KR102638512B1 - 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법 - Google Patents

이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템은, 기설정된 위치로 이동가능하고, 다관절암을 갖는 이동형 몸체 로봇, 상기 다관절암의 단부에 연결되어, 부품의 표면을 피니싱하는 그라인딩툴, 상기 그라인딩툴에 설치되어 상기 부품에 대한 상기 그라인딩툴의 압력을 측정하는 제1 센서부, 상기 그라인딩툴에 설치되어 상기 그라인딩툴에서 발생하는 온도를 측정하는 제2 센서부 및 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부 중 적어도 어느 하나의 측정신호에 따라 상기 이동형 몸체 로봇을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법{MOBILE BODY ROBOT-BASED PARTS FINISHING SYSTEM AND FINISHING PROCESS METHOD}
본 발명은 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법에 관한 것이다.
항공기의 주요 부품은 사각 베이스부형의 알루미늄 합금 소재에서 불필요한 부분을 절삭 가공하여 다양한 형상으로 가공하는 방식으로 제작될 수 있다.
이때, 항공기의 부품을 가공하는 과정에서 부품의 표면에 발생되는 버(burr)를 제거하고 표면을 매끄럽게 하기 위해 그라인딩 가공이 수행될 수 있다.
그라인딩 가공은 대상이 되는 부품을 그라인딩툴에 면접촉시키고 그라인딩툴을 구동시킴으로써 연마하는 방식으로 이루어지며, 주로 수작업을 통해 이루어졌다.
그러나, 그라인딩 가공은 그라인딩 과정에서 분진 등이 발생하기 때문에 작업자의 건강 피해를 초래할 우려가 있었다. 또한, 항공기를 구성하는 부품은 대부분 대형이고 복잡한 형상을 가지고 있으므로, 부품 전체에 그라인딩툴을 접근시키기에 어려웠으므로 가공효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 항공기 부품과 같이 대형 및 복잡한 형상의 제품에 용이하게 접근 가능하여 가공효율이 향상될 수 있는 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템은, 기설정된 위치로 이동가능하고, 다관절암을 갖는 이동형 몸체 로봇, 상기 다관절암의 단부에 연결되어, 부품의 표면을 피니싱하는 그라인딩툴, 상기 그라인딩툴에 설치되어 상기 부품에 대한 상기 그라인딩툴의 압력을 측정하는 제1 센서부, 상기 그라인딩툴에 설치되어 상기 그라인딩툴에서 발생하는 온도를 측정하는 제2 센서부 및 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부 중 적어도 어느 하나의 측정신호에 따라 상기 이동형 몸체 로봇을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 그라인딩툴은, 상기 다관절암의 단부에 연결되는 지지부 및 상기 지지부에 연결되어 상기 부품의 표면을 피니싱하는 그라인딩패드를 포함할 수 있다.
상기 제2 센서부는, 상기 그라인딩패드의 일면에 형성될 수 있다.
상기 제2 센서부는, 필름 형태이거나 또는 증착되어 형성되는 박막써모커플(Thin Flim Thermocouple)일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이동형 몸체 로봇이 상기 부품의 가공면의 길이방향을 따라 이동되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 센서부로부터 수신한 측정신호를 통해 압력값을 산출하고, 산출된 압력값에 따라 상기 그라인딩툴의 위치를 조정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 센서부로부터 수신한 측정신호를 통해 온도값을 산출하고, 산출된 온도값이 기설정된 온도값 보다 높을 경우 상기 이동형 몸체 로봇에서 경보를 발생시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 공정방법은, 부품의 위치 정보에 기반하여 이동형 몸체 로봇을 기설정된 위치로 이동시키는 단계, 그라인딩툴을 이용하여 상기 부품의 표면을 피니싱하는 단계, 피니싱 과정에서 제1 센서부를 통해 상기 부품에 대한 상기 그라인딩툴의 압력을 측정하여 압력측정신호를 발생시키는 단계, 피니싱 과정에서 제2 센서부를 통해 상기 상기 그라인딩툴에서 발생하는 온도를 측정하여 온도측정신호를 발생시키는 단계 및 제어부가 상기 압력측정신호 및 상기 온도측정신호 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 상기 이동형 몸체 로봇을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피니싱하는 단계는, 상기 이동형 몸체 로봇이 상기 부품의 가공면의 길이방향을 따라 이동되면서 수행될 수 있다.
상기 제어하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 압력측정신호를 바탕으로 산출한 압력값에 따라 상기 그라인딩툴의 위치를 조정할 수 있다.
상기 제어하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 산출한 압력값 및 기설정된 압력값을 비교하여, 산출한 압력값이 기설정된 압력값보다 낮을 경우 상기 그라인딩툴을 상기 부품의 표면 방향으로 이동시키고, 산출한 압력값이 기설정된 압력값보다 높을 경우 상기 그라인딩툴을 상기 부품의 표면에서 이격되는 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 제어하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 온도측정신호를 바탕으로 산출한 온도값에 따라 상기 이동형 몸체 로봇을 제어할 수 있다.
상기 제어하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 산출한 온도값 및 기설정된 압력값을 비교하여, 산출한 온도값이 기설정된 온도값보다 높을 경우 상기 이동형 몸체 로봇에서 경보를 발생시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법은, 항공기 부품과 같이 대형 및 복잡한 형상의 제품에 용이하게 접근 가능하여 가공효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법은, 센서부를 통해 피니싱 과정에서 그라인딩툴의 압력 및 온도를 측정 및 모니터링하고 이를 바탕으로 공정을 제어함으로써, 부품의 가공품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템의 가공툴을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 가공툴의 저면을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템이 피니싱을 수행하는 대상물체인 항공 구조물이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템을 통해 부품을 피니싱하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 공정방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템의 블록도이며, 도 3은 도 1에 도시된 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템의 가공툴을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 가공툴의 저면을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템(1)은 이동형 몸체 로봇(100), 다관절암(200), 그라인딩툴(300), 제1 센서부(400) 및 제2 센서부(500)를 포함할 수 있다.
이동형 몸체 로봇(100)은 자동으로 주행가능한 로봇일 수 있다. 예를 들어, 이동형 몸체 로봇(100)은 자율이동로봇(AMR, Autonomous Mobile Robot)으로, 무인으로 주행함에 따라 기설정된 위치로 자율 이동할 수 있다. 이동형 몸체 로봇(100)은 AI, 카메라, 라이다(LiDar)센서, GPS 등 탑재된 기술을 활용하여 내재된 지도에 따라 장애물을 피해 주행하여 기설정된 목적지로 이동할 수 있다.
이때, 이동형 몸체 로봇(100)은 카메라, 라이다(LiDar)센서 등으로 인식한 데이터를 바탕으로 기설정된 목적지까지의 경로를 설정하여 자동으로 이동할 수 있다. 즉, 이동형 몸체 로봇(100)은 트랙이나 미리 설정된 경로에 의존하지 않으며, 전술한 바와 같이 탑재된 기술들을 활용하여 자동 경로 설정 및 장애물 회피가 가능하므로 자율성이 높다.
이동형 몸체 로봇(100)의 하부에는 바퀴(110)가 설치되어 바퀴(110)의 구동에 의해 이동형 몸체 로봇(100)이 이동될 수 있다. 이동형 몸체 로봇(100)에는 다관절암(200)이 설치되어 있어, 이동형 몸체 로봇(100)의 이동에 의해 다관절암(200)이 함께 운반될 수 있다.
다관절암(200)은 제1 연결부(210), 제2 연결부(220), 제1 암(230), 제2 암(240), 제3 연결부(250) 및 제4 연결부(260)를 포함할 수 있다.
제1 연결부(210)는 이동형 몸체 로봇(100)의 상부에 설치되어 다관절암(200) 전체 구조를 지지하는 역할을 할 수 있다. 제1 연결부(210)의 상단에는 제2 연결부(220)가 연결될 수 있다. 이때, 제2 연결부(220)는 제1 연결부(210)에 연결된 채 회전될 수 있다.
제1 암(230)은 제2 연결부(220) 및 제2 암(240) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 암(230)의 일단부는 제2 연결부(220)에 회전가능하게 연결되고, 제1 암(230)의 타단부는 제2 암(240)의 일단부에 회전가능하게 연결될 수 있다.
제2 암(240)은 제2 암(240) 및 제3 연결부(250) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제2 암(240)의 일단부는 제1 암(230)의 타단부에 회전가능하게 연결되고, 제2 암(240)의 타단부는 제3 연결부(250)에 회전가능하게 연결될 수 있다.
제3 연결부(250)는 T자 형으로 형성되어, 일단부에는 제2 암(240)의 타단부가 회전가능하게 연결되고, 타단부에는 제4 연결부(260)가 회전가능하게 연결될 수 있다. 이때, 제3 연결부(250)의 형태에 의해 제2 암(240)의 회전방향과 제4 연결부(260)의 회전방향은 수직할 수 있다.
제4 연결부(260)는 ㄱ자 형으로 형성되어, 일단부에는 제3 연결부(250)의 타단부가 연결되고, 타단부에는 그라인딩툴(300)이 연결될 수 있다. 예를 들어, 제4 연결부(260) 내부에는 그라인딩툴(300)을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 모터(미도시)가 설치될 수 있다.
이때, 제4 연결부(260)는 제3 연결부(250)에 회전됨에 따라 그라인딩툴(300)의 배치 각도를 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이 다관절암(200)은 이동형 몸체 로봇(100)에 설치되고 복수개의 암 및 연결부로 이루어지고, 각각을 회전시킴에 따라 다관절암(200)의 선단부에 연결된 그라인딩툴(300)을 X축, Y축, Z축 방향으로 이동시키거나, 회전시켜 배치 각도를 조절할 수 있다.
그라인딩툴(300)은 지지부(310) 및 그라인딩패드(320)를 포함할 수 있다.
지지부(310)는 다관절암(200)의 선단부에 연결되어 그라인딩패드(320)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 지지부(310)는 다관절암(200)의 제4 연결부(260)에 연결되며, 제4 연결부(260)에 설치된 모터에 의해 동력을 전달받아 회전될 수 있다. 또한, 지지부(310)에는 제1 센서부(400)가 설치될 수 있다.
그라인딩패드(320)는 지지부(310)에 연결되고, 고속으로 회전함에 따라 부품(2)의 표면을 피니싱(Finishing)하여 버(burr)를 제거할 수 있다. 이때, 피니싱(Finishing)이란 가공물 표면에 숫돌를 접촉시켜 진동을 줌으로써 고정도의 표면을 얻는 것으로, 본 발명에서는 그라인딩패드(320)를 통해 부품(2) 표면을 정밀 그라인딩(Grinding)함으로써 수행할 수 있다. 또한, 다관절암(200)에 의해 그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면을 따라 이동하면서, 부품(2)에 형성된 버(burr)를 제거할 수 있다.
그라인딩패드(320)의 하면에는 중심부를 기준으로 방사형으로 연장된 복수개의 패턴으로 이루어진 제2 센서부(500)가 설치될 수 있다. 한편, 그라인딩패드(320)의 하부에는 그라인딩시트(미도시)가 추가로 부착될 수 있다. 예를 들어, 그라인딩시트는 사포와 같이 거친 표면을 갖는 시트로 형성되고 그라인딩패드(320)의 하면에 접착제를 통해 부착될 수 있다. 이러한 그라인딩시트는 부품(2)의 표면에 직접적으로 접촉하여 부품(2) 표면을 그라인딩할 수 있다. 이때, 그라인딩시트에 의해 제2 센서부(500)가 외부로 노출되는 것이 방지되어 스크래치 등에 의해 파손되는 것이 방지될 수 있다.
제1 센서부(400)는 그라인딩툴(300)에 설치되어 부품(2)에 대한 그라인딩툴(300)의 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서부(400)는 지지부(310)에 설치될 수 있다. 또한, 제1 센서부(400)는 압력측정신호를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면을 따라 이동하면서 피니싱을 수행하는 동안, 제1 센서부(400)는 부품(2)에 대한 그라인딩툴(300)의 압력을 실시간으로 검출할 수 있다.
제2 센서부(500)는 그라인딩툴(300)에 설치되어 그라인딩툴(300)에서 발생하는 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서부(500)는 그라인딩패드(320)의 하면에 형성될 수 있다. 다른 예로, 제2 센서부(500)는 필름형태로 형성되거나 또는 증착공정에 의해 형성되는 박막형 온도센서일 수 있으며, 박막써모커플(Thin Flim Thermocouple)일 수 있다. 또한, 제2 센서부(500)는 온도측정신호를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면을 따라 이동하면서 피니싱을 수행하는 동안, 제2 센서부(500)는 그라인딩툴(300)의 온도를 실시간으로 검출할 수 있다.
제어부(600)는 유/무선 통신을 통해 이동형 몸체 로봇(100), 제1 센서부(400) 및 제2 센서부(500)와 연결될 수 있다.
제어부(600)는 부품(2)의 위치 정보에 기반하여 이동형 몸체 로봇(100)을 기설정된 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 제어부(600)는 제1 센서부(400) 및 제2 센서부(500)로부터 측정신호를 수신하고, 이를 기반으로 이동형 몸체 로봇(100)을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 제1 센서부(400)로부터 수신한 측정신호를 통해 압력값을 산출하고, 산출된 압력값에 따라 그라인딩툴의 위치를 조정할 수 있다. 다른 예로, 제어부(600)는 제2 센서부(500)로부터 수신한 측정신호를 통해 온도값을 산출하고, 산출된 온도값이 기설정된 온도값 보다 높을 경우 이동형 몸체 로봇(100)에서 경보를 발생시키도록 제어할 수 있다.
도 5는 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템이 피니싱을 수행하는 대상물체인 항공 구조물이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템을 통해 부품을 피시닝하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 5를 참고하면, 항공 구조물(1)은 복수개의 부품(2)으로 이루어진 구조물일 수 있다. 예를 들어, 항공 구조물(1)은 항공기의 날개 및 꼬리날개 등을 구성할 수 있다. 다른 예로, 항공 구조물(1)의 가로방향 길이는 9m ~ 16m로 길게 형성될 수 있다. 이때, 항공 구조물(1)의 가로방향으로 배치되는 부품(2)의 경우 항공 구조물(1)의 길이와 대응되게 길게 형성될 수 있다.
도 6을 참고하면, 이동형 몸체 로봇(100)이 항공 구조물(1)에 사용되는 부품(2)에 근접하게 이동할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 부품(2)의 위치 정보에 기반하여 이동형 몸체 로봇(100)을 기설정된 위치로 이동시킬 수 있다. 이때, 제어부(600)는 다관절암(200)을 제어하여 그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면에 접촉되도록 하여, 부품(2) 표면에 피니싱을 수행할 수 있다.
도 7을 참고하면, 이동형 몸체 로봇(100)은 부품(2)의 길이 방향을 따라 이동하면서 피니싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 그라인딩툴(300)을 부품(2)의 표면에 접촉시킨 후, 이동형 몸체 로봇(100)가 부품(2)의 가공면의 길이방향을 따라 이동되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면에 접촉한 채 부품(2)의 길이방향을 따라 이동됨으로써 부품(2)의 표면 전체를 균일하게 연마 처리할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 공정방법의 순서도이다.
도 8을 참고하여, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템(10)의 구성을 바탕으로 부품(2)의 피니싱 공정방법에 대해 설명한다.
이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 공정방법은 이동형 몸체 로봇을 기설정된 위치로 이동시키는 단계(S100), 부품의 표면을 피니싱하는 단계(S200), 압력측정신호를 발생시키는 단계(S300), 온도측정신호를 발생시키는 단계(S400), 이동형 몸체 로봇을 제어하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
먼저, 부품의 위치 정보에 기반하여 이동형 몸체 로봇을 기설정된 위치로 이동시킬 수 있다(S100). 구체적으로, 부품(2)의 위치 정보에 기반하여, 부품(2)과 근접한 위치를 주행목적지로 설정할 수 있다. 예를 들어, 주행목적지는 제어부(600)에 의해 자동으로 설정되거나 혹은 사용자가 직접 설정할 수 있다. 이에 따라, 이동형 몸체 로봇(100)이 기설정된 위치로 이동됨으로써 부품(2)에 근접할 수 있다.
이후, 그라인딩툴을 이용하여 부품의 표면을 피니싱할 수 있다(S200). 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 제어부(600)는 다관절암(200)을 제어하여 그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면에 접촉되도록 함으로써 부품(2) 표면에 피니싱을 수행할 수 있다. 다관절암(200)은 다수개의 암 및 연결부를 통해 그라인딩툴(300)을 X축, Y축, Z축 방향으로 이동시키거나, 회전시켜 부품(2) 표면에 대한 배치 각도를 조절할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(600)는 이동형 몸체 로봇(100)가 부품(2)의 가공면의 길이방향을 따라 이동되도록 제어하여, 그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면에 접촉한 채 부품(2)의 길이방향을 따라 피니싱을 수행할 수 있도록 한다.
이후, 피니싱 과정에서 제1 센서부를 통해 부품에 대한 그라인딩툴의 압력을 측정하여 압력측정신호를 발생시킬 수 있다(S300). 구체적으로, 그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면을 따라 이동하면서 피니싱을 수행하는 동안, 제1 센서부(400)는 부품(2)에 대한 그라인딩툴(300)의 압력을 실시간으로 검출할 수 있다. 이때, 제1 센서부(400)는 압력측정신호를 발생시키고 이를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
한편, 압력측정신호를 발생시키는 단계(S300)와 동시에, 피니싱 과정에서 제2 센서부를 통해 그라인딩툴에서 발생하는 온도를 측정하여 온도측정신호를 발생시킬 수 있다(S400). 구체적으로, 그라인딩툴(300)이 부품(2)의 표면을 따라 이동하면서 피니싱을 수행하는 동안, 제2 센서부(500)는 그라인딩툴(300)의 온도를 실시간으로 검출할 수 있다. 이때, 제2 센서부(500)는 온도측정신호를 발생시키고 이를 제어부(600)로 전송할 수 있다.
이후, 제어부가 압력측정신호 및 온도측정신호 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 이동형 몸체 로봇(100)을 제어할 수 있다(S500). 구체적으로, 제어부(600)는 제1 센서부(400) 및 제2 센서부(500)로부터 압력측정신호 및 온도측정신호를 수신하고, 이를 기반으로 이동형 몸체 로봇(100)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(600)는 제1 센서부(400)로부터 수신한 압력측정신호를 통해 압력값을 산출하고, 산출된 압력값에 따라 그라인딩툴(300)의 위치를 조정할 수 있다. 이때, 제어부(600)는 산출한 압력값 및 기설정된 압력값을 비교하여, 산출한 압력값이 기설정된 압력값보다 낮을 경우 그라인딩툴(300)을 부품(2)의 표면 방향으로 이동시키고, 산출한 압력값이 기설정된 압력값보다 높을 경우 그라인딩툴(300)을 부품(2)의 표면에서 이격되는 방향으로 이동시킬 수 있다.
즉, 산출된 압력값이 기설정된 압력값보다 낮으면 그라인딩툴(300)을 부품(2)의 표면에 밀착시켜 그라인딩툴(300)의 압력을 기설정된 압력값까지 상승시키고, 산출된 압력값이 기설정된 압력값보다 높으면 그라인딩툴(300)의 높이를 상승시켜 그라인딩툴(300)의 압력을 기설정된 압력까지 하강시킴으로써, 피니싱 공정동안 부품(2)에 가해지는 그라인딩툴(300)의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
다른 예로, 제어부(600)는 제2 센서부(500)로부터 수신한 온도측정신호를 통해 온도값을 산출하고, 산출된 온도값에 따라 이동형 몸체 로봇(100)을 제어할 수 있다.
이때, 제어부(600)는 산출한 온도값 및 기설정된 압력값을 비교하여, 산출한 온도값이 기설정된 온도값보다 높을 경우 이동형 몸체 로봇(100)에서 경보를 발생시키도록 제어할 수 있다.
즉, 산출한 온도값이 기설정된 온도값보다 높을 경우 이동형 몸체 로봇(100)에서 경보를 발생시킴으로써 사용자에게 현재상태를 인지시킬 수 있다. 이때, 그라인딩툴(300)의 그라인딩패드(320)를 교체해주거나 혹은 그라인딩툴(300)에 냉각제를 공급하여 온도를 낮출 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템 및 피니싱 공정방법은, 항공기 부품과 같이 대형 및 복잡한 형상의 제품에 용이하게 접근 가능하여 가공효율이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 센서부를 통해 피니싱 과정에서 그라인딩툴의 압력 및 온도를 측정 및 모니터링하고 이를 바탕으로 공정을 제어할 수 있어 부품의 가공품질이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템
1: 항공 구조물 2: 부품
100: 이동형 몸체 로봇 110: 바퀴
200: 다관절암 210: 제1 연결부
220: 제2 연결부 230: 제1 암
240: 제2 암 250: 제3 연결부
260: 제4 연결부
300: 그라인딩툴 310: 지지부
320: 그라인딩패드 400: 제1 센서부
500: 제2 센서부 600: 제어부

Claims (13)

  1. 기설정된 위치로 자율 이동가능하고, 다관절암을 갖는 이동형 몸체 로봇;
    상기 다관절암의 단부에 연결되어, 부품의 표면을 피니싱하는 그라인딩툴;
    상기 그라인딩툴에 설치되어 상기 부품에 대한 상기 그라인딩툴의 압력을 측정하는 제1 센서부;
    상기 그라인딩툴에 설치되어 상기 그라인딩툴에서 발생하는 온도를 측정하는 제2 센서부; 및
    상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부 중 적어도 어느 하나의 측정신호에 따라 상기 이동형 몸체 로봇을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 그라인딩툴은,
    상기 다관절암의 단부에 연결되는 지지부; 및
    상기 지지부에 연결되어 상기 부품의 표면을 피니싱하는 그라인딩패드를 포함하며,
    상기 제2 센서부는,
    필름 형태이거나 또는 증착되어 형성되는 박막써모커플(Thin Flim Thermocouple)이고,
    상기 그라인딩패드의 하면에 형성되되, 상기 하면의 중심부를 기준으로 방사형으로 연장된 복수의 개의 패턴으로 이루어지며,
    상기 그라인딩패의 하면에는 그라인딩 시트가 부착되고,
    상기 제어부는,
    상기 제2 센서부로부터 수신한 측정신호를 통해 온도값을 산출하고, 산출된 온도값이 기설정된 온도값 보다 높을 경우 상기 그라인딩툴에 냉각제를 공급하여 온도를 낮추도록 상기 이동형 몸체 로봇에서 경보를 발생시키도록 제어하며,
    상기 이동형 몸체 로봇이 상기 부품의 가공면의 길이방향을 따라 이동하면서 피니싱을 수행하도록 제어하되, 상기 그라인딩툴을 상기 부품의 표면에 접촉시킨 후, 상기 이동형 몸체 로봇이 상기 부품의 가공면의 길이 방향을 따라 이동되도록 제어하는 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서부로부터 수신한 측정신호를 통해 압력값을 산출하고, 산출된 압력값에 따라 상기 그라인딩툴의 위치를 조정하는 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 시스템.
  7. 삭제
  8. 부품의 위치 정보에 기반하여 이동형 몸체 로봇을 기설정된 위치로 자율 이동시키는 단계;
    그라인딩툴을 이용하여 상기 부품의 표면을 피니싱하는 단계;
    피니싱 과정에서 제1 센서부를 통해 상기 부품에 대한 상기 그라인딩툴의 압력을 측정하여 압력측정신호를 발생시키는 단계;
    피니싱 과정에서 제2 센서부를 통해 상기 그라인딩툴에서 발생하는 온도를 측정하여 온도측정신호를 발생시키는 단계; 및
    제어부가 상기 압력측정신호 및 상기 온도측정신호 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 상기 이동형 몸체 로봇을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 그라인딩툴은,
    다관절암의 단부에 연결되는 지지부; 및
    상기 지지부에 연결되어 상기 부품의 표면을 피니싱하는 그라인딩패드를 포함하며,
    상기 제2 센서부는,
    필름 형태이거나 또는 증착되어 형성되는 박막써모커플이고,
    상기 그라인딩패드의 하면에 형성되되, 상기 하면의 중심부를 기준으로 방사형으로 연장된 복수의 개의 패턴으로 이루어지며,
    상기 그라인딩패의 하면에는 그라인딩 시트가 부착되고,
    상기 피니싱하는 단계는,
    상기 이동형 몸체 로봇이 상기 부품의 가공면의 길이방향을 따라 이동되면서 피니싱이 수행되되, 상기 그라인딩툴을 상기 부품의 표면에 접촉시킨 후, 상기 이동형 몸체 로봇이 상기 부품의 가공면의 길이 방향을 따라 이동되며,
    상기 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 온도측정신호를 바탕으로 산출한 온도값 및 기설정된 온도값을 비교하여, 산출한 온도값이 기설정된 온도값보다 높을 경우 상기 그라인딩툴에 냉각제를 공급하여 온도를 낮추도록 상기 이동형 몸체 로봇에서 경보를 발생시키도록 제어하는 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 공정방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 압력측정신호를 바탕으로 산출한 압력값에 따라 상기 그라인딩툴의 위치를 조정하는 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 공정방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 산출한 압력값 및 기설정된 압력값을 비교하여, 산출한 압력값이 기설정된 압력값보다 낮을 경우 상기 그라인딩툴을 상기 부품의 표면 방향으로 이동시키고, 산출한 압력값이 기설정된 압력값보다 높을 경우 상기 그라인딩툴을 상기 부품의 표면에서 이격되는 방향으로 이동시키는 이동형 몸체 로봇 기반 부품 피니싱 공정방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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