌표데이터를 이용해 설계 형상에 대한 출력물의 가공 잔량이 계산되면, 후가공 경로 생성 시에 잔량을 고려하여 가공 조건을 설정한다. Web 형상에서는 높이, 폭, 길이에 대한 각 가공 잔량 ΔmH, ΔmW, ΔmL 이 식(2)와 같이 계산된다고 했을 때, 높이 방향의 가공 잔량 ΔmH은 식(3)으로부터 황삭 또는 중삭 횟수가 결정된다.
------------------- 식(2)
-------식(3)
------------------식(4)
여기서, , 는 정면 밀링의 황삭 및 정삭 절입 깊이을 의미하고, , 는 측면 밀링의 황삭 및 정삭 절입 깊이다. -는 측정된 가공 잔량으로부터 황삭 여부를 결정하고 황삭 절입 깊이를 조정하는 변수로 다음과 같이 계산한다. -도 측면 밀링 황삭 절입 깊이에 따라서 유사하게 적용한다. 정삭 조건은 정면 및 측면 밀링에서 사전 실험을 통해 가공물의 표면 조도를 평가하여 일정한 가공 조건으로 결정한다. 황삭의 경우 가공 잔량이 출력물의 적층 상태에 따라서 달라지기 때문에, 황삭 이송속도()는 사전 실험을 통해 식(3)과 같이 같이 황삭 절입 깊이 조정변수()를 변수로 하는 n차 다항식 모델로 모델링한 후 기상측정 결과에 따라서 결정한다.
--------- 식(4)
여기에서, 은 황삭 정면 밀링의 이송속도를 나타내며, 계산 모델을 통해 황삭 절입 깊이에 따라 계산할 수 있다. 측면 밀링 이송속도()도 동일하게 측정 결과에 따라 유연하게 이송속도를 적용할 수 있도록 모델링하였다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 황삭 및 정삭 조건을 결정하기 위한 실험 구성을 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에서 시편으로 사용할 재료는 오스테나이트계 스테인리스강인 STS 316L이다. 고인성, 가공 경화 현상 등의 성질로 대표적인 난삭재(難削材)로 알려져 있지만 높은 용접성과 적용 분야가 넓어 DED 공정에 많이 사용된다. 적층 시편은 Maxrotec사의 DED 3D 프린터를 이용해 제작했고, 출력 조건은 표 (1)에 나타내었다. 후가공 실험은 표 (2)와 같이 터치프로브가 장착된 DMG Mori사의 5축 머시닝 센터에서 진행하였다. 벌크와 출력물의 가공성 비교평가 및 정삭 조건 수립을 위한 실험은 도 11과 같이 공구동력계(Dynamometer), 조도측정기(Surface Roughness Meter), 공구현미경(Microscope)을 사용하여 실시하였다. 황삭 조건은 절입 깊이에 따른 최대 이송속도를 채터 현상을 고려하여 실험을 통해 수립하였다.
Power source Fiber laser
Material STS 316L powder
Laser power [W] 700
Powder flowrate [g/min] 9
Feedrate [mm/min] 400
Carrier gas flowrate [L/min] 3
Shield gas flowrate [L/min] 8
Model DMU 60 FD duoBLOCK®
Travel range X/Y/Z[mm] 600/700/600
Table size [mm] Ø 700
Shank type HSK-A63
Max. spindle speed [rpm] 12,000
NC system Sinumerik 840D
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 날당 절입 및 절입 깊이에 따른 절삭력을 나타낸 그래프이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 대상 부품의 벌크 시편과 출력물 시편에 따른 표면 조도 차이를 나타낸 그래프이다. 도 12 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일실시예에서 STS 316L 벌크, 출력물 시편을 동일 절삭 조건으로 가공해서 얻은 절삭력 및 표면 조도 데이터를 비교하여 출력물의 절삭 특성을 확인한다. 실험에 사용한 공구는 표(3)과 같이 Taegutec사의 난삭재 가공용 초경 엔드밀을 사용했고, 스테인리스강 추천 절삭 조건을 참고하여 실험하였다. 실험 조건은 스핀들 속도를 고정하고 날당 절입과 절입 깊이를 변동시켜 실시하였다. 두 종류의 시편으로부터 발생한 절삭력은 도 12와 같이 날당 절입이 증가하고 절입 깊이가 커질수록 절삭력이 커지는 경향이었고, 출력 물과 벌크 절삭력 데이터에서 최대 1.11 N의 편차를 보였다. 표면 조도는 도 13과 같이 동일 가공 조건에서 출력물 시편에서 더 높게 측정되었다. 공구현미경으로 측정된 가공 표면에서 출력물 시편의 표면이 유사한 절삭력에도 불구하고 전체적으로 스크래치 현상이 더 많이 발생하는 것을 확인하였다. 출력된 소재의 경도 및 표면 마찰이 높아짐에 따른 절삭 저항 및 절삭열 상승으로 인해 구성인선 생성이 촉진되어 출력물 시편의 표면 거칠기가 높은 것으로 추정된다. = 0.1 mm를 적용한 실험에서 측정된 표면 조도는 벌크 시편에 = 0.2 mm 조건을 적용한 표면 조도와 유사했다. 따라서, 일반 소재와 유사한 표면 조도를 얻기 위해서는 다소 보수적인 가공 조건을 적용하는 것이 필요하다. 벌크 시편 가공 실험에서 얻은 Ra 0.25 μm의 표면 조도 가공 조건을 정삭 조건으로 설정하였다. 정면 밀링 조건은 = 0.1 mm, = 5.0 mm, = 348 mm/min과 같고, 측면 밀링 조건은 = 5.0 mm, = 0.1 mm, = 348 mm/min과 같이 설정하였다.
Workpiece material STS 316L (for printing & bulk)

Flat end-mill		 TSE 4100M (TaeguTec Ltd.)
Diameter (Ø= 10 mm
Helix angle λ= 30˚
4-Blades
PVD coating
Feed [mm/tooth] 0.03, 0.05, 0.07
Spindle speed [rpm] 2,900
Axial depth of cut [mm] 0.2, 0.3, 0.4
Radial depth of cut [mm] 5
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 절입 깊이별 최대 이송 속도를 나타낸 그래프이다. 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에서, 황삭 조건은 같은 시간 내 많은 재료를 제거하기 위해 절입 깊이에 따른 최대 가공속도(이송속도)를 확인한다. 실험 조건은표(4)와 같이 스핀들 속도를 고정한 후 절입 깊이(, ) 0.1부터 0.5 mm에서 날당 절입(Feed)을 0.03부터 0.17 mm/tooth까지 0.02씩 증가시키면서 채터가 발생하기 전 조건을 찾았다. 절입 깊이별 최종 황삭 가공속도는 채터 전 조건에서 Feed Override 조절을 통해 최대의 가공속도를 확인 및 결정하였다. 정면 밀링과 측면 밀링에서 채터 발생 조건은 동일했고, 표(5) 및 도 14와 같이 절입 깊이별 최대 이송속도를 도출 및 5차 다항식 모델로 적용하였다.
Workpiece Printed STS 316L
Feed [mm/tooth] 0.03, 0.05, 0.07, …0.17
Spindle speed [rpm] 2,900
Depth of cut [mm] 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5

[mm]		 Feed
[mm/tooth]		 Feedrate
[mm/min]		 Adj. feedrate
[mm/min]
0.1 0.15 1,740 1,809
0.2 0.11 1,276 1,403
0.3 0.09 1,044 1,044
0.4 0.05 580 522
0.5 0.03 348 243
도 15(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 DED 방식으로 출력한 가공 대상 부품을 도시한 사시도, 도 15(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 도 14(a)과 같은 형상의 시편을 기상측정하는 것을 나타낸 사진, 도 15(c)는 본 발명의 일실시예에 따른 후가공 후 완성된 가공 대상 부품의 사진이다. 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에서 유연 후가공을 위한 기상측정 및 후가공 검증 실험은 STS 316L 재료를 DED 방식으로 출력한 도 15(a)와 같은 형상의 3개의 시편(A, B, C)을 대상으로 도 15(b)와 같이 실시하였다. 기상측정을 위해 사용한 터치프로브의 성능은 표(6)과 같다. 사전에 작성한 측정 매크로에 의해 시편의 P1-P16 위치가 측정되었고, 좌표데이터로부터 높이(H), 폭(W), 길이(L)가 계산되었다. 측정으로 얻은 좌표데이터를 활용하여 계산한 시편들의 치수와 각 가공 잔량(ΔmH, ΔmW, ΔmL)은 표(7)과 같다. 각 가공 잔량별 황삭 절입 깊이(, )는 표(8)과 같다. 가공 잔량에 따른 이송속도는 황삭 조건 시험을 통해 도출한 다항식 모델로 후가공 프로그램에 적용했다. B 시편의 ΔmW, ΔmL은 0.6 mm를 초과하여 황삭 2회 적용이 필요했다. 도출한 조건을 적용하여 출력물을 후가공하여 도 15(c)와 같이 최종 시편을 얻었고, 최고, 치수와 표면 조도는 3차원 측정기와 조도 측정기를 활용하여 측정하였으며 표(9)와 같다. 후가공 후 시편의 형상 오차는 0.03 mm 이내로 장비의 이송정밀도 등의 성능 개선이 되면 더 줄어들 것으로 판단된다. 표면 조도는 사전에 목표했던 0.25 μm 이내로 가공됨을 확인했다. 최종적으로 A, B, C 시편의 거친 표면은 모두 제거되었음을 확인했다.
Probe model TS 642 (Heidenhain corporation)
Probe accuracy [μm]
Probe repeatability [μm] 2σ at a probing velocity of 1 m/min
Mass [kg] 1.1
Nominal Actual (A, B, C)
H(Δ) 15.000 15.596(0.596) 15.542(0.542) 15.403(0.403)
W(Δ) 25.000 25.967(0.483) 25.501(0.750) 25.722(0.361)
L(Δ) 100.000 101.019(0.509) 101.526(0.763) 100.769(0.384)
A B C Note
Δ 0.596 0.542 0.403
0.496 0.442 0.303
5.0
0.1
Δ 0.483 0.750 0.361
0.383 0.500 0.261

5.0
- 0.150 -
0.1
Δ 0.509 0.763 0.384
0.409 0.500 0.284

5.0
- 0.163 -
0.1
Nominal Actual(A, B, C)
H(Error) 15.000 15.011(+0.011) 14.993(-0.007) 14.998(-0.002)
W(Error) 25.000 25.013(+0.013) 24.987(-0.013) 24.983(-0.017)
L(Error) 100.000 99.986(-0.014) 99.974(-0.026) 100.012(+0.012)
Ra 0.24 μm 0.25 μm 0.23 μm
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 기상 측정 장치
110 : 형상 정보 입력부
120 : 기상 측정부
130 : 판단부
140 : 가공 조건 결정부
150 : 후가공부
160 : 제어부
210 : 실제 대상 부품(출력물) 형상
220 : 이상적 출력물 형상
230 : 이상적 공작물 좌표계
231 : 주좌표계
232 : 예비좌표계
240 : 최종가공물 형상
410 : 가공 공구
420 : 레이어 영역
900 : 대상 부품 실시예(1)
1500 : 대상 부품 실시예(2)

Claims (10)

  1. 가공 기계 상에서 대상 부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하는 기상측정 장치로서,
    상기 대상 부품의 목표 형상 정보를 입력받는 형상 정보 입력부와;
    상기 대상 부품을 측정하여 현재 형상 정보를 취득하는 기상 측정부;와
    상기 형상 정보 입력부와 상기 기상 측정부에서 취득한 현재 형상 정보에 기초하여 공작물좌표계를 설정하여 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단하는 판단부;와
    상기 판단부에 의해 후가공이 가능하다고 결정되면 상기 대상 부품에 대한 가공 조건을 결정하는 가공 조건 결정부; 및
    상기 가공 조건에 근거하여 상기 대상 부품의 후가공을 실행하는 후가공부;를 포함하고,
    상기 판단부는 상기 공작물좌표계 설정시 상기 대상 부품에 대하여 미리 정해진 주요 형상들에 대해 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계를 설정하며, 상기 기상 측정부가 상기 대상 부품의 현재 주요 형상을 측정하여 각 좌표계에서 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단하고,
    상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계 중 하나의 좌표계에서라도 가공이 가능한 경우 후가공이 가능하다고 판단하고, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계 중 적어도 하나에서 가공이 불가능한 경우 후가공이 불가능하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 기상측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 판단부는,
    상기 주좌표계 상에서 상기 대상 부품의 후가공이 가능하다고 판단한 경우, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계를 수정없이 후가공 좌표계로 선정하고,
    상기 주좌표계 상에서 상기 대상 부품의 후가공이 불가능하다고 판단한 경우, 상기 하나 이상의 예비좌표계에서는 가공이 가능하다고 판단되면 상기 주좌표계와 상기 후가공이 가능한 예비좌표계의 관계 재정의를 통해 상기 공작물좌표계를 수정하는 것을 특징으로 하는 기상측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가공 조건 결정부는 상기 대상 부품의 가공 경로, 가공 면적 및 상기 가공 면적에 따른 가공 속도 중 적어도 하나 이상을 결정하며,
    상기 대상 부품은 미리 설정된 복수의 레이어 영역을 포함하고, 상기 복수의 레이어 영역에 대해서 각 레이어 영역 별로 가공 필요 여부 및 가공 정도를 판단하고,
    가공이 필요하다고 판단된 레이어 영역들 중에서 에어컷(air cut)이 될 레이어 영역을 제외한 레이어 영역들에 대하여 세부 가공 조건을 결정하는 것을 특징으로 하는 기상측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가공 조건 결정부는 상기 가공 속도를 변수로서 설정하고, 상기 각 레이어 영역 별 가공 속도를 측정된 면적에 따라 결정하여 상기 가공 면적에 따른 유연 가공 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 기상측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유연 가공 속도는 식(1)에 의해 결정되고,
    ……식(1)
    이때, 은 황삭 또는 중삭 정면 밀링의 이송속도(Feedrate for face), 는 가공 속도에 대한 n번째 계수(Coefficient), 는 황삭 또는 중삭 절입 면적 조정변수로 정의하는 것을 특징으로 하는 기상측정 장치.
  7. 가공 기계 상에서 대상 부품을 자동 측정하여 후가공을 수행하기 위한 기상측정 방법에 있어서,
    상기 가공 기계는 상기 대상 부품의 최종 형상 정보를 입력받는 형상 정보 입력 단계;
    상기 대상 부품을 측정하여 현재 형상 정보를 취득하는 기상 측정 단계;
    상기 형상 정보 입력 단계와 상기 기상 측정 단계에서 취득한 현재 형상 정보에 기초하여 공작물좌표계를 설정하여 상기 대상 부품의 후가공 여부를 판단하는 판단 단계;
    상기 판단 단계에서 후가공이 결정된 상기 대상 부품에 대한 가공 조건을 결정하는 가공 조건 결정 단계; 및
    상기 가공 조건에 근거하여 상기 대상 부품의 후가공을 실행하는 후가공 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상측정 및 후가공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 판단 단계는:
    상기 공작물좌표계 설정시 상기 대상 부품에 대하여 미리 정해진 주요 형상들에 대해 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계를 설정하며, 상기 기상 측정 단계에서 상기 대상 부품의 주요 형상을 측정하여 상기 각 좌표계에서 상기 대상 부품의 후가공 가능 여부를 판단하는 단계;
    상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계 중 하나의 좌표계에서라도 가공이 가능한 경우 후가공이 가능하다고 판단하고, 상기 주좌표계와 하나 이상의 예비좌표계에서 모두가공이 불가능한 경우 후가공이 불가능하다고 판단하는 단계;
    상기 주좌표계 상에서 상기 대상 부품의 후가공이 가능하다고 판단되는 경우, 상기 주좌표계를 수정없이 후가공 좌표계로 선정하고, 상기 주좌표계 상에서 상기 대상 부품의 후가공이 불가능하다고 판단되는 경우, 상기 주좌표계와 상기 후가공이 가능한 예비좌표계의 관계 재정의를 통해 상기 공작물좌표계를 수정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기상측정 및 후가공 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가공 조건 결정 단계는:
    상기 대상 부품의 가공 경로, 가공 면적 및 상기 가공 면적에 따른 가공 속도 중 적어도 하나 이상을 결정하며,
    상기 대상 부품은 미리 설정된 복수의 레이어 영역을 포함하고, 상기 복수의 레이어 영역에 대해서 각 레이어 영역 별로 가공 필요 여부 및 가공 정도를 판단하는 단계;
    가공이 필요하다고 판단된 레이어 영역들 중에서 에어컷(air cut)이 될 레이어 영역을 제외한 레이어 영역들에 대하여 세부 가공 조건을 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기상측정 및 후가공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가공 조건 결정 단계는 상기 가공 속도를 변수로서 설정하고, 상기 각 레이어 영역 별 가공 속도를 측정된 면적에 따라 결정하여 상기 가공 면적에 따른 유연 가공 속도를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기상측정 및 후가공 방법.
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