KR20040040202A - 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기 - Google Patents

3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기 및 미세 부품 가공기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 미세 운동기는, 프리스마틱 플렉서블 조인트들에 레벌루트 플렉서블 조인트로 연결된 두 개의 아암과, 프리스마틱 플렉서블 조인트들에 유니버설 플렉서블 조인트로 연결된 하나의 아암이 플랫폼에 유니버설 플렉서블 조인트로 연결되고, 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트가 각각 수직 방향으로 상하운동이 가능하여, 3자유도 운동이 가능하다. 본 발명에 따른 미세 운동기에 따르면, 종래의 병렬기구들에 비해 비교적 구조가 간단하면서도 강성이 크고, 관성이 작으며, 비용이 저렴하면서도 높은 정밀도와 높은 기동성을 갖는다. 이러한 특성을 갖는 미세 운동기의 병렬기구를 미세 부품 가공기에 적용하고, 미세 부품의 가공에 적합한 절삭, 방전가공, 레이저 가공 등의 공정 중의 하나를 채용하여 상기 3자유도 병렬기구의 플랫폼에 공구부 또는 소재 테이블을 위치시킴으로써, 상기한 병렬기구의 장점들과 함께, 작업공간이 비교적 크고, 다양한 형상의 3차원 미세 부품을 가공할 수 있는 장점을 더 가지는 미세 부품 가공기를 설계하는 것이 가능하다.

Description

3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기 {Micro-Motion Machine and Micro-Element Fabricating Machine Using 3 Degree of Freedom Parallel Mechanism}
본 발명은 정밀기계 및 정밀 가공 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3자유도병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기에 관한 것이다.
최근의 마이크로 구조물의 제어 및 가공 기술에서의 발전은 보다 작은 기계의 개발을 가능하게 하였다. 수mm이하의 크기를 가진 마이크로 로봇, 마이크로 모터, 마이크로 센서 또는 마이크로 펌프 등이 개발되어 왔고, 이러한 기계들을 총칭하는 "마이크로 머신"이라는 단어는 일반적으로 쓰이게 되었다. 이러한 마이크로 머신의 상용화를 위해 초미세 기계 부품의 가공 기술에 대한 개발의 필요가 더욱 크게 요구되고 있다.
한편, 종래와 같이 거대한 공작기계를 이용하여 미세 기계 부품을 가공하는 것보다, 작은 부품은 작은 기계로 가공하는 것이 에너지, 재료, 공간 및 비용 등의 면에서 훨씬 유리하다는 판단에 따라, 책상 위에서도 구현될 수 있는 작은 기계들로 구성된 "마이크로 팩토리"라는 개념이 등장하게 되었다. "마이크로 팩토리"는 마이크로 선반, 마이크로 밀링머신, 마이크로 프레스 머신 및 마이크로 이송기계 등이 책상 넓이 정도의 공간에서 미세 기계 부품을 생산하기 위한 생산라인을 구성한다.
"마이크로 팩토리"를 구현하기 위해서는 이를 구성하는 개별 마이크로 머신들의 부품을 제작하는 가공기술과 마이크로 머신의 동작을 정밀하게 제어할 수 있는 기술의 개발이 크게 요구되었으며, 기존의 대형 선반, 머시닝 센터 및 밀링머신 등의 구조를 그대로 축소하는 것만으로는 마이크로 머신을 개발하는 데에 한계가 드러나게 되었다.
이러한 한계를 극복하기 위하여, 종래에 고정밀도, 고강성, 고속, 간결한 구조 및 기동성 등의 장점 때문에 초정밀 위치 결정기구로의 응용을 위해 많은 연구가 이루어져 온 병렬기구를 마이크로 머신에 적용하려는 시도가 이루어지게 되었다. 종래에 초정밀 위치 결정 기구에 응용된 병렬기구로서 미국 특허 제4,819,496호, 제5,476,357호, 제5,511,931호 및 제6,327,026호에 개시된 6개의 신장 가능한 링크로 구성되는 6자유도 병렬기구들이 있다. 이러한 6자유도 병렬기구들은 복잡한 구조로 인해 기구학적 해석과 설계가 어려우며, 비교적 작업 공간이 작고, 기동성이 적다는 문제가 있어왔다.
도 1에는 종래의 6자유도 병렬기구에 비하여 구조가 간단하면서도 기동성이 큰 3차원 병렬기구의 사시도가 도시되어 있다(신준 류 등., 새로운 공간의 3자유도 병렬기구의 해석, IEEE 로봇공학 및 자동화 회보, 2001년, 제17권, 제6호, 959쪽~968쪽(Xin-Jun Liu, et al., On the Analysis of a New Spatial Three Degrees of Freedom Parallel Manipulator, IEEE Transactions on Robotics and Automation, Vol.17, No.6, pp.959-968, 2001))
도 1에 도시된 바와 같이, 수직하게 세워진 3개의 칼럼(5, 6, 7) 상에서 각각 직선운동 하는 3개의 슬라이더(8, 10, 12)와, 상기 슬라이더에 각각 일단이 연결되는 3개의 아암(1, 2, 3)과, 하나의 플랫폼(4)으로 구성되는 3자유도병렬기구이다. 이중에서 제1 아암(1)과 제2 아암(2)은 그 구성이 동일하다. 상기 제1 아암(1)과 제2 아암(2)의 일단은 상기 플랫폼(4)에 각각 유니버설 조인트(15, 17)로 연결되고, 타단은 각각 슬라이더(8, 10)에 레벌루트 조인트(9, 11)로 연결된다. 제3 아암(3)은 레벌루트 조인트들로 연결된 평면 평행사변형 모양의 4절 링크로 구성된다. 상기 제3 아암(3)의 단변 측은 레벌루트 조인트(20)에 의해 상기 플랫폼(4)으로 연결되고, 상기 단변 측에 마주보는 단변 측은 레벌루트 조인트(13)에 의해 상기 슬라이더(12)로 연결된다. 한편, 상기 플랫폼(4)에 연결되는 유니버설 조인트들(15, 17)은 두 개의 직교하는 레벌루트 조인트(revolute joint)로 대체하는 것이 가능하다.
상기 3자유도 병렬기구를 구동하는 수단은 상기 슬라이더(8, 10, 12)와 상기 칼럼(5, 6, 7)의 상대운동을 가능하게 하는 구동수단이다.
위와 같은 구성과 구동수단을 구비하는 병렬기구의 3자유도 운동은 다음과 같이 구현된다.
상기 제1 아암 및 제2 아암은 z축에 대해 직선운동이 가능한 프리스마틱 조인트(prismatic joint) 및 x축을 기준으로 하는 레벌루트 조인트에 의해 상단이 상기 제1 및 제2 칼럼에 각각 연결되어 있고, x축과 y축을 기준으로 하는 유니버설 조인트에 의해 하단이 상기 플랫폼으로 연결되어 있다. 따라서 상기 제1 및 제2 아암은 x축 방향으로의 직선 변위 및 z축을 중심으로 하는 회전은 제한된다.
그리고 상기 제3 아암은 y축에 평행한 평면상에 존재하는 평행사변형 모양의 4절 링크로써, z축에 대해 직선운동이 가능한 프리스마틱 조인트 및 y축을 기준으로 하는 레벌루트 조인트에 의해 상단이 상기 제3 칼럼에 연결되어 있고, y축을 기준으로 하는 레벌루트 조인트에 의해 하단이 상기 플랫폼에 연결되어 있다. 따라서 x축 및 z축을 중심으로 하는 회전은 제한된다.
제1, 제2 및 제3 아암이 연결된 상기 슬라이더들(8, 10, 12)의 상하방향 직선운동의 조합에 의해 상기 플랫폼은 x축 방향의 직선 운동, x축 및 z축을 중심으로 하는 회전 운동이 제한되고, y축 및 z축 방향의 직선운동과 y축 주위로의 회전운동이 가능하게된다. y축 주위로의 회전운동은 작업공간 내에서 ±50°까지 가능하다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기구학적 해석과 설계가 용이하며, 기동성이 높은 3자유도 병렬기구를 적용하여 정밀도가 높고 작업공간이 큰 미세 운동기와, 정밀도가 높고 작업공간이 크며 다양한 형태의 미세 부품을 가공할 수 있는 미세 부품 가공기를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 이용된 3자유도 병렬기구를 도시한 사시도.
도 2는 플렉서블 조인트(flexible joint)를 이용하여 구현한 본 발명에 따른 미세 운동기를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 미세 부품 가공기의 제1 실시예를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 미세 부품 가공기의 제2 실시예를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 미세 부품 가공기에 있어서의 설계 사양을 표시한 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 제1 아암2: 제2 아암
3: 제3 아암4: 플랫폼
5: 제1 칼럼6: 제2 칼럼
7: 제3 칼럼8: 제1 슬라이더
9: 레벌루트 조인트10: 제2 슬라이더
11: 레벌루트 조인트12: 제3 슬라이더
13: 레벌루트 조인트15: 유니버설 조인트
17: 유니버설 조인트20: 레벌루트 조인트
21: 소재 테이블22: 공구부
23: 소재30: 미세 운동기
31: 제1 아암32: 제2 아암
33: 제3 아암34: 플랫폼
35: 제1 칼럼36: 제2 칼럼
37: 제3 칼럼
38, 40, 42: 프리스마틱 플렉서블 조인트
39, 41: 레벌루트 플렉서블 조인트
43, 45, 47, 50: 유니버설 플렉서블 조인트
44, 46, 48: 압전 소자51: 연결 블록
60, 90: 미세 부품 가공기
상기와 같은 본 발명의 목적은, 수직방향으로 운동이 가능한 3개의 프리스마틱 플렉서블 조인트, 일단이 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트에 연결된 3개의 아암 및 상기 아암들의 타단에 연결된 하나의 플랫폼으로 구성되는 3자유도 병렬기구로서, 상기 3개의 아암 중 제1 아암과 제2 아암은, 각각 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트 중 제1 프리스마틱 플렉서블 조인트 및 제2 프리스마틱 플렉서블 조인트의 상단에 레볼루트 플렉서블 조인트로 연결되고, 상기 플랫폼에 하방으로부터 유니버설 플렉서블 조인트로 연결되며, 상기 3개의 아암 중 제3 아암은 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트 중 제3 프리스마틱 플렉서블 조인트의 상단 연결부에 측방으로부터 유니버설 플렉서블 조인트로 연결되고, 상기 플랫폼에 측방으로부터 유니버설 플렉서블 조인트로 연결되는 3자유도 마이크로 운동기를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 3자유도 마이크로 운동기는, 상기 3개의 프리스마틱 플렉서블조인트를 각각 수직 방향으로 운동 가능하게 하는 구동수단 및 상기 구동수단을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한 상기와 같은 본 발명의 목적은, 수직하게 세워진 3개의 칼럼 상을 각각 움직일 수 있는 3개의 슬라이더, 상기 각각의 슬라이더들에 그 일단이 각각 연결되는 3개의 아암 및 상기 아암들의 타단에 연결되는 플랫폼으로 구성되는 3자유도 병렬기구로써, 제1 아암과 제2 아암은 각각 상기 플랫폼에 유니버설 조인트로 연결되고, 각각 제1 슬라이더와 제2 슬라이더에 레벌루트 조인트로 연결되며, 제3 아암은 평면 4절 링크로 구성되고, 레벌루트 조인트에 의해 상기 플랫폼으로 연결되고, 레벌루트 조인트에 의해 제3 슬라이더에 연결되어 상기 플랫폼의 3자유도 운동이 가능한 3자유도 병렬기구, 상기 플랫폼에 설치되는 공구부, 및 상기 플랫폼의 아래쪽에 설치되는 소재 테이블로 구성되고, 상기 소재 테이블은 회전이 가능하고 소정의 방향으로 직선운동이 가능한 3자유도 병렬기구를 이용한 5자유도 미세 부품 가공기를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 3개의 슬라이더가 각각 칼럼 상에서 움직일 수 있도록 3개의 직선운동 구동수단이 구비되고, 상기 소재 테이블의 회전을 위한 회전운동 구동수단 및 소재 테이블의 직선운동을 위한 구동수단이 구비되어, 상기 5개의 구동수단들과 상기 공구부에 설치되는 공구를 제어부에서 제어함으로써 상기 소재 테이블에 고정되는 소재로부터 3차원 형상의 미세 부품을 가공할 수 있는 것이 바람직하다.
또한 상기와 같은 본 발명의 목적은, 수직하게 세워진 3개의 칼럼 상을 각각 움직일 수 있는 3개의 슬라이더, 상기 각각의 슬라이더들에 그 일단이 각각 연결되는 3개의 아암 및 상기 아암들의 타단에 연결되는 플랫폼으로 구성되는 3자유도 병렬기구로써, 제1 아암과 제2 아암은 각각 상기 플랫폼에 유니버설 조인트로 연결되고, 각각 제1 슬라이더와 제2 슬라이더에 레벌루트 조인트로 연결되며, 제3 아암은 평면 4절 링크로 구성되고, 레벌루트 조인트에 의해 상기 플랫폼으로 연결되고, 레벌루트 조인트에 의해 제3 슬라이더에 연결되어 상기 플랫폼의 3자유도 운동이 가능한 3자유도 병렬기구, 상기 3자유도 병렬기구의 플랫폼에 위치하는 소재 테이블, 및 상기 소재 테이블에 놓이는 소재를 가공할 수 있는 공구가 구비된 공구부로 구성되고, 상기 공구부는 회전이 가능하고 소정의 방향으로 직선운동이 가능한 3자유도 병렬기구를 이용한 5자유도 미세 부품 가공기를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 3개의 슬라이더가 각각 칼럼 상에서 움직일 수 있도록 3개의 직선운동 구동수단이 구비되고, 상기 공구부의 회전을 위한 회전운동 구동수단 및 공구부의 직선운동을 위한 구동수단이 구비되어, 상기 5개의 구동수단들과 상기 공구부에 설치되는 공구를 제어부에서 제어함으로써 상기 소재 테이블에 고정되는 소재로부터 3차원 형상의 미세 부품을 가공할 수 있는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2에는 플렉서블 조인트(flexible joint)를 이용하여 구현한 본 발명에 따른 미세 운동기(30)의 사시도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 운동기(30)는, 각각 수직 방향의 운동이 가능한 세 개의 프리스마틱 플렉서블 조인트(38, 40, 42), 각각 일단이 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트(38, 40, 42)에 연결되는 세 개의 아암(31, 32, 33), 및 상기 아암(31, 32, 33)들의 타단에 연결되는 플랫폼(34)으로 구성된다.
상기 아암들 중 제1 및 제2 아암(31, 32)은 일단이 각각 상기 제1 및 제2 프리스마틱 플렉서블 조인트(38, 40)의 상단에 레볼루트 플렉서블 조인트(39, 41)로 연결된다. 그리고 타단은 각각 상기 플랫폼(34)의 하방으로부터 유니버설 플렉서블 조인트(45, 47)로 연결된다.
제3 아암은 일단이 상기 플랫폼의 측부에 유니버설 플렉서블 조인트(50)로 연결되고 타단은 제3 프리스마틱 조인트(42) 상의 연결 블록(51)의 측부에 유니버설 플렉서블 조인트(43)로 연결된다.
본 발명에 따른 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기는, 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트(38, 40, 42)를 수직방향으로 운동하도록 하는 직선운동 구동수단(44, 46, 48)과, 상기 직선운동 구동수단(44, 46, 48)들을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 미세 운동기(30)는 그 움직임이 ㎛ 단위로 이루어지므로 구동수단으로 압전 소자를 이용하는 것이 적합하다. 압전 소자는 전압에 따라 수십㎚의 정밀한 제어와 수십㎱의 빠른 응답 속도를 가지므로 마이크로 머신의 구동수단으로 사용되기에 알맞은 특성을 가지고 있다. 다만, 스트로크에 있어서는 길이 방향으로 0.1% 정도의 변위를 발생시키는데, 변위가 작은 한계를 극복하기 위해서 압전 소자를 적층하여 사용하고 변위 확대 기구를 사용하는 방법으로 이러한 단점을 극복할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 압전 소자들(44, 46, 48)은 각각 칼럼(35, 36, 37)에 설치되어 그 신축 여부에 따라 프리스마틱 플렉서블 조인트(38, 40, 42)들이 수직방향으로 운동하게 되고 이 운동들이 제어부(미도시)에 의하여 제어됨으로써 상기 플랫폼(34)의 3자유도 운동이 구현된다.
도 3에는 본 발명에 따른 미세 부품 가공기의 제1 실시예(60)의 사시도가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 부품 가공기의 제1 실시예(60)는 앞서 설명한 3자유도 병렬기구를 이용하여 미세 부품의 가공이 가능하도록 구성한 것으로, 상기 3자유도 병렬기구의 플랫폼(4)에 공구부(22)가 설치되고, 상기 플랫폼(4)의 아래쪽에 소재 테이블(21)이 설치되는 구성을 가지고 있다. 상기 소재 테이블(21)은 z축을 중심으로 하는 회전운동과 x축 방향으로의 직선운동이 가능하다(화살표 참조).
상기 제1 실시예의 미세 부품 가공기(60)는 상기 병렬기구에 의해 공구가 3자유도의 운동이 가능하고, 상기 소재 테이블(21)에 의해 전후방 직선운동과 회전운동의 2자유도 운동이 가능하여, 전체적으로 5자유도를 가지게 된다.
상기 제1 실시예의 미세 부품 가공기(60)의 구동을 위해서는, 3자유도 병렬기구의 슬라이더들(8, 10, 12)을 각각 직선으로 구동하는 3개의 구동수단, 상기 소재 테이블(21)의 회전을 위한 구동수단 및 상기 소재 테이블(21)의 직선 운동을 위한 구동수단의 총 5개의 구동수단이 필요하다. 상기 5개의 구동수단과 공구부(22)에 설치되는 공구를 제어부(미도시)에서 각각 제어함으로써 상기 소재 테이블(21)에 고정되는 소재(23)로부터 3차원 형상의 미세 부품의 가공이 가능하게 된다.
도 4에는 본 발명에 따른 미세 부품 가공기(90)의 제2 실시예의 사시도가 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 실시예의 미세 부품 가공기 역시, 도 1에 도시된 3자유도 병렬기구를 이용하여 미세 부품의 가공이 가능하도록 구성한 것이다. 제1 실시예에서와는 달리 상기 3자유도 병렬기구를 뒤집어 놓고 플랫폼(4) 상에 소재 테이블(21)을 위치시키고, 도면의 x축 방향으로의 직선운동과 x축에 대해 회전운동이 가능한 공구부(22)가 설치된다.
상기 제2 실시예의 미세 부품 가공기(90)는 상기 병렬기구에 의해 소재 테이블(21)의 3자유도 운동이 가능하고, 상기 공구부(22)가 x축 방향으로의 직선운동과 x축에 대한 회전운동의 2자유도 운동이 가능하여, 전체적으로 5자유도를 가지게 된다.
상기 제2 실시예의 미세 부품 가공기(90)의 구동을 위해서는, 3자유도 병렬기구의 슬라이더를 각각 직선으로 구동하는 3개의 구동수단, 상기 공구부의 회전을 위한 구동수단 및 공구부의 직선 운동을 위한 구동수단의 총 5개의 구동수단이 필요하다. 상기 5개의 구동수단과 공구부에 설치되는 공구를 제어부(미도시)에서 각각 제어함으로써 소재 테이블(21)에 고정되는 소재(23)로부터 3차원 형상의 미세 부품의 가공이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 미세 부품 가공기(60, 90)의 구동수단으로는 기어나 볼스크류와 연동되는 모터, 리니어 모터, 압전 소자(piezoelectric element) 등 정밀한 위치 제어에 적합한 여러 가지 구동수단이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 미세 부품 가공기(60, 90)에 있어서 가공 방법은 한정되지 않으며, 앞서 설명한 제1 및 제2 실시예의 미세 부품 가공기의 공구부(22)에는 채택되는 가공 방법에 따라, 기계적인 가공을 가능하게 하는 절삭공구와 스핀들, 레이저 가공 장비의 광학계 또는 마이크로 방전가공(Electro-Discharge Machining: EDM)의 전극(electrode) 등이 설치될 수 있다.
병렬기구를 이용하는 기계를 설계할 때 반드시 고려되는 사항은 작업공간 내에서 특이점이 없도록 하여야 한다는 것이다. 본 발명에 따른 미세 부품 가공기의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 상기 미세 부품 가공기의 설계조건으로 ① 작업공간 내에서 특이점을 갖지 않을 것, ② 작업공간의 크기가 도 5에 도시된 것과 같이 직경 4mm×높이 4mm이상이 될 것, ③ 3자유도 병렬기구의 크기가 도 5에 도시된 것과 같이 제1 및 제2 칼럼간의 거리 28.0mm, 제3 칼럼으로부터 제1 및 제2 칼럼을 잇는 수평선에 이르는 수직선의 길이 14.0mm, 제1 및 제2 아암의 길이 15.5mm 및 기계원점에 위치할 때 제1 아암 또는 제2 아암이 칼럼에 고정되는 높이로부터 작업공간의 상단에 이르는 거리 13.8mm일 것, ④ 상기 플랫폼의 y축 주위로의 회전이 ±50°까지 가능할 것으로 정한 경우를 고려한다. 이러한 설계조건에 따라 역기구학(inverse kinematics) 및 자코비안 해석(Jacobian analysis)을 거치면, 상기 슬라이더(8, 10)의 스트로크는 z축에 대해 -6.2mm에서 1.6mm의 범위로 결정되고, 상기 슬라이더(12)의 스트로크는 z축에 대해 -12.3mm에서 1.6mm의 범위로 결정된다. 즉, 상기한 설계 조건 하에서 상기 슬라이더들(8, 10, 12)을 상기 범위 내로 구동하는 경우 작업공간 내에서 특이점을 피할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 비교적 간단한 구조를 가지면서도 기동성이 뛰어나 마이크로 머신으로 제작할 때에 유리한 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기가 제안되었다.
상기 미세 운동기는 압전소자와 플렉서블 조인트로 구현됨으로써, 강성, 위치 정밀도 및 정확도가 높다는 병렬기구가 갖는 장점들을 더욱 크게 하며, 다양한 작업이 가능하고, 간단한 구조를 갖는다는 이점을 갖는다.
상기 미세 부품 가공기는 상기 3자유도 병렬기구를 채용하여 강성, 위치 정밀도 및 정확도가 높다는 병렬기구가 갖는 장점뿐만 아니라, 플랫폼의 회전이 ±50°까지 가능하여 3차원 형상의 미세 부품의 정밀 가공도 가능하고, 작업공간이 넓으면서 동시에 작업공간 내에서 특이점을 피할 수 있으며, 간단한 구조로 인해 설계가 용이하다는 이점을 갖는다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 수직방향으로 운동이 가능한 3개의 프리스마틱 플렉서블 조인트, 일단이 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트에 연결된 3개의 아암 및 상기 아암들의 타단에 연결된 하나의 플랫폼으로 구성되는 미세 운동기로서,
    상기 3개의 아암 중 제1 아암과 제2 아암은, 각각 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트 중 제1 프리스마틱 플렉서블 조인트 및 제2 프리스마틱 플렉서블 조인트의 상단에 레볼루트 플렉서블 조인트로 연결되고, 상기 플랫폼에 하방으로부터 유니버설 플렉서블 조인트로 연결되며,
    상기 3개의 아암 중 제3 아암은 상기 프리스마틱 플렉서블 조인트 중 제3 프리스마틱 플렉서블 조인트의 상단 연결 블록에 측방으로부터 유니버설 플렉서블 조인트로 연결되고, 상기 플랫폼에 측방으로부터 유니버설 플렉서블 조인트로 연결되어 3자유도 운동이 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 3자유도 병렬기구를 이용한 마이크로 운동기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 3개의 프리스마틱 플렉서블 조인트를 각각 수직 방향으로 운동 가능하게 하는 3개의 구동수단 및 상기 3개의 구동수단을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3자유도 병렬기구를 이용한 마이크로 운동기.
  3. 수직하게 세워진 3개의 칼럼 상을 각각 움직일 수 있는 3개의 슬라이더, 상기 각각의 슬라이더들에 그 일단이 각각 연결되는 3개의 아암 및 상기 아암들의 타단에 연결되는 플랫폼으로 구성되는 3자유도 병렬기구로써,
    제1 아암과 제2 아암은 각각 상기 플랫폼에 유니버설 조인트로 연결되고, 각각 제1 슬라이더와 제2 슬라이더에 레벌루트 조인트로 연결되며,
    제3 아암은 평면 4절 링크로 구성되고, 레벌루트 조인트에 의해 상기 플랫폼으로 연결되고, 레벌루트 조인트에 의해 제3 슬라이더에 연결되어 상기 플랫폼의 3자유도 운동이 가능한 3자유도 병렬기구;
    상기 플랫폼에 설치되는 공구부; 및
    상기 플랫폼의 아래쪽에 설치되고 소정의 방향으로 회전이 가능하고 소정의 방향으로 직선운동이 가능한 소재 테이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 부품 가공기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 3개의 슬라이더가 각각 칼럼 상에서 움직일 수 있도록 하는 3개의 직선운동 구동수단, 상기 소재 테이블의 회전을 위한 회전운동 구동수단, 소재 테이블의 직선운동을 위한 구동수단 및 상기 5개의 구동수단들과 상기 공구부에 설치되는 공구를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 부품 가공기.
  5. 수직하게 세워진 3개의 칼럼 상을 각각 움직일 수 있는 3개의 슬라이더, 상기 각각의 슬라이더들에 그 일단이 각각 연결되는 3개의 아암 및 상기 아암들의 타단에 연결되는 플랫폼으로 구성되는 3자유도 병렬기구로써,
    제1 아암과 제2 아암은 각각 상기 플랫폼에 유니버설 조인트로 연결되고, 각각 제1 슬라이더와 제2 슬라이더에 레벌루트 조인트로 연결되며,
    제3 아암은 평면 4절 링크로 구성되고, 레벌루트 조인트에 의해 상기 플랫폼으로 연결되고, 레벌루트 조인트에 의해 제3 슬라이더에 연결되어 상기 플랫폼의 3자유도 운동이 가능한 3자유도 병렬기구;
    상기 3자유도 병렬기구의 플랫폼의 위에 위치하는 소재 테이블; 및
    상기 소재 테이블에 놓이는 소재를 가공할 수 있는 공구가 구비되고, 소정의 방향으로 회전이 가능하며, 소정의 방향으로 직선운동이 가능한 공구부로 구성되는 것을 특징으로 하는 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 부품 가공기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 3개의 슬라이더가 각각 칼럼 상에서 움직일 수 있도록 하는 3개의 직선운동 구동수단, 상기 공구부의 회전을 위한 회전운동 구동수단, 공구부의 직선운동을 위한 구동수단 및 상기 5개의 구동수단들과 상기 공구부에 설치되는 공구를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 부품 가공기.
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