KR20160143916A - Water jet processing control method for Carbon Fiber Reinforced Plastics - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 가공경로의 형태가 변하는 가공 불연속구간에서 분사노즐의 이동속도, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하여 가공품질을 향상시키는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유강화플라스틱 (CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법은 (a) 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집하는 단계; (b) 가공대상 표면의 형상 데이터에 의해 가공대상의 표면의 가공경로를 계산하는 단계; (c) 가공경로상의 가공 불연속구간을 계산하는 단계; 및 (d) 가공 불연속구간에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 단계를 포함한다. One embodiment of the present invention relates to a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) which improves processing quality by adjusting at least one of a moving speed, a moving speed, an injection angle, or a jetting pressure of an injection nozzle in a processing discontinuity section in which a shape of a processing path varies, A method of controlling a water jet machining process for a material is provided. A method of controlling a water jet process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) collecting shape data of a surface to be processed; (b) calculating a machining path of the surface of the object to be processed by the shape data of the surface to be machined; (c) calculating a machining discontinuity section on the machining path; And (d) adjusting at least one of a moving direction, a moving speed, an injection angle, and an injection pressure of the injection nozzle with respect to the processing discontinuity section.
Description
본 발명은 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재의 표면 형상이 복잡하여 가공경로가 변경되는 경우에, 표면의 형상 데이터와 가공경로 데이터를 이용해서 워터젯 가공공정을 제어하여 불량을 감소시키는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of controlling a water jet machining process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material, and more particularly, to a method for controlling a water jet machining process for a carbon fiber reinforced plastic The present invention relates to a method of controlling a water jet machining process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material, which reduces defects by controlling a water jet machining process using shape data and machining path data.
CFRP는 Carbon Fiber Reinforced Plastics의 약어로, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)은 여러 가지 카본 섬유와 여러 가지 열경화 수지와의 복합재료이다. 일반적으로 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재는 고강성 및 초경량 등의 기계적 성질이 우수한 반면, 절삭이 어려운 소재로 분류된다. 따라서 일반적인 절삭공구로 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재를 가공 시에는, 공구마모가 빠르고 절삭온도 및 절삭저항이 크며 절삭 칩이 절삭 날에 융착되는 현상이 발생한다. 또한 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재는 항공 및 우주 등 첨단산업에 이용되는 경우가 증가하고 있어 다양한 형태의 곡면을 포함하는 경우가 많기 때문에, 정밀하게 가공하고 불량을 최소화하는데 어려움이 있다. CFRP stands for Carbon Fiber Reinforced Plastics. Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) are composite materials of various carbon fibers and various thermosetting resins. Generally, carbon fiber reinforced plastic (CFRP) materials are classified as materials that are excellent in mechanical properties such as high rigidity and light weight, but are difficult to cut. Therefore, when a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material is processed with a common cutting tool, the tool wear is rapid, the cutting temperature and cutting resistance are large, and the cutting chip is fused to the cutting edge. In addition, carbon fiber reinforced plastic (CFRP) materials are increasingly used in high-tech industries such as aviation and space, and many types of curved surfaces are included. Therefore, it is difficult to precisely process and minimize defects.
워터젯 가공 방법에는 초고압의 물이 갖는 에너지를 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)과 초고압의 물에 고체인 연마재를 첨가하여 초고압인 물의 에너지와 고체입자의 절삭성을 이용하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)이 있다. 전자는 주로 연질의 소재에 사용되고, 후자는 주로 경질의 소재에 사용된다. 그리고 워터젯을 이용하면, 소재의 변형이나 산화물의 생성 없이 가공이 가능하고 유독가스나 분진 등이 발생하지 않아, 모든 종류의 소재를 친환경적으로 가공할 수 있다. In the water jet machining method, a method of processing by using the energy of ultra-high-pressure water (water jet system) and a method of processing by using high-pressure water energy and cutting property of solid particles by adding a solid abrasive to ultra high-pressure water jet system. The former is mainly used for soft materials and the latter is mainly used for hard materials. By using a water jet, it is possible to process without deforming the material or producing oxides, and generating no toxic gas or dust, so that all kinds of materials can be processed eco-friendly.
워터젯 가공은 직선으로 분출되는 물과 연마재에 의해 수행되기 때문에, 가공 품질이 워터젯의 압력과 속도 등에 영향을 많이 받는다. 따라서 다양한 형상을 가진 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재의 가공에 있어서, 워터젯이 분사되는 압력과 각도, 분사노즐의 이동방향과 이동속도를 제어하여, 분사노즐이 일정한 상태를 유지하면서 가공을 수행할 수 있도록 요구된다.
Since waterjet processing is performed by water and an abrasive that are ejected in a straight line, the processing quality is greatly affected by the pressure and speed of the water jet. Accordingly, in the processing of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) materials having various shapes, it is possible to control the pressure and angle at which the waterjet is jetted, the moving direction and the moving speed of the jetting nozzle, and perform the processing while maintaining the jetting nozzle constant .
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재를 가공하는 경우에 일정한 가공 품질을 얻기 위하여, 가공경로가 변경되는 구간에서 물과 연마재가 분사되는 압력과 각도, 분사노즐의 이동방향과 이동속도를 제어하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) (CFRP) material for controlling the direction and the speed of movement of the water jet.
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. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, (a) 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집하는 단계; (b) 상기 가공대상 표면의 형상 데이터에 의해 상기 가공대상의 표면의 가공경로를 계산하는 단계; (c) 상기 가공경로상의 가공 불연속구간을 계산하는 단계; 및 (d) 상기 가공 불연속구간에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) collecting shape data of a surface to be processed; (b) calculating a machining path of the surface of the object to be processed by the shape data of the object surface; (c) calculating a machining discontinuity section on the machining path; And (d) adjusting at least one of a moving direction, a moving speed, an injection angle, and an injection pressure of the injection nozzle with respect to the working discontinuity section. The carbon fiber reinforced plastic (CFRP) A method of controlling a machining process is provided.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (a)단계는, 상기 분사노즐을 향하는 상기 가공대상 표면의 형상 데이터가 수집되도록 하여 수행될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step (a) may be performed by collecting shape data of the surface to be processed facing the injection nozzle.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b)단계는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공경로의 좌표값이 계산되도록 수행 될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step (b) may be performed so that at least three reference points are set for the shape data of the object to be machined, and the coordinate values of the machining path are calculated.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (c)단계는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공 불연속구간의 좌표값이 계산 되도록 수행될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step (c) may be performed so that at least three reference points are set for the shape data of the object to be processed, and the coordinate value of the processing discontinuity section is calculated.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d)단계는, 상기 분사노즐과 상기 가공대상의 표면 사이의 거리가 일정하게 유지되면서 이동방향이 조정되도록 수행될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step (d) may be performed such that the moving direction is adjusted while the distance between the injection nozzle and the surface of the object to be processed is kept constant.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d)단계는, 상기 분사노즐의 이동속도가 변경됨에 따라 상기 분사노즐의 분사압력이 변경되도록 수행될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step (d) may be performed such that the injection pressure of the injection nozzle is changed as the moving speed of the injection nozzle is changed.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d)단계는, 상기 분사노즐의 분사각도가 상기 가공경로의 면과 수직을 이루며 수행될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step (d) may be performed such that the injection angle of the injection nozzle is perpendicular to the surface of the processing path.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d)단계는, 초고압의 물을 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)또는 연마입자가 포함된 초고압의 물을 분사하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)을 사용하여 수행될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step (d) may include a method of processing using ultra-high pressure water (water jet system) or a method of processing ultra high-pressure water containing abrasive particles (Abrasive water jet system) . ≪ / RTI >
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에는 워터젯을 분사하여 가공대상을 가공하는 분사노즐; 상기 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집하고, 상기 가공대상 표면의 형상 데이터에 의해 상기 가공대상의 표면의 가공경로를 계산하며, 상기 가공경로상의 상기 가공 불연속구간을 계산하는 데어터처리부; 및 상기 가공 불연속구간에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 구동부를 포함하는 탄소섬유강화 플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a spray nozzle for spraying a water jet to process an object to be processed. A data processor for collecting shape data of the surface to be machined, calculating a machining path of the surface of the machining object based on the shape data of the surface to be machined, and calculating the machining discontinuity section on the machining path; And a driving unit for adjusting at least one of a moving direction, a moving speed, an injection angle, and a jetting pressure of the jetting nozzle with respect to the working discontinuous section, and a controller for controlling the water jet working process for the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material .
본 발명의 실시예에 있어서, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치는, 상기 데이터처리부에서 계산된 데이터에 의해 제어신호를 생성하여 상기 구동부에 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the apparatus for controlling a water jet machining process for a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) material may further include a control unit for generating a control signal based on data calculated by the data processing unit and delivering the control signal to the driving unit have.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 데이터처리부는, 상기 분사노즐을 향하는 상기 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the data processing unit can collect shape data of the surface to be processed facing the injection nozzle.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 데이터처리부는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공경로의 좌표값을 계산할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the data processing section may calculate at least three reference points for the shape data of the object to be processed and calculate the coordinate value of the processing path.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 데이터처리부는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공 불연속구간의 좌표값을 계산할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the data processing section can calculate at least three reference points for the shape data of the object to be processed and calculate the coordinate values of the processing discontinuity section.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분사노즐은, 상기 가공대상의 표면과의 거리가 일정하게 유지되면서 이동방향이 조정될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the direction of movement of the injection nozzle can be adjusted while the distance from the surface of the object to be processed is kept constant.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분사노즐은, 이동속도가 변경됨에 따라 분사압력이 변경될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the injection nozzle may change the injection pressure as the moving speed is changed.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분사노즐은, 분사각도가 상기 가공경로의 면과 수직을 이룰 수 있다. In the embodiment of the present invention, the injection angle of the injection nozzle may be perpendicular to the surface of the processing path.
상기 분사노즐은, 초고압의 물을 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)또는 연마입자가 포함된 초고압의 물을 분사하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)으로 워터젯을 분사할 수 있다. The spray nozzle may be a water jet system by using ultra-high pressure water or a water jet by an Abrasive water jet system in which ultra-high pressure water containing abrasive particles is sprayed.
본 발명의 실시예에 따르면, 가공경로의 불연속구간에서 일정하게 유지되는 수준의 가공 품질을 얻을 수 있으며, 직선 및 곡선인 가공경로에 적합하도록 물과 연마재가 분사되는 압력과 각도, 분사노즐의 이동방향과 이동속도를 제어하여, 가공경로의 형상에 관계없이 일정하게 유지되는 가공 품질을 얻을 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a machining quality at a level that is maintained constant in the discontinuous section of the machining path, and the pressure and the angle at which the water and the abrasive are ejected to fit the straight and curved machining paths, It is possible to obtain a machining quality that is constant regardless of the shape of the machining path.
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.
It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법의 흐름도이다.
도2은 본 발명의 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 가공 시의 단면도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 가공의 예시도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어장치의 개략적인 사시도이다. 1 is a flow chart of a method for controlling a water jet machining process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view at the time of processing using a water jet according to the embodiment of the present invention.
3 is an illustration of an example of processing using a waterjet according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic perspective view of an apparatus for controlling a water jet machining process for carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material according to an embodiment of the present invention.
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. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
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. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법의 흐름도이고, 도2는 본 발명의 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 가공 시의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 가공의 예시도이고, 도4는 본 발명의 실시 예에 따른 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어장치의 개략적인 사시도이다.
Fig. 1 is a flowchart of a method of controlling a water jet processing process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view at the time of processing using a water jet according to an embodiment of the present invention, 4 is a schematic perspective view of an apparatus for controlling a water jet machining process for a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) material according to an embodiment of the present invention.
도 1에서 보는 바와 같이, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법은, 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집하는 단계(S10); 가공대상 표면의 형상 데이터에 의해 가공대상의 표면의 가공경로를 계산하는 단계(S20); 가공경로상의 가공 불연속구간을 계산하는 단계(S30); 및 가공 불연속구간에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 단계(S40)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, a method of controlling a water jet machining process for a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) material includes: (S10) collecting shape data of a surface to be machined; Calculating a machining path of the surface of the object to be machined based on the shape data of the surface to be machined (S20); Calculating a machining discontinuity section on the machining path (S30); And adjusting (S40) at least one of a moving direction, a moving speed, an injection angle, and an injection pressure of the injection nozzle with respect to the processing discontinuity section.
여기서, 가공 불연속구간(21)은, 분사노즐(100)의 이동속도가 상대적으로 빠른 가공경로(20)와 분사노즐(100)의 이동속도가 상대적으로 느린 가공경로(20)가 만나는 지점일 수 있다. Here, the
먼저, 가공대상(10) 표면의 형상 데이터를 수집하는 단계(S10)가 진행될 수 있다. First, step (S10) of collecting shape data of the surface of the
여기서, 분사노즐(100)을 향하는 가공대상(10) 표면의 형상 데이터가 수집될 수 있다. Here, the shape data of the surface of the
가공대상(10) 표면의 형상 데이터는 CAD프로그램을 이용하여 계산되고 수집될 수 있다. The shape data of the surface of the
본 발명의 실시예에서는 가공대상(10) 표면의 형상 데이터가 CAD프로그램을 이용하여 계산되고 수집된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, CATIA 또는 솔리드웍스 등의 프로그램도 사용될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the shape data of the surface of the
그리고, 가공대상(10) 표면의 형상 데이터에 의해 가공대상(10)의 표면의 가공경로(20)를 계산하는 단계(S20)가 이루어질 수 있다. The step S20 of calculating the
여기서, 가공대상(10)의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 가공경로(20)의 좌표값이 계산될 수 있다. Here, the coordinate values of the
이때, 3차원의 형태를 일정한 위치로 유지하기 위해서 적어도 3개의 기준점을 설정하는 것이 필요하며, 적어도 3개의 기준점은 가공대상(10)에서 임의로 설정할 수 있고, 고정되는 기구에 가공대상(10)이 접촉하는 지점으로 설정할 수도 있다. At this time, it is necessary to set at least three reference points in order to keep the three-dimensional shape at a constant position. At least three reference points can be arbitrarily set in the
또한, 가공경로(20)상의 가공 불연속구간(21)을 계산하는 단계(S30)가 이루어질 수 있다. In addition, step S30 of calculating the
그리고, 가공대상(10)의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 가공 불연속구간(21)의 좌표값이 계산될 수 있다. The coordinate values of the
이때, 가공경로(20)의 좌표값 계산 시의 기준점을 설정하는 방식과 동일한 방식으로 적어도 3개의 기준점을 설정할 수 있다. At this time, at least three reference points can be set in the same manner as the method of setting the reference point at the time of calculating the coordinate value of the
또한, 가공 불연속구간에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 단계(S40)가 이루어질 수 있다. In addition, the step (S40) of adjusting at least one of the moving direction, the moving speed, the jetting angle, and the jetting pressure of the jetting nozzle with respect to the processing discontinuity section may be performed.
여기서, 분사노즐(100)과 가공대상(10)의 표면 사이의 거리가 일정하게 유지 되면서 이동방향이 조정될 수 있다. Here, the moving direction can be adjusted while maintaining a constant distance between the
그리고, 분사노즐(100)의 이동속도가 변경됨에 따라 분사노즐(100)의 분사압력이 변경될 수 있다. As the moving speed of the
여기서, 분사노즐(100)의 이동속도가 증가하면 분사노즐(100)의 분사압력이 상승하고, 분사노즐(100)의 이동속도가 감소하면 분사노즐(100)의 분사압력이 하락되도록 제어될 수 있다. Here, when the moving speed of the
한편, 분사노즐(100)의 분사각도가 가공경로(20)의 면과 수직을 이루며 분사노즐(100)이 이동할 수 있다. On the other hand, the injection angle of the
이를 통해, 가공대상(10)의 표면과 가공된 절단면이 일정하게 직각을 이루게 되어, 가공 불연속구간(21)을 가공하면서 발생할 수 있는 가공오차를 최소화시킬 수 있다. As a result, the surface of the object to be processed 10 and the machined cut surface are perpendicular to each other at a constant angle, so that machining errors that may occur when machining the
또한, 분사노즐(100)이 초고압의 물을 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)또는 연마입자가 포함된 초고압의 물을 분사하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)으로 워터젯을 분사할 수 있다. In addition, the water jet can be sprayed by a method of processing the
이때, 연마입자로는 규사 등이 사용될 수 있다.At this time, silica particles and the like may be used as the abrasive particles.
이를 통해, 연질의 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에는 초고압의 물이 갖는 에너지를 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)을 사용하고, 경질의 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에는 연마입자가 포함된 물을 분사하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)을 사용하여, 다양한 경도의 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대해 가공할 수 있다.
Through this, a water jet system is used for the flexible carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material, and abrasive particles are used for the hard carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material. Abrasive water jet system can be used to process carbon fiber reinforced plastic (CFRP) materials of various hardnesses.
도2에서 보는 바와 같이, 분사노즐(100)이 가공경로(20)의 면과 수직을 이루고, 가공대상(10)의 표면과의 거리를 일정하게 유지하면서 이동할 수 있다. As shown in FIG. 2, the
이에 따라, 가공 불연속구간(21)과 그 외 가공경로(20)의 가공 절단면이 일정하게 유지될 수 있고, 워터젯 분사줄기의 일정한 부분으로 지속적인 가공을 할 수 있어 가공품질을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the
도3에서 보는 바와 같이, 가공경로(20)가 직선과 곡선을 포함하는 경우 다수의 가공 불연속구간(21)이 발생할 수 있다.
As shown in Fig. 3, when the
도4에서 보는 바와 같이, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어장치는, 워터젯을 분사하여 가공대상(10)을 가공하는 분사노즐(100); 가공대상(10) 표면의 형상 데이터를 수집하고, 가공대상(10) 표면의 형상 데이터에 의해 가공대상(10)의 표면의 가공경로(20)를 계산하며, 가공경로(20)상의 가공 불연속구간(21)을 계산하는 데어터처리부(200); 및 가공 불연속구간(21)에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 구동부(300)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4, the water jet processing control apparatus for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material includes an
탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어장치는, 데이터처리부(200)에서 계산된 데이터에 의해 제어신호를 생성하여 구동부(300)에 전달하는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. The water jet processing control apparatus for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material may further include a
데이터처리부(200)는, 분사노즐(100)을 향하는 가공대상(10) 표면의 형상 데이터를 수집할 수 있다. The
데이터처리부(200)는, 가공대상(10)의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 가공경로(20)의 좌표값을 계산할 수 있다. The
데이터처리부(200)는, 가공대상(10)의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 가공 불연속구간의(21) 좌표값을 계산할 수 있다. The
분사노즐(100)은, 가공대상(10)의 표면과의 거리가 일정하게 유지되면서 이동방향이 조정될 수 있다. The moving direction of the
분사노즐(100)은, 이동속도가 변경됨에 따라 분사압력이 변경될 수 있다. In the
분사노즐(100)은, 분사각도가 가공경로(20)의 면과 수직을 이룰 수 있다. The injection angle of the
분사노즐(100)은, 초고압의 물을 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)또는 연마입자가 포함된 초고압의 물을 분사하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)으로 워터젯을 분사할 수 있다.
The
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. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
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.
The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
10 : 가공대상 20 : 가공경로
21 : 가공 불연속구간 100 : 분사노즐
200 : 데이터처리부 300 : 구동부
400 : 제어부10: machining object 20: machining path
21: process discontinuity section 100: injection nozzle
200: data processing unit 300:
400:
Claims (17)
(a) 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집하는 단계;
(b) 상기 가공대상 표면의 형상 데이터에 의해 상기 가공대상의 표면의 가공경로를 계산하는 단계;
(c) 상기 가공경로상의 가공 불연속구간을 계산하는 단계; 및
(d) 상기 가공 불연속구간에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. In the method of controlling the water jet machining process for carbon fiber reinforced plastic (CFRP) materials,
(a) collecting shape data of a surface to be processed;
(b) calculating a machining path of the surface of the object to be processed by the shape data of the object surface;
(c) calculating a machining discontinuity section on the machining path; And
(d) adjusting at least one of a moving direction, a moving speed, an injection angle, and an injection pressure of the injection nozzle with respect to the processing discontinuity section. Process control method.
상기 (a)단계는, 상기 분사노즐을 향하는 상기 가공대상 표면의 형상 데이터가 수집되도록 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. The method according to claim 1,
Wherein the step (a) is performed by collecting shape data of the surface of the object toward the injection nozzle.
상기 (b)단계는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공경로의 좌표값이 계산되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. The method according to claim 1,
Wherein the step (b) is carried out such that at least three reference points are set for the shape data of the object to be machined and the coordinate values of the machining path are calculated. Process control method.
상기 (c)단계는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공 불연속구간의 좌표값이 계산되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. The method according to claim 1,
Wherein the step (c) is performed such that at least three reference points are set for the shape data of the object to be processed, and the coordinate values of the processing discontinuity section are calculated. Process control method.
상기 (d)단계는, 상기 분사노즐과 상기 가공대상의 표면 사이의 거리가 일정하게 유지되면서 이동방향이 조정되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. The method according to claim 1,
Wherein the step (d) is performed such that the moving direction is adjusted while maintaining a constant distance between the injection nozzle and the surface of the object to be processed. The method for controlling a water jet machining process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) .
상기 (d)단계는, 상기 분사노즐의 이동속도가 변경됨에 따라 상기 분사노즐의 분사압력이 변경되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. The method according to claim 1,
Wherein the step (d) is performed to change the injection pressure of the injection nozzle as the moving speed of the injection nozzle is changed.
상기 (d)단계는, 상기 분사노즐의 분사각도가 상기 가공경로의 면과 수직을 이루며 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. The method according to claim 1,
Wherein the step (d) is performed while the injection angle of the injection nozzle is perpendicular to the surface of the processing path.
상기 (d)단계는, 초고압의 물을 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)또는 연마입자가 포함된 초고압의 물을 분사하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어방법. The method according to claim 1,
The step (d) may be performed using a water jet system using an ultra-high pressure water or an Abrasive water jet system using ultra-high pressure water containing abrasive particles A method of controlling a waterjet processing process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material.
워터젯을 분사하여 가공대상을 가공하는 분사노즐;
상기 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집하고, 상기 가공대상 표면의 형상 데이터에 의해 상기 가공대상의 표면의 가공경로를 계산하며, 상기 가공경로상의 상기 가공 불연속구간을 계산하는 데어터처리부; 및
상기 가공 불연속구간에 대하여 분사노즐의 이동방향, 이동속도, 분사각도 또는 분사압력 중 적어도 어느 하나를 조정하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치. A water jet machining process control apparatus for carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material,
A spray nozzle for spraying a water jet to process an object to be processed;
A data processor for collecting shape data of the surface to be machined, calculating a machining path of the surface of the machining object based on the shape data of the surface to be machined, and calculating the machining discontinuity section on the machining path; And
And a driving unit for adjusting at least one of a moving direction, a moving speed, an injection angle, and a jetting pressure of the jetting nozzle with respect to the working discontinuity section. The apparatus for controlling a water jet working process for a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) .
상기 데이터처리부에서 계산된 데이터에 의해 제어신호를 생성하여 상기 구동부에 전달하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치. 10. The method of claim 9,
Further comprising a controller for generating a control signal based on the data calculated by the data processor and transmitting the control signal to the driving unit.
상기 데이터처리부는, 상기 분사노즐을 향하는 상기 가공대상 표면의 형상 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the data processing unit collects shape data of the surface to be processed facing the injection nozzle. 2. The water jet machining process control apparatus for a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) material according to claim 1,
상기 데이터처리부는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공경로의 좌표값을 계산하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치. 10. The method of claim 9,
Wherein the data processing unit calculates at least three reference points for the shape data of the object to be machined and calculates coordinate values of the machining path.
상기 데이터처리부는, 상기 가공대상의 형상 데이터에 대해 적어도 3개의 기준점을 설정하여, 상기 가공 불연속구간의 좌표값을 계산하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치. 10. The method of claim 9,
Wherein the data processing unit calculates at least three reference points for the shape data of the object to be processed and calculates a coordinate value of the machining discontinuity section. The water jet machining process control device for carbon fiber reinforced plastic (CFRP) .
상기 분사노즐은, 상기 가공대상의 표면과의 거리가 일정하게 유지되면서 이동방향이 조정되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치. 10. The method of claim 9,
Wherein the spraying nozzle is adjusted in its moving direction while maintaining a constant distance from the surface of the object to be processed.
상기 분사노즐은, 이동속도가 변경됨에 따라 분사압력이 변경되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치. 10. The method of claim 9,
Wherein the jetting nozzle changes the jetting pressure as the moving speed is changed.
상기 분사노즐은, 분사각도가 상기 가공경로의 면과 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치. 10. The method of claim 9,
Wherein the injection nozzle has a spraying angle perpendicular to the surface of the working path. The apparatus for controlling a water jet machining process for a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) material according to claim 1,
상기 분사노즐은, 초고압의 물을 이용하여 가공하는 방식(Water jet system)또는 연마입자가 포함된 초고압의 물을 분사하여 가공하는 방식(Abrasive water jet system)으로 워터젯을 분사하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재에 대한 워터젯 가공공정 제어 장치.
10. The method of claim 9,
The spray nozzle may be formed by spraying a water jet with a water jet system using an ultra-high pressure water or an Abrasive water jet system using ultra-high pressure water containing abrasive particles. Water jet processing control system for fiber reinforced plastic (CFRP) materials.
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