KR20180069919A - 모듈형 전해 가공 장치 - Google Patents

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KR20180069919A
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KR1020187016286A
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리만 제이 페트로스키
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웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
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Abstract

전해 가공 장치는 모듈형이고, 연결 장치를 통해 서로 연결되는 전력 모듈, 전해액 처리 모듈, 액추에이터 모듈, 및 제어 모듈을 포함한다. 구성요소들은 모듈형이고 별도의 지지체에 장착되며, 그중 다수는 캐스터를 부가적으로 포함하고, 연결 장치는 제거 가능한 제대 형태이다. 모듈들은 구성요소가 설치되는 시설 내의 장소로 개별적으로 이동될 수 있으며, 모듈들은 설치된 구성요소의 장소에서 상호 연결되어서 모듈형 전해 가공 장치를 형성할 수 있다. 이후, 장치는 설치된 구성요소에 대하여 제자리에서 전해 가공 작업을 수행할 수 있다.

Description

모듈형 전해 가공 장치
개시 및 청구된 개념은, 일반적으로 가공 작업을 수행하는 데 사용 가능한 장비에 관한 것으로, 특히 모듈형 전해 가공 장치에 관한 것이다.
다양한 유형의 가공 기술이 관련 기술분야에 공지되어 있다. 일부 가공 프로세스는 워크피스의 재료의 일부를 제거하기 위해 워크피스와의 사이에 상당한 크기의 힘을 가하면서 워크피스에 적용되는 절삭 공구를 사용한다. 이러한 종래의 프로세스는 쏘(saws), 선반(lathes), 치즐(chisels) 등과 같은 기계를 사용한다. 그 밖의 가공 프로세스는 재료를 제거하기 위해 힘을 사용하는 대신 전기를 사용하고, 그러한 가공 프로세스는, 예를 들어 방전 가공(electrodischarge machining (EDM)) 프로세스 및 전해 가공(electrochemical machining (ECM)) 프로세스를 포함하게 된다. 이러한 가공 방법은 일반적으로 의도한 목적에 효과적이지만, 제한이 없는 것은 아니다.
관련 기술분야에 일반적으로 공지되어 있는 바와 같이, EDM은 전극과 금속 워크피스 사이에 전기를 인가하는 것을 수반하여, 전극과 워크피스 사이에서 스파크가 비화(jump)하여 금속 입자를 기화시킨다. 따라서, EDM은 스파크가 정해진 어느 순간에 한 곳에서만 생겨서 극히 작은 양의 재료를 기화시킬 수 있기 때문에 다른 특정 프로세스와 비교했을 때 상대적으로 느리다. EDM은 또한, 전극 자체가 워크피스와 함께 기화되는 경향이 있기 때문에 상대적으로 비용이 많이 든다.
ECM은 금속 워크피스와 전극 사이에 전위차를 적용하는 한편, 워크피스와 전극 사이에 전해액을 도입하는 것을 수반하기 때문에 EDM에 비해 상대적으로 빠르다. 전위차는 전극 부근에 있는 워크피스의 재료가 전해액 내에서 용해되게 한다. 그래서, ECM은 재료를 제거하는 속도가 EDM에 비해 30배 이상 빠를 수 있다. 그러나, ECM 설비는 서로 협력해야 하는 구성요소들이 많고, 그러한 구성요소들의 중량 및 사이즈, 그리고 상호연결의 복잡성 때문에, 사용이 특정 적용분야에 제한되었다. 그에 따라, 개선이 요망되게 된다.
개선된 전해 가공 장치는 모듈형이고, 연결 장치를 통해 서로 연결되는 전력 모듈, 전해액 처리 모듈, 액추에이터 모듈, 및 제어 모듈을 포함한다. 구성요소들은 모듈형이고 별도의 지지체에 장착되며, 그중 다수는 캐스터(caster)를 부가적으로 포함하고, 연결 장치는 제거 가능한 제대(umbilical) 형태이다. 모듈들은 구성요소가 설치되는 시설 내의 장소로 개별적으로 이동될 수 있으며, 모듈들은 설치된 구성요소의 장소에서 상호 연결되어서 모듈형 전해 가공 장치를 형성할 수 있다. 이후, 장치는 설치된 구성요소에 대하여 제자리에서 ECM 작업을 수행할 수 있다.
따라서, 개시 및 청구된 개념의 양태는 사실상 모듈형이며 설치된 구성요소에 대하여 제자리에서 ECM 작업을 수행할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
개시 및 청구된 개념의 다른 양태는, 별도의 지지체 상에 위치되며 시설 내의 다양한 장소에서 ECM 작업을 수행하기 위해 한 장소에서 다른 장소로 개별적으로 이동 가능한 구성요소들을 포함하는 별도의 모듈들로 구성되는 그러한 장치를 제공하는 것이다.
따라서, 개시 및 청구된 개념의 양태는 구성요소가 설치되는 시설 내의 장소로 이동되며 컴포넌트에 대하여 전해 가공 작업을 수행하도록 구성되는 개선된 모듈형 전해 가공 장치를 제공하는 것이다. 모듈형 전해 가공 장치는, 전력 공급원 및 제 1 지지체를 포함하는 것으로서 일반적으로 언급될 수 있는 전력 모듈로서, 전력 공급원은 제 1 지지체 상에 위치되는, 상기 전력 모듈과, 전해액 처리 모듈을 포함하는 것으로 일반적으로 언급될 수 있는 전해액 장치로서, 전해액 처리 모듈은 다량의 전해액 재료를 수용 및 순환시키도록 구성된 유체 순환 시스템 및 제 2 지지체를 포함하는 것으로 일반적으로 언급될 수 있고, 유체 순환 시스템은 제 2 지지체 상에 위치되고, 제 2 지지체는 제 1 지지체와 별개인, 상기 전해액 장치와, 액추에이터 모듈을 포함하는 것으로 일반적으로 언급될 수 있는 구동 장치로서, 액추에이터 모듈은 액추에이터 및 제 3 지지체를 포함하는 것으로 일반적으로 언급될 수 있고, 제 3 지지체는 제 1 지지체 및 제 2 지지체와 별개이고, 구성요소, 및 이 구성요소에 근접하여 위치되는 시설의 다른 구조체 중 적어도 하나에 부착되도록 구성되며, 액추에이터는 전해 가공 작업의 일부로서 구성요소에 대한 제 1 위치와 구성요소에 대한 제 2 위치 사이에서 제 3 지지체에 대하여 이동 가능한 가동부를 포함하는 것으로 일반적으로 언급될 수 있는, 상기 구동 장치와, 액추에이터와 작동 가능하게 통신하는 제어 장치와, 전력 모듈, 전해액 장치, 및 구동 장치를 함께 연결하도록 구성된 연결 장치를 포함하는 것으로서 일반적으로 언급될 수 있다.
개시 및 청구된 개념에 대한 추가적인 이해는 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 숙독함으로써 얻어질 수 있다.
도 1은 개시 및 청구된 개념에 따른 개선된 모듈형 전해 가공 장치의 개략도,
도 2는 도 1의 장치의 구동 장치의 개략도,
도 3은 도 1의 장치가 사용할 수 있는 복수의 전극을 도시하는 도면,
도 4는 도 1의 장치의 전해액 처리 모듈의 개략도,
도 5는 도 1의 장치의 제어 장치의 개략도,
도 6은 도 1의 장치의 구성요소들 사이의 연결관계를 묘사하는 연결도.
명세서 전반에서 유사한 참조번호는 유사한 부품을 지칭한다.
개시 및 청구된 개념에 따른 개선된 장치(4)는 모듈형 전해 가공 장치이고, 개략적인 시설(8) 내에 위치되며, 시설(8) 내에서 구성요소(16)가 설치되는 그 안의 장소(12)에 배치되는 것으로 묘사된다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 장치(4)는 사실상 모듈형이며, 구성요소(16)와 같은 설치된 구성요소에 대하여 제자리에서 필요에 따라 ECM 작업을 수행하기 위해 서로 분리 가능하고 시설(8) 내에서 한 장소에서 다른 장소로 개별적으로 이동 가능한 복수의 구성요소를 포함한다.
장치(4)는 전력 모듈(20), 전해액 장치(24), 구동 장치(28), 제어 장치(32), 및 연결 장치(36)를 포함한다고 말할 수 있다. 연결 장치(36)는 ECM 작업을 수행하는 데 사용 가능하도록 전술한 구성요소들을 함께 연결해서 함께 작업하게 할 수 있는 예시적인 제대 형태이다. 묘사된 예시적인 실시예에 있어서, 연결 장치(36)는 상기와 같은 구성요소들이 한 장소에서 다른 장소로 별도로 이동되는 것을 허용하기 위해 전술한 구성요소들 중 적어도 일부로부터 분리 가능하다.
도 1에서 더 알 수 있듯이, 전력 모듈(20)은 일련의 캐스터(48)를 포함하는 지지체(44) 상에 위치되는 전력 공급원(40)을 포함한다. 전력 공급원(40)은 공공시설에 의해 제공되는 단상 또는 삼상 전력과 같은 산업용 전원과 연결되도록 구성된다. 전력 공급원(40)은 무려 수천 암페어에 이르는 전력을 ECM 작업의 일부로서 구동 장치(28)에 공급하도록 구성된다. 전력 공급원(40)은 또한, 장치(4)의 그 밖의 구성요소들 중 적어도 일부에 동작 전력을 공급하도록 구성된다.
구동 장치(28)는 로봇 팔(56) 또는 그 밖의 유형의 액추에이터 및 지지체(60)를 포함하는 액추에이터 모듈(52)을 포함한다고 말할 수 있다. 지지체(60)는 지지체(44)와 별개이고, 즉 두 지지체는 서로 독립적으로 이동 가능하고 서로 부착되어 있지 않다는 것을 의미한다.
도 2에서 일반적으로 묘사되는 예시적인 실시예에 있어서, 로봇 팔(56)은 지지체(60) 상에 위치되는 베이스(64)를 포함하고, 마찬가지로 지지체(60) 상에 위치되는 제 1 부착 디바이스(68) 및 제 2 부착 디바이스(72)를 더 포함한다. 제 1 및 제 2 부착 디바이스(68 및 72)는 지지체(60)가 구성요소(16)에 부착될 수 있게 하기 위해 구성요소(16)에 장착 가능하다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서는, 본 발명의 개념으로부터 일탈함이 없이, 지지체(60)는 구성요소(16)에 근접해 있는 시설(8)의 다른 구조체들 또는 구성요소들 상에 위치되도록 구성될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예시적인 제 1 부착 디바이스(68)는 구성요소(16)에 부착 가능한 제 1 클램프(76) 및 제 1 클램프(76)와 지지체(60) 사이에서 연장되는 제 1 버팀대(80)를 포함한다. 제 2 부착 디바이스(72)도 마찬가지로, 구성요소(16)에 부착 가능한 제 2 클램프(84) 및 제 2 클램프(84)와 지지체(60) 사이에서 연장되는 제 2 버팀대(88)를 포함한다. 제 1 및 제 2 부착 디바이스(68 및 72)는 예시적인 구성요소(16)에 부착 가능하며 구성요소(16)에 대하여 고정된 위치에 지지체(60)를 유지한다.
로봇 팔(56)은 그 자체가 액추에이터라고 말할 수 있으며, 도 2에서는 제 1 액추에이터(92) 및 제 2 액추에이터(96)를 포함하는 것으로 묘사된다. 로봇 팔(56)은 전해 가공 전극(110A)의 일부인 개략적으로 묘사된 제 3 액추에이터(118A)와 신속하게 함께 연결 및 서로 분리하도록 구성되는 신속 분리 소켓(100)을 더 포함한다. 제1, 제2, 및 제 3 액추에이터(92, 96, 및 118A)는, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 제어 장치(32)로부터의 명령에 응답하여 작동 가능한 로봇식 액추에이터이다. 로봇 팔(56)은 제 1 액추에이터(92)와 제 2 액추에이터(96) 사이에서 연장되는 제 1 바(102)를 더 포함하는 한편, 제 3 액추에이터(118A)를 유지하는 신속 분리 소켓(100)과 제 2 액추에이터(96) 사이에서 연장되는 제 2 바(106)를 더 포함한다. 제 1 액추에이터(92)는 베이스에 부착된다. 제 1 및 제 2 액추에이터(92 및 96)는 지지체(60)에 대하여 복수의 위치 사이에서 제 3 액추에이터(118A)를 이동시키도록 독립적으로 작동 가능하다.
구동 장치(28)는 또한, 전술한 전극(110A)을 포함한다고 말할 수 있으며, 전극(110A)은 제 3 액추에이터(118A)에 부착되는 전해 가공 전극 요소(114A)를 더 포함한다. 전해 가공 전극 요소(114A)를 전해 가공 다이라고 할 수도 있다. 제 3 액추에이터는 신속 분리 소켓(100)에 부착되는 고정부 및 전해 가공 전극 요소(114A)가 위치되는 가동부를 포함한다. 전체 전극(110A)은 제 1 및 제 2 액추에이터(92 및 96) 각각에 대하여 이동 가능한 가동부를 구성한다고 말할 수 있다. 본 명세서에서는 전극(110A)이 그 일체형 제 3 액추에이터(118A)와 함께 신속 분리 소켓(100)을 통해 제 1 및 제 2 액추에이터(92 및 96)에 부착 가능한 것으로 묘사되어 있지만, 대신에 전극(110A)이 고정식 지지체에 장착될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 상황에서는, 전해 가공 작업을 수행하기 위해 제 3 액추에이터(118A)가 구성요소(16)에 대하여 복수의 위치 사이에서 전극 요소(114A)를 이동시키게 된다.
묘사된 예시적인 실시예에 있어서의 구동 장치(28)는 본 명세서에서는 참조번호 110으로 개별적으로 또는 집합적으로 인용될 수 있는 복수의 전극을 포함한다고 말할 수 있다. 즉, 전극(110)은 도 2 및 도 3에 도시되는 전극(110A)을 포함하는 한편, 도 3에 묘사되는 한 쌍의 다른 전극(110B 및 110C)을 더 포함한다. 전극(110)은 신속 분리 소켓(100)에 대하여 신속하고 용이하게 교체 가능하게 부착 및 제거 가능하며, 아래에서 더 상세하게 설명된다.
도 2 및 전극(110A)을 더 참조하면, 제 3 액추에이터(118A)는 제 2 바(106) 및 구성요소(16)에 대하여 복수의 위치 사이에서 거기에 부착되는 전극 요소(114A)를 이동시켜서 ECM 작업을 수행하기 위해 제 1 및 제 2 액추에이터(92 및 96)와는 독립적으로 작동 가능하다는 점에 유의해야 한다. 예컨대, 전극(110A)은 도 2에서 구성요소(16)에 대하여 제 1 위치에 있는 것으로 실선으로 묘사되는 한편, 도 2에서 구성요소(16)에 대하여 제 2 위치에 있는 것으로 점선으로 부가적으로 묘사된다. 예시적인 제 1 위치는, 전극이 로봇 팔(56)에 의해 구성요소(16)에 근접하여 이동되기 전에 ECM 작업의 시작시에 놓일 수 있는 위치이다. 예시적인 제 2 위치는, 전극(110)이 전력 공급원(40)에 의해 여기되기 직전에 로봇 팔(56)에 의해 위치될 수 있는 구성요소(16)와 근접하는 위치이다.
전극 요소(114A)는 구성요소(16) 상에서 ECM 작업을 실제로 수행하는 전극(110A) 부분이고, 액추에이터(118A)는 구성요소(16)에 대한 복수의 위치 사이에서 전극 요소(114A)를 이동시키는 것이다. 마찬가지로, 전극(110B)은 환형으로 이루어지는 전극 요소(114B)를 포함하고 일체형 제 3 액추에이터(118B)에 부착된다. 유사하게, 전극(110C)은 전극 요소(114C)를 포함하고 일체형 제 3 액추에이터(118C)에 부착된다. 본 명세서에서는, 제 3 액추에이터(118A, 118B, 및 118C)가 개별적으로 또는 집합적으로 참조번호 118로 인용될 수 있다. 본 명세서에서는, 전극 요소(114A, 114B, 및 114C)가 개별적으로 또는 집합적으로 참조번호 114로 인용될 수 있다. 전극 요소(114)들은 각각 상응하는 일체형 제 3 액추에이터(118)에 부착된다고 말할 수 있으며, 즉 각각의 전극 요소(114) 및 거기에 함께 부착되는 그 상응하는 제 3 액추에이터(118)는 전극들(110A, 110B, 및 110C) 중 어느 하나를 교체 가능하게 로봇 팔(56)과 연결하기 위해 신속 분리 소켓(100)에 대하여 신속하게 연결 및 해제될 수 있는 개별 구성요소를 형성한다는 것을 의미한다. 전극(110A, 110B, 및 110C)은 로봇 팔(56) 및/또는 제 3 액추에이터(118)의 조작을 통해, 또한 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같은 다른 작업들을 수행함으로써, 구성요소(16)와 같은 워크피스로부터 재료를 원하는 방식으로 제거하는 다양한 ECM 응용에서 사용 가능하다. 다른 실시예들에 있어서는, 전극 요소(114)가 본 발명의 개념으로부터 일탈함이 없이 일체형 제 3 액추에이터 없이도 구성될 수 있을 것으로 이해된다.
전해액 장치(24)는 도 4에서 일반적으로 묘사되는 전해액 처리 모듈(122)을 포함한다고 말할 수 있다. 전해액 처리 모듈(122)은 서로 유체 연통하는 탱크(126) 및 펌프(130)를 포함하는 유체 순환 시스템(125)을 포함한다. 예시적인 유체 순환 시스템(125)은 여과 장치(127), 보충수 저장소(128), 및 보충 화학물질 저장소(129)를 더 포함한다.
전해액 처리 모듈(122)은 유체 순환 시스템(125)이 놓이는 지지체(134)를 더 포함한다. 지지체(134)는 일련의 캐스터를 포함하고 지지체(60) 및 지지체(44)와 별개이고, 즉 지지체들(44, 60, 및 134)은 서로 부착되지 않고 서로 독립적으로 이동 가능하다는 것을 의미한다. 탱크(126)는, 묘사된 예시적인 실시예에서는, 질산 나트륨 수용액인 상당한 양의 전해액(146)을 내부에 수용하도록 구성되는 내부 구역(142)을 갖는다. 본 발명의 개념으로부터 일탈함이 없이, 다른 전해액들이 사용될 수 있다. 펌프(130)는 구성요소(16)에의 적용을 위해 전해액(146)을 전극(110)에 펌핑하도록 작동 가능하다.
예시적인 탱크(126)는 용적 완충식 탱크(volumetric buffering tank)이고, 부가적으로 여과 장치(127), 보충수 저장소(128), 및 보충 화학물질 저장소(129)와 유체 연통한다. 여과 장치(127)는 적어도 유체 채널(215C)을 통한 전해액(146) 반환류를 수용하고, 통상적으로 먼저 원심분리기를 사용하고 나서, 후속하여 필터 카트리지를 사용함으로써, 회수된 전해액(146)으로부터 침전물을 제거한다. 보충 화학물질 저장소(129)는, ECM 작업 도중에 손실되었을 수 있거나 또는 회수 불가능할 수 있는 전해액 화학물질을 어느 정도 보충하기 위해, 용해시에 전해액(146)을 형성하며 탱크(126)에 제공되는 소량의 화학물질을 내부에 저장한다. 보충수 저장소(128)는 ECM 작업 도중에 손실되었을 수 있는 소량의 물을 보충하고 전해질 용액에서의 화학물질의 농도를 조절하기 위해 탱크(126)에 제공될 수 있는 상당한 양의 물을 내부에 저장한다.
따라서, 전극(110)은 유체 순환 시스템(125)과, 특히 펌프(130)와 유체 연통한다. 전해액 처리 모듈(122)은 전해액 모니터링 계측장비를 부가적으로 포함하는 것이 보통이고, 바람직할 수 있는 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
전해액 장치(24)는 구성요소(16) 및 전극(110)에 근접해 있는, 도 2에 묘사된 전해액 수집기(150)를 더 포함한다. 전해액 수집기(150)는 구성요소(16)와 물리적으로 접촉한 후에 전해질 액체를 포집하도록 구성되고, 또한 포집된 전해액(146)을, 예컨대 유체 채널(215C)을 통해 탱크(126)에 반환하도록 구성된다. 따라서, 전해액 수집기(150)는 탱크(126)와 유체 연통한다.
도 5에서 알 수 있듯이, 제어 장치(32)는 프로세서 장치(158)를 포함한다고 말할 수 있는 컨트롤러(154), 입력 신호를 프로세서 장치(158)에 제공하는 입력 장치(162), 및 프로세서 장치(158)로부터 출력 신호를 수신하는 출력 장치(166)를 포함한다. 컨트롤러(154)는 프로세서 장치(158), 입력 장치(162), 및 출력 장치(166)가 위치되는 지지체(169)를 더 포함한다. 지지체(169)는 지지체들(134, 60, 및 44)와 별개이고 이들과 독립적으로 이동 가능하다.
프로세서 장치(158)는 마이크로프로세서 또는 그 밖의 프로세서와 같은 프로세서(170)를 포함하고, 프로세서(170)와 접속되는 스토리지(174)를 더 포함한다고 말할 수 있다. 스토리지(174)는 제한 없이, RAM, ROM, EPROM, FLASH 등과 같이, 매우 다양한 비일시적 스토리지 매체 중 어느 하나일 수 있고, 프로세서 장치(158)의 메모리 또는 중앙 스토리지, 또는 두 가지 모두의 방식으로 작동할 수 있다. 프로세서 장치(158)는, 장치(4)가 ECM 작업의 일부인 작업들을 포함하는 특정 작업들을 수행하게 하도록, 스토리지(174)에 저장되며 프로세서(170) 상에서 실행 가능한 명령어 형태인 다수의 루틴(178)을 더 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 표현인 "다수의" 및 그 변형은 하나의 양을 포함하여, 0이 아닌 임의의 양을 광범위하게 지칭할 것이다. 제어 장치(32)는 컨트롤러(154)와 전기적으로 접속되며, 묘사된 예시적인 실시예에서는, 무선 송수신기인 제 1 송수신기(182)를 더 포함한다. 그러나, 본 발명의 개념으로부터 일탈함이 없이 유선 송수신기와 같은 다른 유형의 송수신기가 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
제어 장치(32)는 서로 전기적으로 접속되는 사용자 인터페이스(186) 및 제 2 송수신기(190)를 부가적으로 포함한다. 제 1 송수신기(182) 및 제 2 송수신기(190)는 서로 통신한다. 이러한 통신은 대부분 또는 전체적으로 제 1 및 제 2 송수신기(182 및 190)를 포함할 수 있거나 또는 다른 통신 디바이스를 포함할 수 있는 디지털 네트워크를 통해 이루어지게 되고, 특정한 통신 디바이스 유형들은 필수 불가결한 것은 아니며, 오히려 임의적인 것이라는 점에 유의한다. 사용자 인터페이스(186)는 입력 장치(162)의 일부분 및 출력 장치(166)의 일부분을 포함하거나 또는 구성한다고 말할 수 있고, 묘사된 예시적인 실시예에서는 사용자 인터페이스(186)가 컨트롤러(154)로부터 물리적으로 분리되어 있음을 알 수 있다. 다른 실시예들에 있어서는, 입력 장치(162)와 컨트롤러(154)가 동일한 지지체 상에 함께 위치될 수 있다.
사용자 인터페이스(186) 및 제 2 송수신기(190)는 통상적으로 컨트롤러(154)로부터 원격으로 사용될 것이고, 이 경우 사용자 인터페이스(186)는 제 1 및 제 2 송수신기(182 및 190) 사이의 통신을 통해 장치(4)를 원격으로 작동시키기 위해 기술자 또는 다른 개인에 의해 사용될 수 있다. 즉, 사용자 인터페이스(186)는 사용자로부터 명령 및 다른 입력을 수신하고 이를 컨트롤러(154)에 통신하는 데 사용될 수 있으며, 컨트롤러에서는 이들 명령 및 다른 입력이 입력 장치(162)를 통해 입력 신호로서 프로세서 장치(158)에 입력된다. 마찬가지로, 사용자 인터페이스(186)는 프로세서 장치(158)로부터 출력 장치(166)에 출력되며 사용자 인터페이스(186)에 통신되는 출력 신호에 응답하여 시각적 출력 또는 청각적 출력을, 또는 양자 모두를 제공하도록 구성된다. 따라서, 사용자 인터페이스(186)는 라우드스피커, 시각적 디스플레이, 및 키패드를 포함할 수 있으며, 예시로서 시각적 디스플레이 및 키패드가 터치스크린에 잠재적으로 통합되어 있다. 사용자 인터페이스(186)는 본 발명의 개념으로부터 일탈함이 없이 매우 다양한 구성 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
연결 장치(36)는, 묘사된 예시적인 실시예에 있어서는, 한 장소에서 다른 장소로의 복수의 서로 다른 유형의 연결을 가능하게 하는 단일의 제대로서 함께 연결되는, 전기 연결부(194), 유체 연결부(198), 및 제어 연결부(203)를 포함한다고 말할 수 있다. 도 6에서는, 다양한 유형의 통신이 개략적인 방식으로 묘사되어 있다.
전기 연결부(194)는, 본 명세서에서 개별적으로 또는 집합적으로 참조번호 207로 인용될 수 있으며, 더 구체적으로는 본 명세서에서 참조번호 207A, 207B, 및 207C로 인용되기도 하는 복수의 전기 배선을 포함한다고 말할 수 있다. 전기 배선(207A)은 전력 공급원(40)과 전해액 처리 모듈(122) 사이에서 연장되며 펌프(130)에 동력을 공급하기 위한 전기를 제공한다. 전기 배선(207B)은, 로봇 팔(56)에 동력을 공급하기 위한 전기를 제공하고 전극(110)에 전력을 제공해서 ECM 작업을 수행하기 위해, 전력 공급원(40)과 로봇 팔(56) 사이에서 연장된다. 전기 배선(207C)은 전력 공급원(40)과 컨트롤러(154) 사이에서 연장되며 작동을 위한 전력을 제공한다.
도 2에서 알 수 있듯이, 전기 연결부(194)는, 도 2에서는 ECM 작업을 위해 전극(110A) 그 자체에 전력을 제공하기 위해 전극(110A)에 부착되는 것으로 묘사되는, 전기 커넥터(211)를 더 포함한다. 전기 커넥터(211)는, 전극(110A)이 ECM 작업을 수행할 수 있게 하기 위해 해당 전극과 신속하고 용이하게 연결 가능하고, 또한 예시로서, 전극(110A)이 전극들(110B 또는 110C)과 교체될 수 있게 하기 위해 해당 전극으로부터 신속하고 용이하게 분리 가능하다.
유체 연결부(198)는, 본 명세서에서는 개별적으로 또는 집합적으로 참조번호 215로 인용될 수 있는 복수의 유체 채널을 포함하고, 더 구체적으로는 참조번호 215A, 215B, 및 215C로 지시되는 복수의 유체 채널을 포함한다고 말할 수 있다. 유체 채널(215)은 전해액 장치의 다양한 구성요소들과 전극(110) 사이의 유체 연통을 제공한다.
유체 채널(215A)은, 도 4에서는 탱크(126)와 펌프(130) 사이에서 연장되는 것으로 묘사되고, 펌프(130)를 향한 유체 흐름을 허용한다. 펌프(130)는 탱크(126)로부터 전해액(140)을 뽑아내서, 구성요소(16) 상에서 ECM 작업이 수행되는 구동 장치(28) 상의 장소로 펌핑한다.
즉, 유체 채널(215B)은 펌프(130)와 전극(110) 사이에서 연장되고, 전극(110)에 가압 유체 흐름을 제공한다. 관련 기술분야에서 일반적으로 이해되는 바와 같이, 전극(110)들 각각은, (전극(110A)이 도 2에서 점선에 의해 묘사된 위치에 있을 때와 같이) 구성요소(16)에 인접하여 위치되는 전극(110A)의 대향면과 유체 커넥터(219) 사이에서 전극(110) 내부에서 연장되는 복수의 초미세 통로를 포함하게 된다. 따라서, 전극(110)은 ECM 작업이 발생하는 위치에서 구성요소(16)에 전해액(146)의 흐름을 제공하기 위해 탱크(126)와 유체 연통하게 된다고 말할 수 있다.
유체 채널(215C)은, 전해액(146)의 흐름이 구성요소(16)와 물리적인 접촉을 이루게 된 후에, 전해액(146)을 탱크(126)에 반환하기 위해, 전해액 수집기(150)와 탱크(126) 사이에서 연장된다. 전해액 수집기(150)는 전해액(146)의 흐름의 유출량을 수집하기 위해 필요에 따라 다양한 구성들 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 마찬가지로 유출량을 수집하기 위해 필요에 따라 위치될 수 있다.
도 2에 묘사된 바와 같이, 유체 연결부(198)는, 전극(110A)과 연결되며 상승된 압력에서 펌프(130)로부터 직접 전해액(146)을 전극(110A)에 제공하는 유체 커넥터(219)를 포함한다. 유체 커넥터(219)는, 전해액(146)의 흐름을 전극(110)에 제공해서 ECM 작업을 수행하기 위해 신속하고 용이하게 전극(110A)에 연결 가능하고, 또한 유체 커넥터(219)는, 예시로서, 전극(110A)을 전극들(110B 및 110C)과 교체될 수 있게 하기 위해 해당 전극에 대하여 신속하고 용이하게 분리 가능하다.
제어 연결부(203)는 함께 연결 가능한 제어측 제어 커넥터(223A) 및 액추에이터측 제어 커넥터(223B)를 포함하는 데이터 버스(221)를 포함한다고 말할 수 있다. 데이터 버스(221)는, 221A에서와 같이, ECM 작업이 수행되는 그러한 방식으로 로봇 팔(56)이 전극(110A)을 이동시키게 하기 위해 컨트롤러(154)와 로봇 팔(56) 사이에서 데이터 및 명령 등의 형태의 데이터의 흐름을 가능하게 한다. 예컨대, 전극(110)의 이송 속도 및 방향은 컨트롤러(154)로부터 로봇 팔(56)에 제공될 수 있고, 예시로서, 로봇 팔은 전극(110)의 현재 위치를 컨트롤러(154)에 통신할 수 있다. 데이터 버스(221)는 또한, 221B에서와 같이, 예컨대 전압, 전류, 단락, 및 폴트 데이터를 전력 공급원(40)으로부터 컨트롤러(154)에 제공하는 것, 및 전원 온/오프 및 명령된 전압을 컨트롤러(154)로부터 전력 공급원(40)에 제공하는 것에 의해, 컨트롤러(154)와 전력 공급원(40) 사이에서 데이터 및 명령의 흐름을 가능하게 한다. 데이터 버스(221)는 또한, 221C에서와 같이, 컨트롤러(154)와 전해액 처리 모듈(122) 사이에서 데이터 및 명령의 흐름을 가능하게 한다. 예를 들어, 유량, 온도, 전해액 화학물질, 저장소 탱크 레벨, 공급 화학물질 인벤토리, 필터 차압, 잔물 슬러지 레벨 등은 전해액 처리 모듈(122)로부터 컨트롤러(154)로 통신될 수 있다. 유사하게, 컨트롤러(154)는 흐름 온/오프, 명령된 전해액 유량, 명령된 화학물질 공급 파라미터 등과 같은 명령을 전해액 처리 모듈(122)에 제공할 수 있다. 다른 유형의 데이터 및 명령 통신 흐름이 구상될 수 있다.
제어측 제어 커넥터(223A) 및 액추에이터측 제어 커넥터(223B)는 ECM 작업 도중에 상기와 같은 데이터 통신을 가능하게 하기 위해 신속하고 용이하게 함께 연결 가능하고, 또한 제어측 제어 커넥터(223A) 및 액추에이터측 제어 커넥터(223B)는 컨트롤러(154) 및 액추에이터 모듈(52)이 한 장소에서 다른 장소로 서로 독립적으로 이동되는 것을 허용하기 위해 신속하고 용이하게 서로로부터 분리 가능하다.
본 명세서에서는, 전력 모듈(20), 전해액 처리 모듈(122), 액추에이터 모듈(52), 및 컨트롤러(154)가 서로로부터 분리 가능하며, ECM 작업을 수행하기 위해 필요에 따라 시설(8) 내의 한 장소에서 다른 장소로 별도로 이동 가능하다는 점을 묘사하려고 의도된 예시적인 방식으로, 예시적인 커넥터(211, 219, 223A, 및 223B)뿐만 아니라 다른 커넥터들이 묘사되어 있다는 점에 유의해야 한다. 이와 같이, 매우 다양한 연결 구성들 중 어느 하나에는, 다양한 구성요소들 사이에서의 신속한 연결 및 분리를 허용할 수 있게 하기 위해 연결 장치(36)가 제공될 수 있다.
따라서, 장치(4)는, 서로 별도로 이동 가능하지만, 구성요소들이 함께 장치(4)를 형성해서 ECM 작업을 수행할 수 있게 하기 위해 함께 연결 가능한 복수의 별도의 구성요소를 포함한다는 것을 알 수 있다. 즉, 다양한 구성요소들을 도 6에 묘사된 방식으로 함께 연결하기 위해 연결 장치(36)를 사용하면, 예컨대, 전극(110A)이 탱크(126)와 유체 연통하게 되고, 마찬가지로 전해액 수집기(150)가 탱크(126)와 유체 연통하게 된다. 마찬가지로, 연결 장치(36)는 컨트롤러(154)가 액추에이터 모듈(52)과 제어 접속되게 하고, 예시로서, 펌프(130)의 작동의 제어를 제공하기 위해 전해액 처리 모듈(122)과 부가적으로 접속될 수 있다. 또한, 연결 장치(36)는 (로봇 팔(56)을 전기적으로 작동시키고 전극(110)에 전력을 공급하기 위해) 전력 공급원(40)이 컨트롤러(154), 전해액 처리 모듈(122)(보다 구체적으로는 펌프(130)), 및 액추에이터 모듈(52)에 전기적으로 접속되어서 전력을 공급하게 할 수 있다.
연결 장치(36)는, ECM 작업이 발생하게 되는 장소에서 다양한 구성요소들이 함께 연결될 수 있게 하는 한편, 다른 ECM 작업을 수행하기 위해 다양한 구성요소들이 다른 장소로 이동될 필요가 있을 때 서로 분리될 수 있게 하기 위해, 장치(4)의 다양한 구성요소들에 대하여 연결 및 분리될 수 있게 하는 매우 다양한 구성들 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 또 다른 장소에서 구성요소들이 연결 장치(36)를 사용해서 다시 함께 연결될 수 있다.
따라서, 장치(4)는 사실상 모듈형이며, 한 장소에서 다른 장소로 별도로 이동 가능한 복수의 별도의 구성요소를 포함하는 것이 유리하다. 따라서, 모듈형인 장치(4)는 시설(8) 부근의 다양한 장소들 중 어느 한 장소에서 구성요소(16)와 같은 설치된 구성요소에 대하여 제자리에서 ECM 작업이 수행되게 할 수 있다. 다른 장점들이 명백해질 것이다.
본 발명의 특정 실시예들을 상세하게 기술했지만, 당업자라면, 본 개시물의 전체적인 사상의 관점에서 이들 세부내용에 대한 다양한 수정 및 대안이 개발될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 특정 실시예들은 단지 예시적인 것으로서, 첨부된 청구항들의 전체 범위 및 그 임의의 및 모든 등가물에 대하여 주어지게 되는 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.

Claims (9)

  1. 구성요소(16)가 설치되는 시설(8) 내의 장소로 이동되어서 상기 구성요소에 대하여 전해 가공 작업을 수행하도록 구성된 모듈형 전해 가공 장치(4)에 있어서,
    전력 공급원(40) 및 제 1 지지체(44)를 포함하는 전력 모듈(20)로서, 상기 전력 공급원은 상기 제 1 지지체 상에 위치되는, 상기 전력 모듈(20)과,
    전해액 처리 모듈(122)을 포함하는 전해액 장치(24)로서, 상기 전해액 처리 모듈은 다량의 전해액 재료(146)를 수용 및 순환시키도록 구성된 유체 순환 시스템(125) 및 제 2 지지체(134)를 포함하고, 상기 유체 순환 시스템의 적어도 일부분은 상기 제 2 지지체 상에 위치되고, 상기 제 2 지지체는 상기 제 1 지지체와 별개인, 상기 전해액 장치(24)와,
    액추에이터 모듈(52)을 포함하는 구동 장치(28)로서, 상기 액추에이터 모듈은 액추에이터(56) 및 제 3 지지체(60)를 포함하고, 상기 제 3 지지체는 상기 제 1 지지체 및 상기 제 2 지지체와 별개이며, 상기 구성요소, 및 상기 구성요소에 근접하여 위치되는 상기 시설의 다른 구조체 중 적어도 하나에 부착되도록 구성되며, 상기 액추에이터는 상기 전해 가공 작업의 일부로서 상기 구성요소에 대한 제 1 위치와 상기 구성요소에 대한 제 2 위치 사이에서 상기 제 3 지지체에 대하여 이동 가능한 가동부를 포함하는, 상기 구동 장치(28)와,
    상기 액추에이터와 작동 가능하게 통신하는 제어 장치(32)와,
    상기 전력 모듈, 상기 전해액 장치, 및 상기 구동 장치를 함께 연결하도록 구성된 연결 장치(36)를 포함하는
    모듈형 전해 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 장치는, 상기 가동부에 부착 가능하고, 이에 의해 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 이동되도록 구성되는 전해 가공 전극(110A, 110B, 110C)을 더 포함하고, 상기 전해 가공 전극은 상기 전력 공급원과 전기적으로 접속되도록 구성되고 상기 전해액 처리 모듈과 유체 연통하도록 더 구성되는
    모듈형 전해 가공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 장치는, 일체형 액추에이터(118A, 118B, 118C)를 각각 포함하고 상기 구동 장치에 교체 가능하게 부착 가능한 상기 전해 가공 전극을 포함하는 복수의 전해 가공 전극을 더 포함하는
    모듈형 전해 가공 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 장치는 적어도 하나의 제 1 전기 커넥터(211)를 포함하는 전기 연결부(194)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 1 전기 커넥터는 상기 전해 가공 전극 및 상기 전력 공급원을 전기적으로 함께 접속시키도록, 상기 구동 장치 및 상기 전력 공급원 중 하나와 분리 가능하게 연결되는
    모듈형 전해 가공 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결 장치는 적어도 하나의 제 1 유체 커넥터(219)를 포함하는 유체 연결부(198)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 1 유체 커넥터는 상기 유체 순환 시스템 및 상기 전해 가공 전극을 유체 연통하여 함께 연결하도록 상기 전해액 장치 및 상기 구동 장치 중 하나와 분리 가능하게 연결되는
    모듈형 전해 가공 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전해액 장치는 상기 구성요소와 물리적으로 접촉한 후에 상기 전해액의 흐름의 적어도 일부분을 수집하도록 구성되는 전해액 수집기(150)를 더 포함하고, 상기 전해액 수집기는 상기 유체 연결부와 유체 연통으로 연결 가능한
    모듈형 전해 가공 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 액추에이터 및 상기 전력 공급원을 분리 가능하게 전기적으로 함께 접속하도록 전기 연결부와 전기적으로 접속되는
    모듈형 전해 가공 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해액 장치는 상기 구성요소와 물리적으로 접촉한 후에 상기 전해액의 흐름의 적어도 일부분을 수집하도록 구성되는 전해액 수집기(150)를 더 포함하고, 상기 전해액 수집기는 상기 유체 순환 시스템과 유체 연통으로 연결 가능한
    모듈형 전해 가공 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    프로세서(170) 및 스토리지(174)를 포함하는 프로세서 장치(158)와,
    상기 프로세서 장치에 입력 신호를 제공하도록 구성된 입력 장치(162)와,
    상기 프로세서 장치로부터의 출력 신호를 수신하도록 구성된 출력 장치(166)와,
    상기 입력 장치의 적어도 일부분 및 상기 출력 장치의 적어도 일부분을 포함하는 사용자 인터페이스(186)로서, 상기 입력 장치의 적어도 일부분은 다수의 사용자 입력에 응답하여, 다수의 입력 신호를 상기 프로세서 장치에 제공하도록 구성되고, 상기 출력 장치의 적어도 일부분은 상기 프로세서 장치로부터 다수의 출력 신호를 수신하는 것에 응답하여, 다수의 시각적 출력 및 다수의 청각적 출력 중 적어도 하나를 제공하도록 구성되는, 상기 사용자 인터페이스(186)와,
    적어도 상기 구동 장치와 전기적으로 접속되는 제 1 송수신기(182)와,
    상기 사용자 인터페이스와 전기적으로 접속되는 제 2 송수신기(190)를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 송수신기는 서로 통신하도록 구성되며,
    상기 스토리지는 다수의 루틴(178)이 내부에 저장되어 있고, 상기 루틴은 상기 프로세서 상에서 실행 가능하며 상기 액추에이터가 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 상기 가동부를 이동시키도록 구성되는
    모듈형 전해 가공 장치.
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