KR20160111930A - 치과용 피가공재의 기계 보조 제작 및 가공을 위한 가공 장치 - Google Patents

Abstract

치과용 피가공재(16), 특히 인공 치아 및/또는 다른 치과 보철물의 기계 보조 제작 및 가공을 위한 가공 장치로서, 승강 가능하게 및 회전 가능하게 구동되고 회전 축(9)에 위치되는 적어도 하나의 피가공재 홀더(11)에 적어도 하나의 피가공재(16)가 클램핑되고, 가공을 위해 적어도 하나의 공구(7)가 그에 고정된 적어도 하나의 회전 구동 공구 스핀들(4, 5, 6)에 피가공재(16)가 급송되는 가공 장치에 있어서, 다수의 공구들(7)이 그에 배치된 추가의 공구 홀더(2, 2a, 2b)가 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)의 일 측에 마주하여 부속되고, 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)의 타 측에는 가공 대상 피가공재(16, 16a, 16b, 16c)가 교체 가능하게 수용되는 피가공재 교체 장치(22, 22a, 22b)가 배치된다.

Description

치과용 피가공재의 기계 보조 제작 및 가공을 위한 가공 장치{MACHINING DEVICE FOR MACHINE-ASSISTED PRODUCTION AND MACHINING OF DENTAL WORKPIECES}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 치과 적용을 위한 가공 장치에 관한 것이다.

그러한 가공 장치는 치과 진료소의 공간 내에서 치과 의사의 감독 하에, 특히 환자의 면전에서 하나 이상의 인공 치아들이 제작될 수 있다는 것을 특징으로 한다. 따라서 치아 제작소에서 산업용 기계에 의한 하나 이상의 인공 치아들의 산업적 제작 및 가공이 이뤄지는 것이 아니라, 그 대신에 가능한 한 작게 구성되어 쉽게 취급될 수 있는 가공 장치에 의한 하나 이상의 치아들의 고정밀 제작 및 가공이 이뤄진다.

본 발명은 EP 1 614 396 B1에 따른 Sirona Dental Systems GmbH사의 개발에 의해 제공되는 것과 같은 가공 장치로부터 출발하고 있다. 먼저, 치과 보철물의 3차원 이미지를 제작하고, 이어서 가공 장치에서 CAD/CAM 원리에 따라 원재료로부터 절삭 가공에 의해 치과 보철물을 제작한다. 공구 매거진 없이 구동 공구들만 이용 가능하다. 그로 인해, 공구들을 재장비하는 것이 필요하다는 단점이 있는데, 그것은 제1 가공 공구 세트의 사용 후에 기계를 정지시키고 나서 제2 가공 공구 세트를 클램핑하여야 하기 때문이다. 특히, 상이한 미가공물 재료들은 상이한 공구 세트들을 필요로 한다. 또한, 항상 피가공재 블랭크(workpiece blank)만을 가공할 수 있다.

가공의 목적으로 피가공재 블랭크가 클램핑되는 승강 가능한 및 회전 가능한 피가공재 홀더가 마련된 동일한 특허권자의 두 번째 가공 장치가 공지되어 있다.

가공 대상 치아를 지지하는 피가공재 홀더의 좌우에 급송 및 반송 가능한 스핀들(spindle)들이 마련되는데, 그 스핀들들은 서로 떨어져 있는 공구 축들에 장착되어 인공 치아를 가공할 목적으로 피가공재에 급송될 수 있다.

그러나 그러한 공지의 장치에서의 단점은 단지 단일의 가공 대상 치아만이 피가공재 홀더에 수용될 수 있다는 것이다. 그로 인해, 모든 가공을 완료한 후에 최종 가공된 치아를 피가공재 홀더로부터 빼내어 새로운 가공 대상 치아로 교체할 수 있게 되기 전에 치아의 제작을 위한 일체의 가공 프로그램을 수행하여야 할 필요가 있다.

따라서 개개의 치아를 시간을 들여가면서 제작하는 것이 필요하다는 단점이 있는데, 왜냐하면 또 다른 치아를 가공에 공급할 수 있기 전에 항상 치아를 최종적으로 가공하여야 하기 때문이다.

피가공재 교체, 즉 최종 가공된 치아를 제거하고 새로운 가공 대상 피가공재로 교체하는 것은 수동으로 이뤄진다. 그로 인해, 장치의 작업 방식까지도 제한되는데, 그것은 가공 중에 항상 수작업에 의한 개입이 필요하고, 그 시간에는 더 이상의 가공이 수행될 수 없기 때문이다.

그 구동 요소들을 포함한 가공 스핀들들이 옆으로 마주한 채로 중앙의 피가공재 쪽으로 급송되고, 그것은 가공 장치의 상대적으로 긴 구조 길이를 감수하여야 하기 때문에, 배치 구조가 상대적으로 크게 구성된다.

또 다른 단점은 구동 요소들을 포함한 가공 공구들이 양쪽으로부터 공급되고, 그로 인해 구동 요소들의 구성에 높은 비용이 수반되고, 복잡한 제어가 요구된다는 것으로, 그것은 제어를 가공 장치의 좌우 공급 측들 간 구별하여 프로그래밍하여야 하기 때문이다.

공지의 개념은 다수의 공구들이 구동 스핀들에 결합될 수 있도록 하는 것을 기반으로 하고 있으나, 그것은 공지의 개념에서는 가공 장치의 좌측은 물론 우측에도 구동 스핀들이 각각 마련되어야 하고, 그에 부속된 공구 교환 장치가 각각의 측에 배치되어야 하는 단점을 가져온다. 그것은 또한 높은 기계 비용 및 그러한 가공 장치의 높은 제작 비용도 필요로 한다.

따라서 본 발명의 과제는 서두에 전제한 타입의 가공 장치를 훨씬 더 간단한 구조와 단순화된 제어 프로그램으로 제작 비용을 적게 들여 제작할 수 있도록 개선하는데 있다.

그러한 설정 과제를 해결하기 위한 본 발명은 청구항 1의 기술 사상을 그 특징으로 한다.

본 발명의 기본 원리는 하나의 다축 피가공재 홀더에 수용된 피가공재를 다른 평면에 배치된 공구 홀더에 공급하되, 그 공구 홀더가 그에 속한 평면 상에 머무르는 적어도 하나의 회전 구동 스핀들을 지지하고, 피가공재 홀더에 클램핑된 가공 대상 피가공재가 그에 교환 가능하게 공구가 배치되는 그 스핀들로 공급되어 거기에서 가공되는 것을 기반으로 하고 있다.

독립 청구항 1에 따른 본 발명의 제1 구성의 특징은 피가공재 홀더가 다축 로봇으로 구성되되, 그 일 측에는 그 위에서 회전 가능하게 구동되고 교환 가능한 공구를 포함한 적어도 하나의 공구 홀더가 배치되고, 다축 피가공재 홀더의 타 측에는 공구 보관 장치로서 구성된 피가공재 교체 장치가 배치되며, 가공 대상 피가공재가 피가공재 교체 장치에 교체 가능하게 수용되는 것이다.

그러한 실시 형태의 특징은 본 발명 사상에 따르면 공구 홀더가 최소한으로 다수의 공구들이 그에 결합될 수 있는 단일의 회전 구동 스핀들만으로 운용된다는 것이다. 피가공재의 가공을 위해, 다축 피가공재 홀더에 클램핑된 피가공재가 그러한 스핀들에 공급되어 그 스핀들에 클램핑된 공구에 의해 가공된다.

그럼으로써, 공구 홀더의 제작 시의 비용이 현저히 감소하는데, 왜냐하면 가장 간단한 경우에 다수의 공구들이 그에 고정된 단지 단일의 회전 구동 스핀들만이 제공되고, 가공 이동이 스핀들에서 피가공재를 유지시키는 피가공재 홀더에 의해 수행되기 때문에 스핀들이 공간 중에서의 이동을 하지 않기 때문이다. 이동하는 스핀들은 자이로스코프 효과(gyroscopic effect)를 받고, 그로 인해 작용하는 힘도 받는다. 그러한 힘은 가공 유닛의 기계 시스템에 전달되고, 그것은 가공의 안정성에 악영향을 미친다. 가공 유닛의 베이스 장치와 고정적으로 연결된 스핀들은 그러한 효과에 노출되지 않는다.

물론, 본 발명은 공구 홀더에 단일의 회전 구동 스핀들을 배치하는 것에 한정되지 않는다. 다른 구성에서는, 공구들이 그에 배치된 다수의 회전 구동 스핀들들이 배치되도록 구성될 수도 있는데, 다만 바람직한 적용례에서는 회전 구동 스핀들이 그에 배치된 단지 하나의 공구 홀더만이 배치된다.

그 경우, 피가공재 홀더는 다축 로봇으로서 구성되는 것이 바람직한데, 매우 바람직한 구성에서는 적어도 5축 로봇으로서 구성되고, 그에 따라 적어도 5개의 상이한 가공 축들에서 작동할 수 있다. 피가공재 홀더는 가공에 제공되는 피가공재를 클램핑하기 적합한 가공 헤드를 구비한다. 그러나 중요한 사항은 피가공재 홀더가 가공 대상 피가공재를 위한 클램핑 헤드 이외에 공구 보관 장치로부터 필요한 공구를 인출해서 공구 홀더에 공급하여 거기에서 그 새로운 공구를 회전 구동 스핀들 상에 끼워 넣거나 다른 방식으로 회전 불가하게 결합시키기 적합한 하나 이상의 조작 장치들도 구비한다는 것이다.

그와 동시에, 피가공재 홀더에는 스핀들로부터 인출할 공구(이전의 공구)를 위한 또 다른 유지부가 마련될 수 있다.

그 경우, 공구 교환은 다음과 같이 이뤄진다:

먼저, 피가공재 홀더가 그 조작 장치와 함께 아래쪽으로 이동하여 스핀들에 아직 수용되어 있는 이전의 공구를 수용한다.

피가공재 홀더의 맞은 편에 배치된 또 다른 조작 장치에서 새로운 공구가 공구 보관 장치로부터 인출된다. 그리고 나서, 가공 장치가 180° 회전하여 앞서 스핀들로부터 인출된 이전의 공구를 공구 보관 장치로 복귀시키는 동시에, 이제 가공 장치의 아래에 매달린 새로운 공구를 아래쪽에 놓인 스핀들에 공급한다.

각각이 바람직하게는 포크(fork)로서 구성되는 2개의 서로 마주한 조작 장치들을 다축 가공 장치에 배치함으로써, 매우 간단한 공구 교환이 가능하다는 이점이 주어진다.

각각의 포크는 제1 공구를 공구 보관 장치로부터 인출하기 적합한 플러그인 연결 수용부를 장착하고 있고, 역시 포크로서 구성된 다른 조작 장치는 회전 가능하게 구동되는 스핀들의 플러그인 연결 장치에 포함된 이전의 공구를 역시 포크의 플러그인 연결 수용부에 수용하기 적합하게 된다.

피가공재 홀더가 180° 회전 가능하게 됨으로써, 항상 하나의 포크가 위쪽에 그리고 하나의 포크가 아래쪽에 있게 되어 항상 2개의 상이한 공구들이 위쪽과 아래쪽의 포크에 배치됨에 의해 운반되고 조작될 수 있다.

일 세트의 공구들을 조작하기 위한 포크 형태의 조작 장치들 대신에, 다른 적절한 조작 장치들이 사용될 수도 있다.

그럼으로써, 좁은 공간에서(공구 교환 장치가 다축 피가공재 홀더에 동시에 배치되기 때문에) 매우 작고 공간 절감적인 가공 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 특정의 구성에서는, 전체의 가공 장치가 테이블 장치로서 구성되어 예컨대 플라스틱 또는 세라믹 치아들 등과 같은 치과 가공 피가공재들의 가공이 최소의 공간에서 가능하게 되도록 구성된다.

본 발명의 제1 구성에서는, 피가공재 보관 장치가 로터리 디스크(rotary disk)로서 구성되고, 가공 대상 미가공 피가공재들을 탑재한 피가공재 교체 장치의 위쪽으로 수직 간격을 두고 구성된다.

그 경우, 역시 로터리 디스크로서 구성된 피가공재 교체 장치의 아래쪽에는, 전술한 바와 같이 공구 교환 장치가 배치되는 5축 피가공재 홀더가 위치한다.

그 경우, 피가공재 홀더의 수직 아래쪽에는, 단일의 공구의 회전 구동을 위한 적어도 하나의 회전 구동 스핀들을 포함한 공구 홀더가 배치된다.

단일의 스핀들(다수의 공구들을 장착할 수 있는)만이 사용되는 경우, 그러한 스핀들을 로터리 디스크에 배치하는 것이 생략될 수 있다. 그 경우에는, 스핀들을 가공 장치의 베이스 플레이트에 고정적으로 배치하는 것으로 충분하다.

그러나 본 발명의 부가의 구성에서는, 다수의 스핀들들이 공통의 로터리 디스크에 둘레를 따라 균등하게 분포되어 배치되되, 각각의 스핀들에 다른 공구를 배속시킬 수 있도록 구성될 수도 있다.

상이한 공구들을 장착한 다수의 스핀들을 배치할 경우, 피가공재 홀더가 공구 교환 없이도 상이한 공구들에서의 다수의 상이한 가공 과정들을 수행할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명은 공구 보관 장치가 피가공재를 탑재한 피가공재 교체 장치의 수직 위쪽에 배치되는 것에 한정되지 않는다.

다른 구성에서는, 공구 보관 장치가 가공 장치의 다른 평면에 배치되도록, 예컨대 피가공재 교체 장치의 아래쪽이자 피가공재 홀더의 위쪽에 또는 피가공재 홀더의 아래쪽이자 하나 이상의 회전 구동 스핀들들이 배치된 로터리 디스크의 위쪽에 배치되도록 구성될 수도 있다.

그러나 공구 보관 장치가 피가공재의 위쪽에 수직 승강 가능하게 배치되고, 피가공재 교체 장치도 회전 가능하게 및 수직 슬라이딩 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 그 양자의 장치들(공구 보관 장치 및 피가공재 교체 장치)이 5축 피가공재 홀더 상에서 급송 및 반송될 수 있는데, 그것은 공구 교환 및 피가공재의 교체를 가속화한다.

본 발명의 제3 구성에서는, 피가공재 교체 장치 및 공구 보관 장치에 대해 제안된 로터리 디스크 대신에, 이제는 선형 슬라이딩 구동 장치가 사용되도록 구성될 수 있다. 이제, 본 제3 구성에서는 회전 이동 대신에, 공구가 선형 슬라이드 상에서 피가공재 홀더에 공급되고, 따라서 피가공재 홀더가 슬라이딩 가능한 슬라이드로서 구성되기 때문에 그 조작 장치에 의해 매우 간단하게 피가공재를 피가공재 보관 장치로부터 인출할 수 있다.

그것은 가공 대상 피가공재가 그에 배치되고 본 바람직한 구성에서 역시 선형 이동 가능한(바람직하게는 수평 이동 가능한) 슬라이드로서 구성되는 피가공재 교체 장치에도 마찬가지로 해당되는 사항이다.

그러한 구성에서도, 다축 피가공재 홀더로의 매우 간단한 급송이 주어진다.

동일한 방식으로, 본 실시예에서는 공구 홀더로서의 하부 로터리 디스크 대신에, 이제는 역시 수평 슬라이딩 가능하게 구동되는 슬라이드가 마련되되, 역시 공구가 각각 그에 배치된 하나 이상의 회전 구동 스핀들이 그 슬라이드 상에 배치된다.

따라서 공구 보관 장치, 피가공재 교체 장치, 및 공구 홀더의 회전형 배치(로터리 디스크의 타입의) 대신에, 상기 구성 요소들이 선형 슬라이딩 가능한 슬라이딩 어셈블리들로 대체될 수도 있다.

그러나 모든 실시 형태들에 있어서 중요한 사항은 공구 교환 장치가 다축 피가공재 홀더와 연결되어 그와 함께 하나의 부분을 이룸으로써 매우 간결한 구조를 구현한다는 것이다.

서두에 전술한 바와 같이, 모든 실시 형태들에서 적용되는 사항은 이제는 피가공재의 절삭 가공에 필요한 각각의 공구가 하나 이상의 회전 구동 스핀들들에 배치되기 때문에, 피가공재 홀더에 클램핑된 피가공재가 다축 피가공재 홀더에 의해 스핀들들에 공급된다는 것이다.

제1 회전형 실시예(로터리 디스크)에서도 그러한 바와 같이, 본 제3 구성에서는, 가공 장치의 베이스 플레이트에 고정적으로 배치된 단지 단일의 회전 구동 스핀들만이 마련되되, 다수의 상이한 공구들이 그 스핀들에 서로 나란히 장착될 수 있다.

제1 실시예에서 설명한 바와 같은 회전형 부재들과 제3 실시예에서 설명한 바와 같은 선형 슬라이딩 가능한 부재들 사이의 혼합 형태들도 주어진다(제 4 구성에서).

그러한 혼합 형태에서는, 예컨대 피가공재 교체 장치와 공구 보관 장치의 선형 슬라이딩 가능한 슬라이드들이 수평 방향으로가 아니라 수직 방향으로 슬라이딩될 수 있도록 구성된다.

따라서 Y 방향으로 슬라이딩 가능한 단순한 슬라이드들이 제공될 수 있다. 그러나 슬라이드들을 X-Y 슬라이드들로서 구성하는 것도 가능하다(모든 구성들에서).

가공 대상 피가공재를 탑재한 피가공재 홀더는 어떠한 경우든 적어도 3개의 축들(X축, Y축, 및 Z축)을 커버할 수 있고 그에 부속된 회전 및 선회 이동들을 수행할 수 있어야 하는데, 그것은 적어도 5축 피가공재 홀더로 귀결된다.

본 발명에 따른 가공 장치는 매우 소형의 구조로 되고 적은 중량을 가지므로, 테이블 장치로서 치과 진료소에 즉각 설치될 수 있다. 설명한 기능부들, 즉 공구 보관 장치, 피가공재 교체 장치, 및 공구 홀더가 수직으로 상하로 놓이도록 배치되는 경우, 그 기능부들은 적절한 커버 후들에 의해 덮일 수 있고, 그에 따라 장치 중에서 오직 대략 중심의 가공 평면만이 보이게 된다. 그러나 중심의 가공 평면은 중앙 평면 영역에 배치된 피가공재 홀더와 그에 부속된 적어도 하나의 회전 스핀들에 의해 형성된다.

공구들이 로터리 디스크에 배치되고, 그 로터리 디스크가 수직으로 역시 로터리 디스크로서 구성된 피가공재 교체 장치의 위쪽에 배치되며, 피가공재 교체 장치에 가공 대상 미가공 부품(피가공재)이 배치된다는 것을 앞에서 이미 설명한 바 있다.

1. 실시 형태:

본 발명에서는, 공간(수직 공간) 절감의 이유로 피가공재 교체 장치와 공구 보관 장치가 가공 장치의 상부 영역에 서로 포개어 넣어지게 배치되는 바람직한 실시 형태가 설명된다. 그를 위해, 로터리 디스크 기능이 둘레를 따라 균등하게 분포되어 배치된 다수의 암(arm)들로 대체되는데, 각각의 암은 대략 수평으로 향하고, 안쪽 원 상에서 그 바깥쪽 자유 단부에 수직으로 아래쪽을 향한 공구를 탑재한다.

그 원으로부터 반지름 방향의 바깥쪽으로, 둘레에 둘러진 또 다른 원 상에 역시 수평으로 향한 또 다른 암들이 배치되는데, 그러한 암들은 전술한 제1 암들과 겹쳐지고. 그 전방 자유 단부에 가공 대상 피가공재가 끼워 넣어지는 플러그인 연결 장치를 탑재하고 있다.

피가공재 보관 장치에 부속된 상부 평면의 암들은 공동으로 회전 구동되고, 아래쪽에 있는 평면에 배치되어 역시 회전 구동되는 공구 보관 장치의 암들로부터 분리된다.

따라서 로터리 디스크 대신에, 서로 상하로 놓이고 서로 포개어 넣어지는 2개의 평면들에 있는 반지름 방향의 바깥쪽으로 향한 암들이 사용되는데, 각각의 암은 그 반지름 방향의 바깥쪽 단부에 피가공재 또는 공구의 수용을 위한 적절한 플러그인 연결 장치를 구비한다.

암들의 상부 평면(예컨대, 공구 보관 장치에 부속된)은 그 아래쪽에 있는 피가공재 교체 장치의 하부 평면과는 별개로 회전 구동된다. 그럼으로써, 공구 보관 장치와 피가공재 교체 장치의 수직으로 상하로 위치한 매우 간단하고 간결한 구조가 주어지는데, 그것은 지금까지 아직 공지된 바가 없다.

2. 실시 형태:

본 발명의 제2 구성의 특징은 다축 이동 가능하게 구동되는 중앙의 피가공재 홀더에 가공 대상 피가공재가 클램핑되어 이동 가능하게 배치되는 것으로부터 출발하여, 피가공재 홀더의 일 측의 맞은 편에 다수의 공구들이 그에 배치된 공구 홀더가 마련되고, 공구 홀더 쪽과 마주하여 가공 대상 피가공재가 교체 가능하게 수납되는 피가공재 교체 장치가 배치되는 것이다.

그러한 소정의 기술 사상에 의해, 단순화된 구조의 이점이 주어지는데, 왜냐하면 이제는 가공 중에 수작업에 의한 개입을 필요로 함이 없이 가공 장치에 의해 다수의 피가공재들(치아들)의 자동적인 가공이 수행될 수 있기 때문이다.

본 발명의 핵심 개념은 중심축, 바람직하게는 수직 중심축을 중심으로 2개의 터릿(turret)들이 서로 별개로 회전하는 것을 기반으로 하고 있다. 그것은 밀링 및 연마 과정 중에 수동으로 및/또는 기계적으로 미가공 부품을 기계에 장착하는 것을 가능하게 하여 기계의 효율을 증진시킨다. 피가공재 교화 장치에 의해, 조작자가 기계와의 상호 작용을 할 필요가 덜하고, 그로 인해 효율 향상을 경험하게 된다.

그것은 바람직한 구성에서는 가공 대상 피가공재가 피가공재 홀더에 회전, 승강, 및 선회 가능하게 수용되고, 피가공재 홀더에 클램핑된 피가공재가 다수의 회전 구동 공구들이 배치되어 있는 터릿으로서 구성된 로터리 디스크 쪽으로 접근할 수 있도록 피가공재 홀더에서 이동할 수 있다는 것을 의미한다.

이때, 로터리 디스크 상의 회전 구동 공구들이 적어도 하나의 공구 스핀들에 의해 구동되는 것이 바람직하다. 그것은 가장 간단한 경우에 오로지 단일의 회전 구동 공구 스핀들만 있으면 되고, 그 공구 스핀들이 로터리 디스크에 배치된 다수의 공구들과 결합될 수 있다는 것을 의미한다.

그럼으로써, 매우 간단하고 공간 절감적인 구조가 주어지는데, 그것은 가장 간단한 경우에 오로지 단일의 회전 구동 공구 스핀들만 로터리 디스크에 배치되면 되는 반면에, 선행 기술에서는 그러한 회전 구동 공구 스핀들이 적어도 2개 마련되어야 하기 때문이다.

그러나 본 발명의 바람직한 구성에서는, 다수의 회전 구동 공구 스핀들이 공구들에 부속되도록 구성되기도 하는바, 그럼에도 그것이 구조 공간의 증가를 수반하지는 않는데, 왜냐하면 수직 구조 공간에 있어서는 단일의 공구 스핀들이 배치되든 다수의 공구 스핀들들이 배치되든 다를 바가 없기 때문이다.

다수의 공구 스핀들들이 마련되면, 공구 스핀들을 공구와 각각 결합하기 위한 다수의 결합 과정들이 더 이상 필요하지 않게 된다.

가능한 한 효율적인 피가공재의 가공을 제공하기 위해서는, 가공 대상 피가공재가 클램핑된 피가공재 홀더가 X-Y-Z 슬라이드로서 구성되는 것이 바람직하다. 그와 같이 하여, 클램핑된 피가공재가 3개의 모든 공간 방향으로 임의의 자유도로 각각의 임의의 공간 축 및 좌표로 회전, 선회, 및 이동될 수 있는 것이 보장된다.

X-Y-Z 슬라이드의 사용 대신에, 공간 중에서 자유 이동할 수 있는 제어 가능한 다른 장치들, 예컨대 공간 좌표들 X, Y, 및 Z에 배치되는 각각의 회전 구동 나사 스핀들 또는 3개의 모든 공간 방향 X, Y, 및 Z로 전환 가능하게 구동되는 유니버설 액추에이터 요소들과 같은 장치들이 사용될 수도 있다. 그러한 액추에이터 요소들은 예컨대 6축 로봇으로서 구성되는 다축 로봇의 일부일 수도 있다. 다축 로봇 대신에, 스칼라 로봇(scalar robot)이 사용될 수도 있다.

따라서 본 발명은 가공 대상 피가공재의 유지를 위해 슬라이드 요소들을 배치하는 것에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 근본적인 특징은 다수의 가공 대상 피가공재들이 분리 가능하게 제공되는 피가공재 교체 장치가 피가공재 홀더와 마주하여 배치되는 것이다. 따라서 피가공재 교체 장치는 가공 대상 피가공재를 가공 후에 그에 끼워 넣거나, 피가공재 홀더에 클램핑하여 후속 가공하기 위해 원재료로서 그로부터 인출하는 피가공재 매거진이다.

본 발명의 바람직한 구성에서는, 피가공재 교체 장치가 그 자유 회전 가능한 부분에 원재료 피가공재가 서로 연이어 배치되는 로터리 디스크로서 구성된다. 다른 가공 위치들 또는 플러그인 연결 위치들에는 최종적으로 가공된 피가공재도 또한 끼워 넣어질 수 있다.

그러나 여기서, 피가공재 교체 장치를 로터리 디스크로서 구성하는 것이 과제 해결에 필수적인 것은 아니다.

다른 구성에서는, 공급할 원재료 피가공재들이 매거진에 서로 연이어 또는 서로 나란히 놓이도록 장전되었다가 그 매거진으로부터 빼내지도록 구성될 수 있다.

따라서 피가공재 교체 장치를 위한 회전 구동 장치 대신에, 원재료 피가공재들의 공급 및 가공된 피가공재들의 반출을 위한 선형 구동 장치가 마련될 수도 있다.

그러한 소정의 기술 사상에 의해, 본 발명에 따른 가공 장치가 다수의 치아들의 가공에 있어 자동으로 진행되고 수작업에 의한 개입을 더 이상 필요로 하지 않는다는 이점이 주어진다.

이제, 제2 구성을 사용한 가공 과정은 다음과 같이 처리된다:

제1 가공 단계에서, 피가공재 홀더가 임의의 플러그인 슬롯에서 원재료 피가공재를 피가공재 교체 장치로부터 빼내어 그것을 클램핑한 후에 아래쪽에 배치된 공구 홀더, 바람직하게는 로터리 디스크로서 구성된 공구 홀더 쪽을 향해 가공 위치로 이동한다.

이후, 일련의 가공 과정들이 이어지는데, 그러한 가공 과정들은 모두 공구 홀더 및 거기에서 회전 구동되는 공구의 상부에서 진행된다.

가공의 완료 후에, 피가공재 홀더가 아직 클램핑되어 있는 최종 가공된 피가공재와 함께 피가공재 교체 장치 쪽을 향해 위쪽으로 이동하여 최종 가공된 피가공재를 비어 있는 플러그인 슬롯에 끼워 넣고, 다른 플러그인 슬롯으로부터 원재료 피가공재를 끄집어 내고, 그것을 다시 클램핑하여 하부 공구 홀더에서의 새로운 가공에 공급한다.

그와 같이 하여, 다수의 피가공재들(치아들)이 최종적으로 가공될 수 있는데, 여기서 그 개수는 5 내지 15개의 피가공재들이 바람직하다. 그럼으로써, 예컨대 기존의 치열(set of teeth)을 인공 치아들로 완전하게 수복하는 것이 이뤄질 수 있는데, 이때 모든 치아들이 순차적으로 연속 가공되고, 수작업에 의한 개입이 더 이상 필요하지 않다.

공구 홀더의 회전 구동을 위해 단지 간단한 회전 모터만 필요하고 공구 홀더에 하나 이상의 공구 스핀들들이 배치되기 때문에, 작은 구조 높이 및 적은 제작 비용에 본 발명의 각별한 이점이 있다. 따라서 그러한 장치는 그 작은 외형 치수로 인해 인공 치아들의 시간 절감적인 제작과 결부되어 치과 진료소에 설치하는데 이상적으로 적합하다.

피가공재 홀더가 수직 축에서 승강 가능하게 구성되어 공구 홀더 쪽 방향으로 및 그 반대 방향인 피가공재 교체 장치 쪽 방향으로 급송 및 반송될 수 있는 X-Y-Z 슬라이드로서 구성되는 경우, 상당한 공간이 절감된다.

피가공재 교체 장치까지도 로터리 디스크로서 구성되는 경우에도 역시 공간 소요가 적게 생기는데, 왜냐하면 그 경우에 소형 구조의 회전 구동 장치를 사용하기만 하면 되고, 그 이상의 또 다른 조치들을 더 이상 필요로 하지 않기 때문이다.

본 발명은 피가공재 홀더 및 피가공재 교체 장치의 로터리 디스크로서의 구성 및 피가공재 홀더에 대한 X-Y-Z 슬라이드에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 다른 구성에서는, 전술한 3개의 구성 요소들(공구 홀더, 피가공재 홀더, 피가공재 교체 장치) 중의 하나 이상이 선형 구동되는 구성 부품으로서 형성되도록 구성될 수 있다. 즉, 회전 구동 장치 대신에, 전술한 구성 요소들 중의 하나 이상이 선형으로 구동될 수도 있다.

또한, 추가의 회전 구동 장치가 선형 구동 장치에 더 중첩될 수도 있다.

또한, 본 발명은 피가공재 홀더가 X-Y-Z 슬라이드로서 구성되는 것에 한정되는 것이 아니다.

피가공재 홀더는 다른 구성에서는 그 외측 둘레에 다수의 가공 대상 피가공재들이 배치된 로터리 디스크로서 구성될 수도 있다.

그것은 대개의 경우 동시에 가공될 다수의 가공 대상 피가공재들이 피가공재 홀더에 배치되기 때문에, 단일의 작업 과정으로 다수의 피가공재들을 가공할 수도 있다는 이점이 있다.

본 발명에서의 "피가공재(workpiece)"라는 용어는 넓은 개념으로 이해되는 용어이다. 본 발명은 인공 치아들의 제작에 관한 것일 뿐만 아니라, 치과 분야의 다른 치아용 부품들의 제작에도 관한 것이다. 그것은 예컨대 임플란트의 어버트먼트(abutment) 부품 또는 잇몸 형성구(gingiva former) 등이다. 즉, 인공 치아들의 플라스틱 가공뿐만 아니라, 전술한 다른 부품들의 금속 가공도 제공된다.

그러한 이유로, 본 발명에 따른 가공 장치는 치과 용도의 모든 부품들을 가공하는데 적합하다.

본 발명의 발명 대상은 개개의 특허 청구항들의 청구 대상으로부터 주어지는 것일 뿐만 아니라, 개개의 특허 청구항들의 조합으로부터도 주어지는 것이다.

요약서를 비롯한 문서들에 개시된 모든 기재 및 특징들, 특히 첨부 도면들에 도시된 공간적 구성은 그들이 개별적으로 또는 조합되어 선행 기술에 비해 신규한 것인 한 본 발명에 필수적인 것으로 청구된다.

이하, 본 발명을 단지 하나의 실시 방안을 나타낸 첨부 도면들에 의거하여 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 첨부 도면들 및 그 설명으로부터 본 발명의 또 다른 필수적인 특징들 및 이점들이 드러날 것이다. 첨부 도면들 중에서,
도 1은 제1 실시 형태의 사시도이고,
도 2는 제1 구성과는 다른 제2 구성의 사시도이며,
도 3은 선형 구동 슬라이드를 포함하는 제3 구성의 사시도이고,
도 4는 도 3과는 다른 구성을 나타낸 도면이며,
도 5는 도 3과는 다른 또 하나의 구성을 나타낸 도면이고,
도 6은 테이블 장치로서의 가공 장치를 나타낸 도면이며,
도 7은 도 6에 따른 장치를 상부 커버 후드를 제거한 채로 나타낸 도면이고,
도 8은 도 7에 따른 장치를 아래쪽으로부터 비스듬히 바라본 도면이며,
도 9는 도 6 내지 도 8에 따른 장치를 커버 후드가 제거된 상태의 측면도로 나타낸 도면이고,
도 10은 도 9에 따른 장치의 상세도이며,
도 11은 도 1 내지 도 5와는 다른 구성의 원리를 나타낸 도면이고,
도 12는 도 11에 대한 변형 구성을 나타낸 도면이며,
도 13은 도 11에 대한 또 다른 변형 구성을 나타낸 도면이고,
도 14는 도 11에 대한 제3 변형 구성을 나타낸 도면이며,
도 15는 도 11에 대한 제4 변형 구성을 나타낸 도면이며,
도 16은 제5 구성을 갖는 장치의 사시도이고,
도 17은 도 16에 따른 구성의 측면도이며,
도 18은 도 17에 비해 90도 회전한 도면이고,
도 19는 도 16-18에 따른 장치의 평면도이다.

이하의 도면 설명에서, 동일한 부분들에는 동일한 도면 부호들이 사용된다. 특정의 도면 부호를 갖는 부분이 충분히 설명된 경우, 그 설명은 동일한 도면 부호를 갖는 후술되는 다른 모든 부분들에도 그대로 적용된다. 그에 따라, 동일한 도면 부호를 갖는 부분에 대해 계속해서 동일한 설명을 제시하는 것을 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2에 따른 가공 장치(1)는 기본적으로 하부 로터리 디스크(3)로 이뤄지고, 그 로터리 디스크(3)는 공구 홀더(2)로서 구성되며, 제1 바람직한 실시예에서는 그 로터리 디스크(3) 상에 단지 단일의 회전 구동 공구 스핀들(6)만이 배치되는데, 그 공구 스핀들(6)의 회전 구동 장치는 구체적으로 도시되어 있지 않다.

공구 스핀들(6)은 공구가 끼워 넣어져 결합되는 적절한 결합 장치, 예컨대 플러그인 커플링을 구비한다. 공구 홀더(2)의 상부의 수직 평면에는, 바람직하게는 5축 머니퓰레이터(manipulator) 또는 5축 로봇으로서 구성되는 본 발명에 따른 피가공재 홀더(11)가 배치된다. 피가공재 홀더(11)는 베이스 몸체(12)로 이뤄지고, 표시된 화살표 방향들(경사 방향(13a), X축에서의 화살표 방향(18)의 슬라이딩 방향)로의 모든 이동, 화살표 방향(8a)으로의 회전 이동, 및 화살표 방향(15)으로의 선형 슬라이딩을 수행할 수 있다.

추가로, 피가공재 홀더(11)는 선회 축(14)에서 표시된 경사 방향(13)으로 선회될 수 있는 가공 헤드를 탑재하고 있다. 가공 헤드에는, 바람직하게는 가공 대상 피가공재(16)가 끼워 넣어질 수 있는 플러그인 연결 수용부로서 구성된 피가공재 수용부(17)가 배치된다.

따라서 피가공재(16)는 가공을 위해 피가공재 수용부(17)에 회전 불가능하게 결합되고, 피가공재(16)의 가공을 위한 회전 구동이 예컨대 화살표 방향(28)으로 수행될 수 있다.

피가공재 홀더(11)에는, 바람직하게는 서로 상하로 놓여 배치된 2개의 포크들(32, 33)로 이뤄진 조작 장치가 배치되는데, 그 포크들은 그 위에 배치된 공구 보관 장치(34)로부터 공구(7)를 빼내어 공구 스핀들(6)의 플러그인 연결 수용부 상에 끼워 넣기 위한 적절한 플러그인 연결 장치들을 구비한다.

다른 한편으로, 예컨대 하부 포크(33)에 의해 더 이상 사용되지 않는 공구(7)가 공구 스핀들(6)로부터 빼내어져 공구 보관 장치(34)로 복귀될 수 있다.

바람직한 구성에서는, 공구 보관 장치(34)가 화살표 방향(36)으로 승강 가능하게 구성되고, 공통의 회전축(9)을 중심으로 화살표 방향(37)으로 구동된다.

공구 보관 장치(34)의 하부의 평면에는, 피가공재 교체 장치(22)에 부속된 또 다른 로터리 디스크(23)가 배치된다.

피가공재 교체 장치(22)에는, 둘레를 따라 균등하게 분포되어 배치된 다수의 가공 대상 피가공재들(16a, 16b, 16c)이 배치된다.

그러한 로터리 디스크(22)도 역시 화살표 방향(8)으로 회전 가능하게 구동되는 것이 바람직하다.

가공 대상 피가공재(16)를 빼내는 것은 피가공재 홀더(11)가 그 전방의 가공 헤드 및 거기에 배치된 피가공재 수용부와 함께 피가공재 교체 장치(22) 쪽 방향으로 위쪽으로 이동하여 거기에서 원재료 피가공재를 결합시키거나 클램핑하고, 피가공재 홀더(11)가 다시 그 기저 위치로 이동함으로써 간단하게 이뤄진다.

피가공재 홀더(11)의 피가공재 수용부(17)에 클램핑된 피가공재(16)의 가공을 위해, 피가공재 홀더(11)가 회전축(9)을 따라 화살표 방향(15)으로 아래쪽으로 이동하고, 가공 대상 피가공재가 공구 스핀들(6)에 클램핑되어 회전 구동되는 공구(7)의 영역에 피가공재 홀더(11)의 다축 슬라이딩에 의해 도달하여 거기에서 다수의 가공 단계를 거치게 된다.

도 2는 도 1과는 다르게 공구 보관 장치(34)를 가장 상부의 평면에 배치하는 것이 과제 해결에 필수적인 사항이 아님을 나타내고 있다. 화살표(34')에 의해 지시된 바와 같이, 공구 보관 장치(34)가 위치(38)에, 즉 공구 홀더(2)의 상부의 평면에 배치될 수도 있다.

도 2에 따른 실시예는 도 1에 따른 단일의 공구 스핀들(6)(실제로, 로터리 디스크(3) 없이 작동될 수도 있는) 대신에, 이제 다수의 회전 구동 공구 스핀들들(4, 5, 6)을 공통의 로터리 디스크(3) 상에 배치하는 것이 가능하여 피가공재 홀더(11)에 클램핑된 피가공재(16)가 상이한 공구들을 장착한 공구 스핀들들(4, 5, 6)에 짧은 간격을 두고 순차적으로 연속 공급될 수 있다는 것도 나타내고 있다.

따라서 전술한 바와 같이, 도 1에 따른 실시예에 따르면 로터리 디스크(2)가 생략될 수 있는 반면에, 도 2에 따른 실시예에 따르면 로터리 디스크(2)가 마련되어 화살표 방향(8)으로 회전 가능하게 구동될 수 있다.

도 3은 도 1 및 도 2에 따른 모든 회전 구동 부분들이 선형 이동 가능한 슬라이드로 대체될 수도 있다는 것을 나타내고 있다. 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 적용된다. 여기서 인지할 수 있는 바와 같이, 공구 보관 장치가 이제는 화살표 방향(18)으로 선형 구동되는 슬라이드로서 구성될 수 있고, 그 하측에는 공구들(7, 7a, 7b, 7c)이 배치된다.

따라서 가공 장치(1)와 비교하여 원리상 다른 가공 장치(10)를 설명할 것인바, 그것은 도 1 및 도 2에 따른 가공 장치(1)가 회전 이동되는 부분들에 의해 작업되는 반면에, 도 3에 따른 가공 장치(10)가 변진 이동 가능한 모듈들에 의해 작업되기 때문이다.

도 4에서는, 각각 다른 타입의 공구(7)를 탑재할 수 있는 다수의 회전 구동 공구 스핀들들(4-6) 대신에, 단지 단일의 회전 구동 공구 스핀들(6)만이 마련되어 그에 공구가 교환 가능하게 배치되도록 구성된다. 따라서 도 3에 따른 병진 이동 가능한 슬라이드가 생략될 수 있다.

도 3 및 도 4에 따른 양자의 실시예들에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 공구 교환을 위한 조작 장치들이 플러그인 포크들(32, 33)로서 구성되고, 그럼으로써 공구 보관 장치(34)로부터 공구 스핀들(4-6) 쪽으로의 신속하고도 간단한 공구(7)의 교환이 이뤄질 수 있다.

도 5는 도 4에 따른 구성의 부가의 구성을 나타내고 있는데, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 다수의 공구 스핀들들(4-6)을 탑재하고 있는 도 3에 따른 병진 이동 가능한 슬라이드가 수직으로 배치되고 슬라이딩 모듈들이 수직으로 서로 일렬로 배치될 수도 있다.

단지 완전을 기하기 위해, 그와 같이 형성된 가공 장치(20)가 역시 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)에 의해 작업되고, 피가공재 홀더가 회전 선회 축(60)에서 회전 및 선회 가능하게 지지되는 것이 도시되어 있다.

도 6은 도 1 내지 도 5에 의거하여 전술한 가공 장치(1, 10, 20)의 실제적 구성을 도시한 것이다.

상부 영역은 상부 커버 후드(39)에 의해 덮이는 한편, 하부 영역은 하부 커버 후드(40)에 의해 덮인다.

중심의 가공 영역은 개방되는데, 거기에서는 가공 대상 피가공재(16)를 포함한 피가공재 홀더(11)를 볼 수 있고, 그 피가공재 홀더(11)가 공구 스핀들(6)에 클램핑된 회전 구동 공구(7) 쪽에 바로 이동되어 있다.

도 7은 상부 커버 후드(39)를 제거한 채로 도 6에 따른 가공 장치(1, 10, 20)를 도시한 것이다. 여기서 알 수 있는 바와 같이, 피가공재들(16)은 각각 피가공재 교체 장치에 있는 그에 배정된 플러그인 연결 장치(44)에 수용되고, 피가공재 교체 장치는 다수의 유지 암들(43)로 이뤄지는데, 각각의 유지 암은 그 전방 자유 단부에서 아래쪽으로 굽어지고 그 수직 하단에 가공 대상 피가공재(16)의 수용을 위한 플러그인 장치(44)를 구비하는 수평 섹션으로 이뤄진다.

또한 알 수 있는 바와 같이, 함께 회전 불가능하게 서로 연결된 모든 유지 암들의 회전 구동이 모터에 의해 이뤄지되, 그 모터의 모터 축(45)이 전동 벨트(46)를 통해 피가공재 교체 장치(22)의 구동 축(41)을 회전 가능하게 구동한다.

또한, 도 8에 의거하여 그 기능을 상세히 설명할 기어 장치(47)도 마련된다.

가공 장치(1, 10, 20)의 하부에서 액체 탱크(15)를 찾아볼 수 있다.

도 8은 eh 7에 따른 장치의 저면 사시도를 나타낸 것으로, 여기서 알 수 있는 바와 같이, 안쪽 하부 평면에서 피가공재 교체 장치(22)의 아래쪽에 공구 보관 장치(34)가 배치되고, 공구 보관 장치(34)가 다시 반지름 방향으로 둘레를 따라 균등하게 분포되어 배치되고 바깥쪽으로 연장되는 다수의 유지 암들(49)로 이뤄지는데, 각각의 유지 암의 각각의 자유 단부에는 거기에 끼워진 공구(7)의 수용을 위한 플러그인 연결 장치가 마련된다.

따라서 상부 수평 평면에 있는 피가공재 교체 장치(22)의 유지 암들(43)은 그 아래쪽에 배치된 공구 보관 장치(34)의 유지 암들(49) 위에 밀접하게 위치되는데, 공구 보관 장치(34)의 공구들(7)은 상대적으로 바깥쪽으로 더 멀리 놓인 피가공재 교체 장치(22)의 피가공재들(16)보다 작은 반지름 상에 놓이게 된다.

도 8로부터 또한 알 수 있는 바와 같이, 모터 축(45)은 커플링 및 부속 기어 장치(47)를 통해 피가공재 교체 장치(22)의 전동 벨트(42)를 구동하는 한편, 반지름 방향의 안쪽에 놓이고 피가공재 교체 장치(22)의 아래쪽에 배치된 공구 보관 장치(34)가 또 다른 전동 벨트(46)에 의해 회전 가능하게 구동된다.

그러한 2개의 구동 장치는 서로 독립적이고 분리 라인(48)에 의해 서로 분리되지만, 동일한 구동 축(41) 상에 동축상으로 배치된다.

가공 장치(10)의 회전 이동, 선회 이동, 슬라이딩 이동을 위한 슬라이드 구동 장치의 다른 부품들은 개략화되어 도시되어 있다.

서로 별개로 구동되는 2개의 구동 축들이 있는데, 도 8에서는 그 중에서 단지 전동 벨트들(51, 52)만을 찾아볼 수 있다.

또한, 슬라이드, 구동 장치(53)가 개략화되어 도시되어 있고, 가공 대상 피가공재(16)가 이제 다축 피가공재 홀더(11)에 의해 회전 구동 공구(7)가 장착된 고정 스핀들(6)에 급송되고 있는 것을 알 수 있다.

도 9는 전술한 장치의 또 다른 세부를 나타낸 것으로, 여기서는 반지름 방향의 바깥쪽에 놓인 피가공재 교체 장치(22)의 부분과 아울러 피가공재 교체 장치(22)에 부속되어 피가공재(16)를 수용하는 플러그인 연결 장치만을 측면도에서 찾아볼 수 있다.

또한, 서로 상하로 놓인 3개의 평면들, 즉 상부(57)의 평면, 그 아래쪽에 놓인 중앙부(56)의 평면, 및 그 아래쪽에 놓인 베이스 플레이트(54)의 평면을 알아볼 수 있는데, 베이스 플레이트(54) 상에는 중앙부(56)를 지지하는 스탠드들(55)이 배치된다.

그 이외에, 다축 피가공재 홀더(11)에는, 공구(7)로 피가공재(16)를 가공할 때에 칩(chip)들이 장치의 내부 공간으로 침투하는 것을 방지하는 유연성 커버(58)가 부속된다.

일련의 또 다른 액체 탱크들(50a, 50b, 50c)도 또한 도시되어 있다.

도 10은 전술한 설명에 해당하는 가공 장치(1, 10, 20)의 상세도를 나타낸 것으로, 여기서 동일한 부분에는 동일한 도면 부호가 부여되어 있다.

가공 대상 피가공재들(16)이 그 배후에 놓인 공구 보관 장치(34)의 공구들(7)의 전방에 반지름 방향의 바깥쪽으로 장착되어 있는 것을 볼 수 있다.

도 11(및 다른 모든 구성들)에서는, 중심 수직 회전축(9)이 마련되고, 바람직한 구성에서 로터리 디스크(3)로서 구성되는 공구 홀더(2)가 그 회전축(9)을 중심으로 화살표 방향(8)으로 회전 가능하게 장착된다. 공구 홀더(2)는 상세히 도시되지 않은 회전 모터에 의해 구동된다.

로터리 디스크(3) 상에는 별개로 회전 구동되는 다수의 공구 스핀들들(4, 5, 6)이 배치되되, 각각의 공구 스핀들(4-6)에 상이한(대개의 경우) 공구(7)가 배속된다. 하나의 공구(7)는 예컨대 치아 밀링 커터로서, 제2 공구는 핀 밀링 커터로서, 제3 공구는 연마 휠로서, 그리고 기타 등등으로 형성될 수 있다.

로터리 디스크(3)의 위쪽에는, 바람직한 실시예에서 X-Y-Z 슬라이드(25, 26, 31)로서 구성되는 피가공재 홀더(11)가 배치된다.

도 11에 따른 실시예에는, 각각의 회전 방향과 가공 방향이 도시되어 있다. 예컨대, 원통형 베이스 몸체(12)는 수직 방향의 화살표 방향(15)으로 하부 로터리 디스크(3) 또는 상부 피가공재 교체 장치(22)로 선택적으로 급송될 수 있다. 또한, 베이스 몸체(12)는 수평 축을 중심으로 경사 방향(13a)으로 구동될 수 있다. 대안적 실시 형태에서는, 베이스, 몸체(12)가 경사 방향(13a)으로 구동되는 것이 아니라, 오히려 피가공재 수용부(17)에 회전 가능하게 클램핑되어 있는 전방의 클램핑된 피가공재(16)가 선회 축(14)을 중심으로 경사 방향(13)으로 선회 및 경사 가능하게 구동되도록 구성될 수도 있다. 또한, 베이스 몸체(12)는 화살표 방향(18)으로 슬라이딩될 수도 있다.

즉, 도 11의 도면 평면에서 화살표 방향들(27)로 슬라이딩이 제공되어 피가공재 수용부(17)에 클램핑된 공구(16)가 각각의 임의의 공간 좌표(X, Y, Z)로 슬라이딩 및 세팅 가능하게 되도록 구성된다.

가공을 위해, 피가공재 수용부(17)에 클램핑된 피가공재(16)를 화살표 방향으로(15)으로 아래쪽을 향해 공구 홀더(2)로 급송하고, 피가공재(16)가 최종적으로 가공될 때까지 상응하게 제어되는 선회, 회전, 및 슬라이딩을 통해 가공한다.

가공을 수행한 후에는, 피가공재 홀더(11)를 화살표 방향(15)으로 위쪽을 향해 바람직하게는 제1 구성에서 역시 로터리 디스크(23)로서 구성되는 피가공재 교체 장치(22) 쪽으로 공급한다. 피가공재 교체 장치(22)는 수직 축(9)을 중심으로 화살표 방향(8)으로 회전 가능하게 구동되고, 그 외측 둘레에 다수의 피가공재들(16a, 16b, 16c)을 구비하는데, 그들은 모두 이미 최종적으로 가공된 것들이거나, 아니면 원재료 피가공재로서 피가공재 홀더(11)에 의해 끄집어 내어져 피가공재 수용부(17)에 클램핑되어 가공에 공급되는 것들이다.

도 11에 따른 가공 장치(1)의 일반적인 기본 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 도 12는 가공 장치의 다른 구성 형태를 실시예로서 나타낸 것으로, 여기서 알 수 있는 바와 같이, 피가공재 교체 장치(22a)가 선형 이동 가능한 부품으로서 구성되어 화살표 방향(18)으로 슬라이딩될 수 있고, 경우에 따라서는(다른 구성에서는) 화살표 방향(8)으로 회전도 가능하게 구성될 수 있다.

또한, 도 12에 따른 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 도 11에 따른 피가공재 홀더(11)가 도 12에서의 피가공재 홀더(11a)로서의 그 구성에서는 수직 회전 축(9)에 승강 및 선회 가능하게 장착되는 선형 이동 가능한 부품으로서 구성된다. 따라서 아주 일반적으로 말하자면, 피가공재 홀더(11a)는 슬라이드(25, 26, 31)와 같은 슬라이드 요소들의 배치를 필요로 함이 없이 3개의 공간 축들 모두에서 슬라이딩 가능하고 회전 가능하며 세팅 가능하게 구성된다.

또한, 도 12는 로터리 디스크로서의 공구 홀더(2)의 구성을 생략할 수 있고, 그 대신에 공구 홀더(2a)가 선형 슬라이딩 가능한 요소로서 제공될 수 있다는 것을 나타내고 있다.

도 11 및 도 1에 대한 보완으로, 도 13은 피가공재 홀더(11b)가 반드시 3차원적으로 슬라이딩 가능한 슬라이드로서 구성되어야 하는 것이 아니라, 화살표 방향(21)으로 회전 구동되는 로터리 디스크(19)로 구성될 수도 있다는 것을 또한 나타내고 있는데, 피가공재 홀더(11b)의 외측 둘레에는 가공 대상 피가공재들(16)의 클램핑을 위한 다수의 상이한 피가공재 수용부들이 마련된다. 따라서 그 결과, 피가공재 홀더(11b)에서 개개의 피가공재 수용부들(17)에 클램핑된 피가공재들의 3차원적 이동도 구현되는데, 다만 본 구성에서는 피가공재들이 공구 홀더(2)의 영역에서 공구들(7)에 의해 병렬로 또한 대개의 경우 동시에도 가공될 수 있다.

도 14는 도 11 내지 도 13의 실시 형태들에 대한 또 다른 변형 구성으로서, 전술한 3개의 구성 요소들이 각각 상호 대체될 수 있는 구성을 도시하고 있는데, 도 14에 도시된 조합은 본 발명의 사상을 한정하려는 것은 아니다.

공구 홀더(2)가 수직 방향으로 선형 이동 가능한 요소로 대체되어 수평 회전 이동 대신에 수직 슬라이딩 이동 및 경우에 따라 그에 속한 화살표 방향(8)으로의 회전 이동도 수행할 수 있다는 것이 도시되어 있다.

즉, 도 14의 우측에 점선으로 도시된 것은 선형 이동 가능하고 경우에 따라 회전 가능한 요소가 공구 홀더(2)의 로터리 디스크(3)를 대체할 수도 있다는 것을 나타내려는 것이다.

그것은 상부의 피가공재 교체 장치(22)에 대해서도 마찬가지로 적용되는 것으로서, 피가공재 교체 장치(22)는 회전 디스크(23)로서 구성될 수 있지만, 화살표 방향(15)으로 슬라이딩 가능하고 경우에 따라 화살표 방향(8)으로 회전도 가능하게 구성되는 선형 이동 가능한 요소로 대체될 수도 있다.

즉, 도 14의 모든 구성 요소들은 임의로 서로 조합될 수 있다.

따라서 도 14에는, 공구 홀더(2)가 로터리 디스크(3)로서 구성되고, 피가공재 홀더(11)가 도면 부호 "11a" 또는 "11b"에 따른 그 구성 형태로 구성되며, 피가공재 교체 장치(22b)가 이제는 선형 이동 가능한 요소로서 구성되는 것을 요체로 하는 제1 타입의 가공 장치(20)가 제시되어 있다.

또한, 도 14는 피가공재 교체 장치(22b)가 마련되고, 피가공재 홀더(11a)도 마찬가지로 마련되지만, 공구 홀더(2b)가 경우에 따라 회전 가능하게도 구동되는 선형 이동 가능한 요소로서 구성되는 것을 요체로 하는 다른 타입의 가공 장치(30)가 제공될 수 있다는 것을 우측에 나타내고 있다.

도 11 내지 도 14에서 그림으로 묘사된 모든 요소들이 각각의 임의의 상호 조합으로 가공 장치(1)를 형성할 수 있다.

도 15 내지 도 19는 도 11에 개략화되어 도시된 타입의 가공 장치(1)에서의 본 발명의 바람직한 구성을 도시하고 있다.

공구 홀더는 하우징 케이스 내에 회전 구동되게 배치되는 로터리 디스크(3)로 이뤄지고, 로터리 디스크(3)에는 별개로 구동되는 다수의 공구 스핀들들(4, 5, 6)이 배치되되, 각각의 공구 스핀들(4-6)에는 상이한 공구(7)가 장착된다.

공구 홀더(2)의 위쪽에는, 바람직하게는 서로 슬라이딩 및 세팅 가능한 3개의 슬라이드들(25, 26, 31)로 구성되는 피가공재 홀더(11)가 배치된다.

가공 대상 피가공재(16)는 화살표 방향(28)으로 회전 가능하게 회전 구동되는 피가공재 수용부(17)에 의해 유지된다. 피가공재 수용부(17)는 로터리 축(24)에 회전 가능하게 장착되고, 그 로터리 축(24)은 다시 선회 축(14)에서 경사 방향(13)으로 선회 가능하게 구성된다. 그것은 X 좌표에서의 피가공재(16)의 슬라이딩을 수행하는 X 슬라이드(25)의 일부이다. X 슬라이드(25)는 Y 슬라이드(26)에 슬라이딩 가능하게 장착되어 Y 방향(화살표 방향(27))으로의 슬라이딩을 수행한다.

또한, Y 슬라이드(26)는 Z 슬라이드(31)에 슬라이딩 가능하게 장착되어 화살표 방향(15)으로의 슬라이딩을 구현한다.

도 18 및 도 19는 그 슬라이드 요소들(25, 26, 31)을 포함한 피가공재 홀더(11)가 하부의 공구 홀더(2)와 상부의 피가공재 교체 장치(22) 사이의 연결을 이루는 수직 스탠드(9)에 배치되는 것을 도시하고 있다.

상부의 피가공재 교체 장치(22)는 다수의 피가공재들(16a, 16b, 16c)이 교체 가능하게 배치되는 로터리 디스크(23)를 포함한다.

클램핑 장치로서, 여기서는 손쉽게 분리 가능한 플러그인 연결 장치가 바람직하다. 또한, 가공 대상 피가공재(16)는 예컨대 기계적으로, 또는 공기압에 의해, 또는 전자기적으로 작동될 수 있는 피가공재 클램프와 같은 통상의 피가공재 수용부에 유지된다. 도 17 및 도 18은 서로 수직으로 슬라이딩 가능한 슬라이드들(25, 26, 31) 및 그에 따라 가공 대상 피가공재(16)가 임의의 가공 위치, 선회 위치, 및 공간 위치로 임의의 공구(7)에 공급되어 거기에서 가공될 수 있음을 나타내고 있다.

1, 10, 20, 30: 가공 장치
2, 2a, 2b: 공구 홀더
3, 19, 23, 35: 로터리 디스크
4, 5, 6: 공구 스핀들
7: 공구
8, 8a, 15, 18, 21, 27, 28, 36, 37: 화살표 방향
9: 회전 축
11, 11a, 11b: 피가공재 홀더
12: 베이스 몸체
13, 13a: 경사 방향
14: 선회 축
16, 16a, 16c: 피가공재
17: 피가공재 수용부
22, 22a, 22b: 피가공재 교체 장치
24: 로터리 축
25: X 슬라이드
26: Y 슬라이드
29, 55: 스탠드
31: Z 슬라이드
32: 상부 포크
33: 하부 포크
34, 34': 공구 보관 장치
38: 위치(도 2의 34에 대한)
39, 40: 커버 후드
41: 구동 축
42: 전동 벨트(22에 대한)
43: 유지 암(22에 대한)
44: 플러그인 연결 장치
45: 모터 축
46: 전동 벨트(34에 대한)
47: 기어 장치
48: 분리 라인
49: 유지 암(34에 대한)
50: 액체 탱크
51: 전동 벨트(11에 대한)
52: 전동 벨트(11에 대한)
53: 슬라이드 구동 장치(11에 대한)
54: 베이스 플레이트
56: 중앙부
57: 상부
58: 커버
60: 회전 및 선회 축(11의)

Claims (10)

1. 치과용 피가공재(16), 특히 인공 치아 및/또는 다른 치과 보철물의 기계 보조 제작 및 가공을 위한 가공 장치로서, 승강 가능하게 및 회전 가능하게 구동되고 회전 축(9)에 위치되는 적어도 하나의 피가공재 홀더(11)에 적어도 하나의 피가공재(16)가 클램핑되고, 가공을 위해 적어도 하나의 공구(7)가 그에 고정된 적어도 하나의 회전 구동 공구 스핀들(4, 5, 6)에 상기 피가공재(16)가 급송되는 가공 장치에 있어서,
   상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)는 다축 로봇으로 구성되되, 그 일 측에는 회전 가능하게 구동되고 교환 가능한 공구를 그 위에 포함하는 적어도 하나의 공구 홀더(2, 2a, 2b)가 배치되고, 상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)의 타 측에는 공구 보관 장치(34)로서 구성된 피가공재 교체 장치(22, 22a, 22b)가 배치되며, 가공 대상 피가공재(16, 16a, 16b, 16c)가 상기 피가공재 교체 장치(22, 22a, 22b)에 교체 가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다축 로봇으로 구성되는 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)는 적어도 5축 로봇으로 구성되고, 상기 가공 대상 피가공재(16)의 클팸핑을 위한 장치 및 2개의 서로 마주한 그립퍼 공구들(32, 33)을 그 헤드에 구비하는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 그립퍼 공구들은 상기 다축 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)로 공급되었을 때에 상기 피가공재의 교체를 위해 공구(7)를 각각 수용하는 포크들(32, 33)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구 보관 장치(34)는 로터리 디스크(35)의 형태로 함께 회전 가능하게 구동되는 다수의 유지 암들(49)로 이뤄지고, 상기 유지 암(49)의 각각의 자유 단부에서 상기 공구(7)가 플러그인 연결 장치에 수용되는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피가공재 교체 장치(22)는 로터리 디스크(23)의 형태로 함께 회전 가능하게 구동되는 다수의 유지 암들(43)로 이뤄지고, 상기 유지 암(43)의 각각의 자유 단부에는 상기 피가공재(16)를 교체 가능하게 유지하기 위한 플러그인 연결 장치(44)에 배치되는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 공구 보관 장치(34)의 유지 암들(49)은 공통의 구동 축(41) 상에 서로 동축상으로 및 서로 수직 상하로 배치되고, 서로 별개로 구동되는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
7. 치과용 피가공재(16), 특히 인공 치아 및/또는 다른 치과 보철물의 기계 보조 제작 및 가공을 위한 가공 장치로서, 승강 가능하게 및 회전 가능하게 구동되고 회전 축(9)에 위치되는 적어도 하나의 피가공재 홀더(11)에 적어도 하나의 피가공재(16)가 클램핑되고, 가공을 위해 적어도 하나의 공구(7)가 그에 고정된 적어도 하나의 회전 구동 공구 스핀들(4, 5, 6)에 상기 피가공재(16)가 급송되는 가공 장치에 있어서,
   로터리 디스크(3)로서 구성되고 다수의 공구들(7)이 그에 배치된 추가의 공구 홀더(2, 2a, 2b)가 상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)의 일 측에 마주하여 부속되되, 상기 각각의 공구는 별개로 회전 구동되는 공구 스핀들에 부속되고, 상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)의 타 측에는 가공 대상 피가공재(16, 16a, 16b, 16c)가 교체 가능하게 수용되는 피가공재 교체 장치(22, 22a, 22b)가 배치되는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)는 상기 공구 홀더(2, 2a, 2b)와 상기 피가공재 교체 장치(22, 22a, 22b) 사이의 개재 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)는 X-Y-Z 슬라이드로서 구성되어 상기 클램핑된 피가공재(16, 16a, 16b, 16c)가 3개의 모든 공간 방향으로 각각의 임의의 공간 축 및 좌표로 회전, 선회, 및 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
10. 치과용 피가공재(16), 특히 인공 치아 및/또는 다른 치과 보철물의 기계 보조 제작 및 가공을 위한 방법으로서, 승강 가능하게 및 회전 가능하게 구동되고 회전 축(9)에 위치되는 적어도 하나의 피가공재 홀더(11)에 적어도 하나의 피가공재(16)를 클램핑하고, 가공을 위해 적어도 하나의 공구(7)가 그에 고정된 적어도 하나의 회전 구동 공구 스핀들(4, 5, 6)에 상기 피가공재(16)를 급송하는 방법에 있어서,
    a. 제1 가공 단계에서, 상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)가 임의의 플러그인 슬롯에서 원재료 피가공재(16)를 상기 피가공재 교체 장치(22, 22a, 22b, 34)로부터 빼내어 그것을 클램핑한 후에 상기 적어도 하나의 공구(7)가 회전 구동되는 맞은 편에 배치된 상기 공구 홀더(2, 2a, 2b) 쪽을 향해 가공 위치로 이동하고,
    b. 제2 가공 단계에서, 상기 공구 홀더(2, 2a, 2b) 및 상기 회전 구동되는 공구(7)의 상부에서 상기 클램핑된 피가공재(16, 16a, 16b, 16c)에 대한 다수의 가공 과정들을 진행하며,
    c. 제3 가공 단계에서, 상기 피가공재(16, 16a, 16b, 16c)의 가공의 완료 후에, 상기 피가공재 홀더(11, 11a, 11b)가 아직 클램핑되어 있는 최종 가공된 상기 피가공재(16, 16a, 16b, 16c)와 함께 상기 피가공재 교체 장치(22, 22a, 22b) 쪽으로 이동하여 상기 최종 가공된 피가공재를 비어 있는 플러그인 슬롯에 끼워 넣고, 다른 플러그인 슬롯으로부터 원재료 피가공재를 끄집어 내어 그것을 다시 클램핑해서 상기 하부 공구 홀더(2, 2a, 2b)에서의 새로운 가공에 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.

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