KR20180138266A

KR20180138266A - 레이저트래커헤드와 smr을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템 및 그 작동방법

Info

Publication number: KR20180138266A
Application number: KR1020170077959A
Authority: KR
Inventors: 전병혁; 이윤우; 양호순; 문일권; 안희경
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2018-12-31
Also published as: KR101969642B1

Abstract

본 발명은 미러 형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템 에 대한 것이다
보다 상세하게는, 미러(10)의 미러면(11) 상측으로 높이h에 배치되는 레이저트래커헤드(111, Laser tracker Head) 및 상기 레이저트래커헤드(111)에서 방출되는 레이저 빛을 반사하는 SMR(112, Sphere Mounted Retro-reflector)을 포함하는 측정유닛(110)과, 상기 미러면(11)을 연삭하는 연삭부(121)를 포함하는 연삭유닛(120)과, 일측 끝단부에 상기 SMR (112) 또는 상기 연삭유닛(120)이 장착될 수 있는 종단장착부(131-1)가 구비되는 종단암(131,terminal arm)과 복수개의 암(133)과 복수개의 관절(134)로 구성되되 상기 종단암(131)의 타측 끝단부에 상기 복수개의 관절(134)과 상기 복수개의 암(133)이 교대로 결합되는 다관절암유닛 (130) 및 모터 또는 압력발생장치로 구성되며 상기 다관절암유닛(130)을 작동하는 작동유닛(140)를 포함하는 다관절모션유닛부 (100); 및 선택모드(214) 및 상기 미러면(10) 형상의 설계정보를 포함하는 형상설계정보(215)를 입력받는 입력유닛(210), 및 상기 선택모드(214) 및 상기 형상설계정보(215)를 기반으로 하여 상기 종단장착부(131-1)과 상기 종단암(131)과 상기 복수개의 암(133) 및 상기 복수개의 관절(134)의 이동방향 및 각도를 포함하는 제1-암작동정보(141)를 생성하고 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 상기 작동유닛(140)을 제어하는 작동유닛제어기(220)을 포함하는 관제부 (200); 로 구성되어 상기 선택모드(214)는 상기 SMR(112)이 상기 종단장착부(133)에 장착되어 상기 미러면(11)에 밀착되고 상기 레이저트래커헤드(111)와 상기 SMR(112) 사이의 이격거리(216)를 측정하는 측정모드(212) 및 상기 연삭유닛(120)이 상기 종단장착부에 장착되어 상기 미러면(11)을 연삭하는 연삭모드(213)를 포함하는 다수의 작업모드(211) 중에 작업자(1)가 선택하는 적어도 하나 이상이 연속되어 배열되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템과 그 작동방법에 관한 것이다.

Description

레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템 및 그 작동방법{Multi-Joint Motion System with Measurement Using Laser Tracker Head and SMR(sphere mounted retro-reflector) and Grinding Function and Operating Method of The Same}

본 발명은 미러 형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템 에 대한 것이다 보다 상세하게는, 종래의 연삭 기술을 그대로 사용하면서, 연삭 단계의 미러면의 형상오차와 측정 시간을 최소화함으로써, 연삭 단계 와 연삭 단계 후속 공정인 연마 단계를 포함하는 대형 과학 거울 가공 공정 전체의 효율성과 성능을 개선할 수 있는, 고속-정밀측정이 가능한 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템 및 그 작동방법에 관한 것이다.

대구경 미러를 제작함에 있어서, 브리지형(bridge type) 및 겐트리형(gantry type)다양한 구조 방식의 3차원 이송장치가 이용되고 있으며, 관련 분야의 선도 업체나 국가에서는 미러 가공 작업에 다관절모션유닛 즉, 다관절로봇을 이용하기도 한다.

미러 가공 기술에는 측정 기술과 가공 기술이 모두 포함된다. 정상 작동이 가능한 미러면의 표면 거칠기와 곡률 또는 평탄도는 매우 정밀한 가공을 요구하기 때문에, 미러 가공 공정에서는 실제 가공 기술뿐만 아니라 가공 종류와 가공 방법의 종류에 적합한 측정 기술도 포함된다.

미러면의 표면을 조금씩 깎아내는 연삭 공정(grinding)은, 미러면 가공 공정 중에 가공 되는 양이 많고 진행도 빠르다. 연삭 공정 역시 적합한 측정기술이 사용되는데, 일반적으로는 구면계(spherometer)를 이용하여 연삭면의 곡률 반지름을 측정하게 된다.

연삭 공정의 특성상 연삭 단계에서의 미러면은 거칠어서 광택이 없고, 전체적인 형상의 오차고 크다. 따라서 현재 일반적인 연삭 공정에서는, 광학적 측정방법을 적용하지 못하기 때문에 기계적 측정방법에 의존할 수 밖에 없고, 이러한 상황은 현재의 연삭 공정에서여러가지 문제점을 야기하는 원인을 제공하고 있다.

도 1에는 연마 단계 표면 상태와 연삭 단계 표면 상태의 비교를 도시하였다.

도 1에서 확인할 수 있듯이, 연마(polishing) 단계의 가공면은 빛이 정반사 되어 광학적 측정이 가능하지만, 연삭(grinding) 단계의 가공면은 거칠기 정도가 높아서 미러면으로 사용하기 힘들다.

또한, 만약 가공면의 형상이 수평이 되도록 설계된 상황에서, 도 1에 도시된 바와 같이 연삭 단계에서 가공면이 기울어진 형상으로 가공되면, 이 오차를 연삭 단계에서 추가적인 가공 단계가 진행되거나, 연마 공정에서 보정되어야 한다. 그러나 현재 일반적으로 사용되는 연삭 단계의 측정 방법은 구면계를 이용한 기계적 측정 방법으로서, 동일한 원점 위치 및 기울기 기준선으로 가공면의 전체 형상을 측정하는 것이 어려운 실정이며, 대구경 미러면의 가공에서는 이러한 문제가 크게 작용할 수 있다.

즉, 길이를 측정하는 마이크로미터(micrometer)의 측정 원리를, 면의 곡률을 측정하는 기구로 확장한 구면계를 이용한 기계적 측정방법은, 광학적 형상측정기(profilometer)와 간섭계(interferometer)등의 측정 방법과 비교하여, 측정의 정밀도와 속도 측면에서 한계를 가지고 있다. 광학적 정밀측정 장치를 이용하지 못하는 연삭 공정의 특징으로 기계적 측정 장치에 의존해야 하며, 이러한 기계적 측정 장치의 측정 성능의 한계로 인하여 연삭 공정 자체의 효율은 떨어지고, 형상 가공 오차는 커지는 악순환이 반복될 수 있다.

또한 연삭공정에서 발생한 형상오차는 이후 공정인 연마단계(polishing)에서 보정되어야 하지만, 시간당 가공량이 더 적기 때문에 연삭 단계에서의 형상오차는 연마 공정의 시간 및 작업량에 큰 부하로 작용할 수 있다.

따라서, 종래의 연삭 기술을 그대로 사용하면서, 연삭 단계의 미러면의 형상오차와 측정 시간을 최소화함으로써, 연삭 단계 와 연삭 단계 후속 공정인 연마 단계를 포함하는 대형 과학 거울 가공 공정 전체의 효율성과 성능을 개선할 수 있는, 고속-정밀측정이 가능한 새로운 연삭면을 측정 장치 및 방법 개발에 대한 요구가 대두되는 실정이다.

한국 등록특허 특0139526

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 미러 형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템은 도 2에 도시된 SMR(112)과 도 3a에 도시된 다관절모션유닛(100)을 결합한 것으로서, 연삭 단계에서 가공작업과 측정작업을 하나의 장치에서 수행할 수 있는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 구면계를 대체하는 광학적 거리측정 방법을 사용할 수 있음으로써, 연삭 단계의 미러면(11) 형상의 정확한 측정정보를 보다 짧은 측정 작업시간에 얻을 수 있고, 연삭 단계의 형상오차를 최소화 함으로써, 후반 공정 단계인 연마 단계의 작업 부담을 줄여서, 미러면 가공 전체 공정을 효율적으로 진행할 수 있는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은 미러(10)의 미러면(11) 상측으로 높이h에 배치되는 레이저트래커헤드(111, Laser tracker Head) 및 상기 레이저트래커헤드(111)에서 방출되는 레이저 빛을 반사하는 SMR(112, Sphere Mounted Retro-reflector)을 포함하는 측정유닛(110)과, 상기 미러면(11)을 연삭하는 연삭부(121)를 포함하는 연삭유닛(120)과, 일측 끝단부에 상기 SMR (112) 또는 상기 연삭유닛(120)이 장착될 수 있는 종단장착부(131-1)가 구비되는 종단암(131,terminal arm)과 복수개의 암(133)과 복수개의 관절(134)로 구성되되 상기 종단암(131)의 타측 끝단부에 상기 복수개의 관절(134)과 상기 복수개의 암(133)이 교대로 결합되는 다관절암유닛 (130) 및 모터 또는 압력발생장치로 구성되며 상기 다관절암유닛(130)을 작동하는 작동유닛(140)를 포함하는 다관절모션유닛부 (100); 및 선택모드(214) 및 상기 미러면(10) 형상의 설계정보를 포함하는 형상설계정보(215)를 입력받는 입력유닛(210), 및 상기 선택모드(214) 및 상기 형상설계정보(215)를 기반으로 하여 상기 종단장착부(131-1)과 상기 종단암(131)과 상기 복수개의 암(133) 및 상기 복수개의 관절(134)의 이동방향 및 각도를 포함하는 제1-암작동정보(141)를 생성하고 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 상기 작동유닛(140)을 제어하는 작동유닛제어기(220)을 포함하는 관제부 (200); 로 구성되어 상기 선택모드(214)는 상기 SMR(112)이 상기 종단장착부(133)에 장착되어 상기 미러면(11)에 밀착되고 상기 레이저트래커헤드(111)와 상기 SMR(112) 사이의 이격거리(216)를 측정하는 측정모드(212) 및 상기 연삭유닛(120)이 상기 종단장착부에 장착되어 상기 미러면(11)을 연삭하는 연삭모드(213)를 포함하는 다수의 작업모드(211) 중에 작업자(1)가 선택하는 적어도 하나 이상이 연속되어 배열되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 상기 다관절모션유닛부(100)는 서로 다른 상기 종단암(131)을 적어도 두 개 이상 구비하고, 상기 서로 다른 두 개의 종단암유닛(131)에 상기 SMR(112)과 상기 연삭유닛(120)이 각각 장착 장착될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 선택모드(214)가 상기 측정모드(212)일 때, 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 SMR(112)의 좌표를 포함하는 SMR좌표정보(311)를 생성하는 SMR좌표생성유닛(310)과, 상기 레이저트래커헤드(111)와 상기 SMR(112) 사이 이격거리(216)를 측정하여 SMR거리정보(321)를 생성하는 SMR거리측정유닛(320)과, 상기 SMR좌표정보(311)와 상기 SMR거리정보(321)를 기반으로 하여 상기 미러면(11)의 형상측정정보(331)를 생성하는 형상측정유닛(330), 및 상기 SMR좌표정보(311)와 상기 SMR거리정보(321) 및 상기 미러면의 형상측정정보(331)를 포함하는 측정모드정보(341)가 저장되는 측정저장유닛(340)으로 구성되는 측정부(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 미러면(11)의 최외곽 모서리원호상에 복수개의 원호상기준점(322)을 설정하고, 상기 복수개의 원호상기준점(322)에 상기 SMR(112)를 배치하여 측정된 상기 이격거리(216)을 기반으로한 원호상길이정보(323)가 생성되고, 상기 원호상길이정보(323)을 기반으로하여 상기 SMR거리정보(321)를 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 형상설계정보(215)와 상기 형상측정정보(331)를 비교하여 연삭필요위치정보(401)를 생성하고 상기 작동유닛제어기(220)으로 전송하는 평가부(400)를 더 구비하여, 상기 작동유닛제어기(220)은 상기 연삭필요위치정보(401)를 기반으로 하는 제2-암작동정보(142)를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 선택모드(214)가 상기 연삭모드(213)일 때, 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 상기 연삭유닛(120) 상기 미러면(11)을 연삭하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 제1-선택모드(214-1)가 상기 측정모드(212)로 선택되고 상기 제1-선택모드(214-1)와 시계열적으로 연속되어 이어지는 제2-선택모드(214-2)가 상기 연삭모드(213)로 선택되는 경우에, 상기 제1-선택모드(214-1)인 상기 측정모드(212)에서 상기 제2-암작동정보(142)가 생성된 후, 상기 제2-선택모드(214-2)인 상기 연삭모드(213)에서 상기 제2-암작동정보(142)를 기반으로 하여 상기 작동유닛제어기(220)가 상기 작동유닛(140)을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 측정유닛(110)은 상기 레이저트래커헤드(111)를 이동하는 트래커헤드이송기기(113)를 더 포함하여,상기 SMR거리정보의 오차를 최소화하기 위한 상기 레이저트래커헤드(111)의 최적 위치를 추척하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 다관절모션유닛부(100)는 다관절로봇유닛이며, 상기 다관절로봇유닛은 다수의 상기 작업모드(211)에 따라 상기 측정유닛(110)과 상기 연삭유닛(120)과 다관절암유닛(130) 상기 작동유닛 및 상기 관제부(200)를 제어하는 방법과 제어 순서를 포함하는 다관절로봇작동알고리즘이 입력되어있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은, 제1항에 따르는 다관절모션시스템의 작동 방법에 있어서,입력유닛(210)을 통하여 작업자로(1)로부터 미러면(11)의 형상설계정보(215)를 입력받는 단계; 상기 입력유닛(210)을 통하여 다수의 작업모드(211)중에 상기 작업자(1)가 선택하는 선택모드(214)를 입력받는 단계; 상기 형상설계정보(215)를 기반으로 하는 제1-암작동정보(141)가 생성되는 단계; 상기 선택모드(214)가 측정모드(212)일 경우에, 상기 미러면(11)의 최외곽 모서리원호상에 복수개의 원호상기준점(322)가 설정되는 단계; 상기 복수개의 원호상기준점(322)에 상기 SMR(112)를 배치하고 상기 이격거리(216)을 측정하여 이를 기반으로 한 원호상길이정보(323)가 생성되는 단계; SMR거리정보(321)가 생성되는 단계; 상기 원화상길이정보(323)을 기반으로 하여 상기 SMR거리정보(321)가 보정되는 단계; 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 SMR(112)의 좌표를 포함하는 SMR좌표정보(311)가 생성되는 단계; 상기 SRM거리정보(321)와 상기 SMR좌표정보(311)를 기반으로 하여 상기 미러면(11)의 형상측정정보(331)가 생성되는 단계;를 포함하며, 상기 선택모드(214)가 연삭모드(213)일 경우에, 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 작동유닛제어기(220)가 상기 작동유닛(140)을 제어하여 상기 연삭유닛(120)이 상기 미러면(11)을 연삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 작동방법을 제공함으로써 달성 될 수 있다.

본 발명의 제3목적은 제7항에 따르는 다관절모션시스템을 이용한 작동 방법에 있어서, 입력유닛(210)을 통하여 작업자로(1)로부터 미러면(11)의 형상설계정보(215)를 입력받는 단계; 상기 형상설계정보(215)를 기반으로 하여 제1-암작동정보(141)를 생성하는 단계; 상기 입력유닛(210)을 통하여 다수의 작업모드(211)중에 상기 작업자(1)가 선택하는 제1-선택모드(214-1)와 제2-선택모드(214-2)를 입력받는 단계; 상기 제1-선택모드(214-1)인 측정모드(212)로 진입하는 단계; 복수개의 원호상기준점(322)을 설정하는 단계; 상기 복수개의 원호상기준점(322)에 SMR(112)를 배치하여 레이저트래커헤드(111)와의 거리를 측정하고 이를 기반으로 하는 원호상길이정보(323)가 생성되는 단계; SMR거리정보(321)를 생성하는단계; 상기 원호상길이정보(323)을 기반으로 하여 상기 SMR거리정보(321)를 보정하는 단계; 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 SMR(112)의 좌표를 포함하는 SMR좌표정보(311)를 생성하는 단계; 상기 SRM거리정보(321)와 상기 SMR좌표정보(311)를 기반으로하여 상기 미러면(11)의 형상측정정보(331)를 생성단계; 평가부(400)에서 상기 형상설계정보(215)와 상기 형상측정정보(331)를 비교하여 연삭필요위치정보(401)를 생성하는 단계; 작동유닛제어기(220)은 상기 연삭필요위치정보(401)을 기반으로하는 제2-암작동정보(142)를 생성하는 단계; 상기 제2-선택모드(214-2)인 연삭모드(212)로 진입하는 단계; 상기 제2-암작동정보(142)를 기반으로 하여 상기 작동유닛제어기(220)가 상기 작동유닛(140)을 제어하여 상기 미러면(11)을 연삭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 작동방법을 제공함으로써 달성 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 미러 형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템은 도 2에 도시된 SMR(112)과 도 3a에 도시된 다관절모션유닛(100)을 결합한 것으로서, 연삭 단계에서 가공작업과 측정작업을 하나의 장치에서 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 구면계를 대체하는 광학적 거리측정 방법을 사용할 수 있음으로써, 연삭 단계의 미러면(11) 형상의 정확한 측정정보를 보다 짧은 측정 작업시간에 얻을 수 있고, 연삭 단계의 형상오차를 최소화 함으로써, 후반 공정 단계인 연마 단계의 작업 부담을 줄여서, 미러면 가공 전체 공정이 효율적으로 수행될 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1. 연마 단계의 가공면과 및 연삭 단계의 가공면의 비교.
도 2. 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템에 적용되는 코너큐브(corner cube)를 구비한 SMR(Sphere Mounted Retro-reflector) 유닛이 연삭단계 미러면에 거치된 상태의 측단면도.
도 3a. 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 개념도.
도 3b. 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 제어 블럭도.
도 3c. 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템에서 원호상길이정보(323) 생성 방법 개념도.
도 4. 도 5. 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 측정모드 블럭도.
도 5. 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 측정-연삭모드 작동 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템에 적용되는 코너큐브(corner cube)를 구비한 SMR(Sphere Mounted Retro-reflector)이 연삭단계 미러면에 거치된 상태의 측단면도를 도시하였다.

도 2를 참조하면, 코너큐브를 구비한 SMR을 연삭면에 안정적으로 밀착시키기 위해서 밀착수을 사용할 수 있음을 알 수 있다.

도 1을 이용한 설명에서 언급한 바와 같이, 연삭 단계의 미러면(11)은 거칠기와 형상 오차가 존재한다. 따라서 원형의 SMR만을 이용하여 미러면(11)에 접근하여 측정하는 것은 어렵다.

도 1에 도시된 바와 같이 특정한 밀착 수단에 코너 큐브를 구비한 SMR을 결합하여, 연삭 단계 미러면(11)에 밀착 시키면, 표면 거칠기에 따른 측정 오차를 줄이거나, 평활화(smoothing)하는 효과가 있으며, 동시에 형상오차를 정확히 측정할 수 있다.

즉, 연삭 단계 가공면의 거친 표면 때문에 구면계를 이용한 기계적 측정법에 한정되던 종래의 연삭 단계 측정 방법을 대신하여, 코너큐브을 구비한 SMR을 이용하는 광학적 측정 방법을 적용할 수 있음으로서, 연삭 단계의 형상오차 측정 정밀도와 측정 속도를 개선할 수 있다.

도 3a에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 개념도를 도시하였으며, 도 3b에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 제어 블럭도를 도시하였다.

도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템은, 크게 연삭 과 측정 작업이 실시되는 장치인 다관절모션유닛부(100)와 다관절모션유닛부(100)의 작동을 제어하는 관제부(200)로 구성됨을 알 수 있다.

도 3a에서 확인할 수 있듯이, 다관절모션유닛부(100)는 측정유닛(110)과 연삭유닛(120)과 다관절암닛(130) 및 적동유닛(140)를 포함할 수 있다.

측정유닛(110)은, 연삭 단계에서 미러면의 형상 측정시 사용되는 장치로서, 미러(10)의 미러면(11) 상측으로 높이h에 배치되는 레이저트래커헤드(111, Laser tracker Head) 및 상기 레이저트래커헤드(111)에서 방출되는 레이저 빛을 반사하는 SMR(112, Sphere Mounted Retro-reflector)로 구성될 수 있다.

연삭유닛(120)은 연삭 작업을 수행하는 장치로서, 미러면(11)을 연삭하는 연삭부(121)를 포함할 수 있다.

또한 다관절암유닛(130)은, 복수개의 관절 장치가 결합되어 연삭유닛(120) 또는 SMR(112)가 거치됨으로써 연삭유닛(120) 및 SMR(112)가 3차원의 자유도를 갖도록 하는 장치이다. 다관절암유닛(130)은 SMR (112) 또는 연삭유닛(120)이 장착될 수 있는 종단장착부(131-1)가 구비되는 종단암(131,terminal arm)과, 복수개의 암(133)과 복수개의 관절(134)로 구성될 수 있으며, 종단암(131)의 타측 끝단부에 복수개의 관절(134)과 복수개의 암(133)이 교대로 결합될 수 있다.

작동유닛(140)은 다관절암유닛(130)을 작동시키는 장치로서, 모터 또는 압력발생장치로 구성될 수 있다.

여기서 다관절모션유닛부(100)를 구성하는 측정유닛(110)과 연삭유닛(120)과 다관절암닛(130) 및 적동유닛(140)의 상세 구조와 작동에 대해 설명하도록 한다.

측정유닛(110)을 구성하는 레이저트래커헤드(111)와 SMR(112)은 빛의 직진성과 간섭성을 이용한 3차원 형상 측정 장치의 하나이다. 도 3a에서 도시된 바와 같이 레이저트래커헤드(111)는, 미러면(11) 상측의 특정한 높이(h)에 고정된다. SMR(112)은 미러면(11)에 밀착되고 코너큐브에서 레이저트래커헤드(111)에서 방출되는 레이저를 반사하여 레이저트래커헤드로 되돌려 보낸다. 이렇게 되돌려 보내진 레이저 빛은 레이저트래커헤드 내부 혹은 외부에 구비된 간섭계에서 분석됨으로써 레이저트래커헤드(111)와 SMR 사이의 이격거리(216)가 측정될 수 있다.

레이저트래커헤드(111)의 배치 높이(h)와 수평 좌표는 미러(10) 또는 미러면(11)의 구경과 미러면(11)의 곡률 반경에 따라 달라질 수 있는데, 바람직하게는 이격거리(216)의 측정 오차를 최소화 할 수 있도록, 다수의 시험 측정을 진행하여 결정할 수 있다.

즉, 레이저트래커헤드를 이동할 수 있는 트래커헤더이송기기(113)를 더 구비하여, 트레이저트래커헤드(111)의 위치를 용이하게 변경할 수 있다.

또한 연삭유닛(120)은 연삭부(121)를 포함할 수 있다.

다관절암유닛(130)은 복수개의 암(133)과 관절(134)로 구성되어, 종단장착부(131-1)에 결합된 SMR(112)과 연삭부(121)를 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 이때 SMR(112) 또는 연삭부(121)가 종단장착부(131-1)에 장착과 탈착이 용이하도록 하는 특정한 결합부재가 더 구비될 수 있다.

더 나아가 특정한 결합부재는 종단장착부(131-1)로부터 SMR(112)과 연삭부(121)에 인가되는 압력을 흡수할 수 있는 압력흡수수단 및 SMR(112) 및 연삭부(121)에 각도 자유도를 부여할 수 있는 무동력 회전관절수단을 더 구비할 수 있다. 압력흡수수단은 종단장착부(131-1)에 장착되는 SMR(112) 및 연삭부(121)에 일정한 압력을 인가할 수 있으며, 회전관절수단은 SMR(112) 및 연삭부(121)가 미러면(11) 형상에 따라 안내될 수 있도록 함으로써, 측정과 연삭 작업시 일정한 작업 조건을 제공할 수 있고, 특히 SMR(112)을 이용한 이격거리(216) 측정시 미러면(11) 굴곡을 그대로 반영할 수 있음으로 정확한 형상 특정에 효과적일 수 있다.

작동유닛(140)은 유압발생장치와 유압로를 이용하여 복수개의 관절(134)에 작동력을 인가하거나 또는 각 관절에 전기 모터가 장착되어 작동유닛(140)에서 인가하는 전력으로 작동될 수 있다.

본 발명의일 실시예에 따른 미러 형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템은 도 2에 도시된 SMR(112)과 도 3a에 도시된 다관절모션유닛(100)을 결합한 것으로서, 연삭 단계에서 가공작업과 측정작업을 하나의 장치에서 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 구면계를 대체하는 광학적 거리측정 방법을 사용할 수 있음으로써, 연삭 단계의 미러면(11) 형상의 정확한 측정정보를 보다 짧은 측정 작업시간에 얻을 수 있고, 연삭 단계의 형상오차를 최소화 함으로써, 후반 공정 단계인 연마 단계의 작업 부담을 줄여서, 미러면 가공 전체 공정을 효율적으로 진행할 수 있는 장점이 있다.

도 3c를 참조하면, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템에서 다관절모션유닛부(100)와 관제부(200)의 구성간 결합관계를 확인할 수 있다.

우선 작업자(1)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템을 이용하여 수행하고자 하는 작업의 종류인 작업모드(211)를 선택할 수 있다. 작업모드(211)는 두 가지로 구분될 수 있는데 하나는 측정유닛(110)을 이용한 측정모드(212)와 연삭유닛(120)을 이용하여 연삭작업을 수행하는 연삭모드(213)으로 구분될 수 있으며, 작업 환경과 조건 및 목적에 따라서 또 다른 작업 종류가 작업모드(211)에 추가될 수 있다.

예를 들어 트래커헤드이송기기(113)을 이용하여, 레이저트래커헤드(111)의 높이(h)와 위치를 변경하면서, 이격거리(216) 또는 아래에서 설명하고 있는 원호상길이정보(323)을 반복적으로 자동 측정함으로써, 레이저트래커헤드의 높이(h) 또는 위치의 최적값을 도출하는 트래커보정모드를 설정할 수 있다.

측정모드(212)와 연삭모드(213)는 각각 측정유닛(110)과 연삭유닛(120)을 종단장착부(131-1)에 장착한 상태에서 선택하거나 작업모드(211)를 선택한 후에 측정유닛(110)과 연삭유닛(120)을 종단장착부(131-1)에 장착할 수 있다.

작업자(1)가 측정모드(212)와 연삭모드(213)를 포함하는 작업모드(211)중에 적어도 하나 이상을 선택하면, 선택된 작업모드(211)는 선택모드(214)로 간주된다.

작업자(1)는 작업모드(211)를 선택하여 입력유닛(210)으로 입력할 때, 가공대상이 되는 미러의 설계 형상인 형상설계정보(215)도 입력할 수 있다.

입력된 선택모드(214) 및 형상설계정보(215)를 기반으로 하여 종단장착부(131-1)과 종단암(131)과 복수개의 암(133) 및 복수개의 관절(134)의 이동방향 및 각도를 포함하는 제1-암작동정보(141)를 생성할 수 있다.

제1-암작동정보(141)는 다관절모션유닛(100)의 움직임 정보를 포함하고 있는 것으로, 앞서 설명한 형상설계정보(215)와 선택모드(214)의 종류에 따라서 결정된다. 즉, 측정유닛(110) 또는 연삭유닛(120)의 이동범위와 각도 및 속도 등의 설정할 때, 형상설계정보(215)뿐만 아니라 선택모드(214)도 입력변수가 될 수 있다.

예를 들어, 동일한 형상설계정보(215)를 이용하더라도, 선택모드(214)가 측정모드(211)일 경우에는 선택모드(214)가 연삭모드(213)인 경우에 비해서, 종단암(131)의 이동속도가 줄어들 수 있다.

또한 선택모드(214)는 측정모드(212)와 연삭모드(213)를 선택하여 측정-연삭모드로 조합된 작업모드를 선택할 수도 있다. 측정-연삭모드는 측정모드(212)와 연삭모드(213)이 배치잡의 형태로 수행되는 선택모드(214)의 한 종류이며, 연삭-측정모드, 측정-연삭-측정모드 와 같은 다양한 형태의 선택모드(214)가 있을 수 있다.

도 3c에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템에서 원호상길이정보(323) 생성 방법 개념도를 도시하였다.

도 3c를 참조하면, 미러(10) 또는 미러면(11)의 최외곽 모서리원호상에 원호상기준점(322, 322-1, -2, -3, 4)를 설정하고, SMR(112)를 원호상기준점(322)에 배치하여 이격거리(216)를 측정함으로써, 미러(10) 혹은 미러면(11)의 직경(R1, R2) 정보를 산출할 수 있는 원호살길이정보(323)를 생성할 수 있다. 이렇게 측정된 원호테스트 결과는 좌표계의 변환이나 이격거리(216)를 포함하는 측정유닛(110)을 이용하여 측정된 측정값을 기준 또는 보정의 기반으로 이용될 수 있다.

도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 측정모드 블럭도를 도시하였다.

도 4를 참조하면, 측정모드(212)에서는 측정부(300) 및 평가부(400)가 더 구비될 수 있음을 알 수 있다.

측정부(300)는 SMR좌표생성유닛(310)과 SMR거리측정유닛(320)과 형상측정유닛(330) 및 측정저장유닛(340)으로 구성됨을 알 수 있다.

제1암-작동정보(141)를 기반으로 작동유닛(140)이 작동하면, SMR(112)의 위치정보를 산출할 수 있으며, SMR좌표생성유닛은 산출된 위치정보를 기반으로 SMR좌표정보(311)을 생성하며, SMR거리측정유닛(320)는 레이저트래커헤드(111)와 SMR(112) 사이의 이격거리(216)를 측정하여 SMR거리정보(321)를 측정한다. 형상측정유닛(330)에서 SMR좌표정보(311)와 SMR거리정보(321)를 매칭하면 연삭 공정 대상인 미러면(11)의 형상측정정보(331)를 생성할 수 있으며, 측정저장유닛(340)는 SMR좌표정보(311)와 상기 SMR거리정보(321) 및 형상측정정보(331)를 포함하는 측정모드정보(341)가 저장된다.

형상측정정보(331)는 실제 측정된 미러면(11)의 형상정보를 포함하고 있는 것으로서, 앞서 설명한 형상설계정보(215)와 동일한 좌표로 매칭하면 설계된 형상과 제작된 형상의 차이를 위치별로 확인할 수 있는 연삭필요위치정보(401)를 생성할 수 있다.

연삭필요위치정보(401)는 다시 관제부(200)로 전달되어 제2-암작동정보(142)가 생성될 수 있는데, 제2-암작동정보(142)를 기반으로 하여 연삭모드(213)에서 연삭유닛(120)을 이용한 연삭작업위치를 결정할 수 있다.

형상설계정보(215)를 기반으로 생성된 제1-암작동정보(141)은 측정모드(212)와 연삭모드(213)에서 동시에 사용될 수 있다.

예를 들어 최초 작업에서는 측정모드(212)가 필요치 않기 때문에, 형상설계정보(215)를 기반으로 생성된 제1-암작동정보(141)는 연삭 모드(213)에서 최초 연삭 작업을 위한 입력정보로 사용된다.

또한 최초 연삭 작업후의 미러면(11) 형상을 최초로 측정할 경우에는 이전에 측정된 미러면 형상 정보가 없기 때문에, 형상설계정보(215)를 기반으로 생성된 제1-암작동정보(141)가 최초 측정모드(212)의 입력정보로 사용된다.

제2-암작동정보(142)는 적어도 1회 이상 연삭 공정이 적용된 미러면(11)의 형상과 형상 설계정보를 이용하여 생성된 것으로서, 바람직하게는 형상설계정보(2115)와 형상측정정보(331)의 차이값을 기반으로 생성되므로, 추가적인 연삭 공정이 필요한 위치의 정보를 포함하고 있으며, 따라서 제2 -암작동정보는 연삭모드(213)에서 연삭 작업을 위한 입력정보로 활용될 수 있다.

도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 측정-연삭모드 작동 순서도를 도시하였다.

도 5를 참조하면, 작업자(1)가 측정모드(212) 및 연삭모드(213)를 모두 선택모드(214)로 선택한 상황에서의 작동 순서를 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 다관절모션시스템은 측정유닛(110)과 연삭유닛(120)을 이용하여 측정과 가공 작업이 모두 가능한 장점이 있다. 이러한 장점을 활용하여 측정과 가공 작업을 일괄작업형태로 제어할 수 있다.

제1선택모드(214-1)를 측정모드(212)로 선택하고, 제2선택모드(214-2)를 연삭모드(213)로 선택하게 되면 측정 후 연삭 작업이 곧바로 진행될 수 있다. 이때 제1-암작동정보를 기반으로 측정모드(212)가 수행되며, 측정모드(212)에서 측정된 형상측정정보(331)를 기반으로 생성된 제2-암작동정보(142)는, 측정모드(212)에서 이어지는 연삭모드(213)의 입력 정보로 작용하여, 미러면(11)내의 연삭이 필요한 위치를 자동으로 연삭 작업을 수행할 수 있다.

도 3a에 도시한 바와 같이 하나의 종단암(131)에 하나의 종단장착부(131-1)를 구비하여 측정유닛(110) 또는 연삭유닛(120)중에 하나를 선택하여 장착할 수 있다. 앞서 설명한바와 같이 선택모드(214)가 측정-연삭모드 또는 연삭-측정모드와 같이 서로 다른 작업모드(211)가 연석적으로 반복될 경우에는 하나의 종단암(131)구조를 이용한 작업이 매우 벌거로울 수 있다.

따라서 다관절암유닛(130)에 두 개 이상의 종단암(131)을 장착하고 병렬로 연결된 서로 다른 종단암(131) 및 종단장착부(131-1)에 측정유닛(110)과 연삭유닛(120)을 동시에 장착함으로서, 일괄 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1. 작업자
10. 미러
11. 미러면
100. 다관절모션유닛부
110. 측정유닛
111. 레이저트래커헤드 112. SMR 113.트래커헤드이송장치
120. 연삭유닛
121. 연삭부
130. 다관절암유닛
131. 종단암 131-1. 종단장착부 133. 암 134. 관절
140. 작동유닛
141. 제1-암작동정보 142. 제2-암작동정보.
200. 관제부
210. 입력유닛
211. 작업모드 212. 측정모드 213. 연삭모드 214. 선택모드
214-1. 제1선택모드 214-2. 제2선택모드
215. 형상설계정보 216. 이격거리
220. 작동유닛제어기
300. 측정부
310. SMR좌표생성유닛
311. SMR좌표정보
320. SMR거리측정유닛
321. SMR거리정보
322,322-1~ -4 원호상기준점
323. 원호강길이정보
330. 형상측정유닛
331. 형상측정정보
340. 측정저장유닛.
341. 측정모드정보
400. 평가부
401. 연삭필요위치정보

Claims

미러(10)의 미러면(11) 상측으로 높이h에 배치되는 레이저트래커헤드(111, Laser tracker Head) 및 상기 레이저트래커헤드(111)에서 방출되는 레이저 빛을 반사하는 SMR(112, Sphere Mounted Retro-reflector)을 포함하는 측정유닛(110)과, 상기 미러면(11)을 연삭하는 연삭부(121)를 포함하는 연삭유닛(120)과, 일측 끝단부에 상기 SMR (112) 또는 상기 연삭유닛(120)이 장착될 수 있는 종단장착부(131-1)가 구비되는 종단암(131,terminal arm)과 복수개의 암(133)과 복수개의 관절(134)로 구성되되 상기 종단암(131)의 타측 끝단부에 상기 복수개의 관절(134)과 상기 복수개의 암(133)이 교대로 결합되는 다관절암유닛(130) 및 모터 또는 압력발생장치로 구성되며 상기 다관절암유닛(130)을 작동하는 작동유닛(140)를 포함하는 다관절모션유닛부(100); 및
선택모드(214) 및 상기 미러면(10) 형상의 설계정보를 포함하는 형상설계정보(215)를 입력받는 입력유닛(210), 및 상기 선택모드(214) 및 상기 형상설계정보(215)를 기반으로 하여 상기 종단장착부(131-1)과 상기 종단암(131)과 상기 복수개의 암(133) 및 상기 복수개의 관절(134)의 이동방향 및 각도를 포함하는 제1-암작동정보(141)를 생성하고 상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 상기 작동유닛(140)을 제어하는 작동유닛제어기(220)을 포함하는 관제부(200); 로 구성되어
상기 선택모드(214)는 상기 SMR(112)이 상기 종단장착부(133)에 장착되어 상기 미러면(11)에 밀착되고 상기 레이저트래커헤드(111)와 상기 SMR(112) 사이의 이격거리(216)를 측정하는 측정모드(212) 및 상기 연삭유닛(120)이 상기 종단장착부에 장착되어 상기 미러면(11)을 연삭하는 연삭모드(213)를 포함하는 다수의 작업모드(211) 중에 작업자(1)가 선택하는 적어도 하나 이상이 연속되어 배열되는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제1항에 있어서,
상기 다관절모션유닛부(100)는 서로 다른 상기 종단암(131)을 적어도 두 개 이상 구비하고,
상기 서로 다른 두 개의 종단암유닛(131)에 상기 SMR(112)과 상기 연삭유닛(120)이 각각 장착 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제1항에 있어서,
상기 선택모드(214)가 상기 측정모드(212)일 때,
상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 SMR(112)의 좌표를 포함하는 SMR좌표정보(311)를 생성하는 SMR좌표생성유닛(310)과, 상기 레이저트래커헤드(111)와 상기 SMR(112) 사이 이격거리(216)를 측정하여 SMR거리정보(321)를 생성하는 SMR거리측정유닛(320)과, 상기 SMR좌표정보(311)와 상기 SMR거리정보(321)를 기반으로 하여 상기 미러면(11)의 형상측정정보(331)를 생성하는 형상측정유닛(330), 및 상기 SMR좌표정보(311)와 상기 SMR거리정보(321) 및 상기 미러면의 형상측정정보(331)를 포함하는 측정모드정보(341)가 저장되는 측정저장유닛(340)으로 구성되는 측정부(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제3항에 있어서,
상기 미러면(11)의 최외곽 모서리원호상에 복수개의 원호상기준점(322)을 설정하고,
상기 복수개의 원호상기준점(322)에 상기 SMR(112)를 배치하여 측정된 상기 이격거리(216)을 기반으로한 원호상길이정보(323)가 생성되고, 상기 원호상길이정보(323)을 기반으로하여 상기 SMR거리정보(321)를 보정하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제3항에 있어서
상기 형상설계정보(215)와 상기 형상측정정보(331)를 비교하여 연삭필요위치정보(401)를 생성하고 상기 작동유닛제어기(220)으로 전송하는 평가부(400)를 더 구비하여,
상기 작동유닛제어기(220)은 상기 연삭필요위치정보(401)를 기반으로 하는 제2-암작동정보(142)를 생성하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제1항에 있어서,
상기 선택모드(214)가 상기 연삭모드(213)일 때,
상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 상기 연삭유닛(120) 상기 미러면(11)을 연삭하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제5항에 있어서,
제1-선택모드(214-1)가 상기 측정모드(212)로 선택되고 상기 제1-선택모드(214-1)와 시계열적으로 연속되어 이어지는 제2-선택모드(214-2)가 상기 연삭모드(213)로 선택되는 경우에,
상기 제1-선택모드(214-1)인 상기 측정모드(212)에서 상기 제2-암작동정보(142)가 생성된 후,
상기 제2-선택모드(214-2)인 상기 연삭모드(213)에서 상기 제2-암작동정보(142)를 기반으로 하여 상기 작동유닛제어기(220)가 상기 작동유닛(140)을 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제3항에 있어서,
상기 측정유닛(110)은 상기 레이저트래커헤드(111)를 이동하는 트래커헤드이송기기(113)를 더 포함하여,
상기 SMR거리정보의 오차를 최소화하기 위한 상기 레이저트래커헤드(111)의 최적 위치를 추척하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제1항에 있어서,
상기 다관절모션유닛부(100)는, 다수의 상기 작업모드(211)에 따라 상기 측정유닛(110)과 상기 연삭유닛(120)과 다관절암유닛(130) 상기 작동유닛 및 상기 관제부(200)를 제어하는 방법과 제어 순서를 포함하는 다관절로봇작동알고리즘이 입력되어있는 다관절로봇유닛인 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템.
제1항에 따르는 다관절모션시스템의 작동 방법에 있어서,
입력유닛(210)을 통하여 작업자로(1)로부터 미러면(11)의 형상설계정보(215)를 입력받는 단계;
상기 입력유닛(210)을 통하여 다수의 작업모드(211)중에 상기 작업자(1)가 선택하는 선택모드(214)를 입력받는 단계;
상기 형상설계정보(215)를 기반으로 하는 제1-암작동정보(141)가 생성되는 단계;
상기 선택모드(214)가 측정모드(212)일 경우에,
상기 미러면(11)의 최외곽 모서리원호상에 복수개의 원호상기준점(322)가 설정되는 단계;
상기 복수개의 원호상기준점(322)에 상기 SMR(112)를 배치하고 상기 이격거리(216)을 측정하여 이를 기반으로 한 원호상길이정보(323)가 생성되는 단계;
SMR거리정보(321)가 생성되는 단계;
상기 원화상길이정보(323)을 기반으로 하여 상기 SMR거리정보(321)가 보정되는 단계;
상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 SMR(112)의 좌표를 포함하는 SMR좌표정보(311)가 생성되는 단계;
상기 SRM거리정보(321)와 상기 SMR좌표정보(311)를 기반으로 하여 상기 미러면(11)의 형상측정정보(331)가 생성되는 단계;를 포함하며,
상기 선택모드(214)가 연삭모드(213)일 경우에,
상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 작동유닛제어기(220)가 상기 작동유닛(140)을 제어하여 상기 연삭유닛(120)이 상기 미러면(11)을 연삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 작동방법
제7항에 따르는 다관절모션시스템을 이용한 작동 방법에 있어서,
입력유닛(210)을 통하여 작업자로(1)로부터 미러면(11)의 형상설계정보(215)를 입력받는 단계;
상기 형상설계정보(215)를 기반으로 하여 제1-암작동정보(141)를 생성하는 단계;
상기 입력유닛(210)을 통하여 다수의 작업모드(211)중에 상기 작업자(1)가 선택하는 제1-선택모드(214-1)와 제2-선택모드(214-2)를 입력받는 단계;
상기 제1-선택모드(214-1)인 측정모드(212)로 진입하는 단계;
복수개의 원호상기준점(322)을 설정하는 단계;
상기 복수개의 원호상기준점(322)에 SMR(112)를 배치하여 레이저트래커헤드(111)와의 거리를 측정하고 이를 기반으로 하는 원호상길이정보(323)가 생성되는 단계;
SMR거리정보(321)를 생성하는단계;
상기 원호상길이정보(323)을 기반으로 하여 상기 SMR거리정보(321)를 보정하는 단계;
상기 제1-암작동정보(141)를 기반으로 하여 상기 SMR(112)의 좌표를 포함하는 SMR좌표정보(311)를 생성하는 단계;
상기 SRM거리정보(321)와 상기 SMR좌표정보(311)를 기반으로하여 상기 미러면(11)의 형상측정정보(331)를 생성단계;
평가부(400)에서 상기 형상설계정보(215)와 상기 형상측정정보(331)를 비교하여 연삭필요위치정보(401)를 생성하는 단계;
작동유닛제어기(220)은 상기 연삭필요위치정보(401)을 기반으로하는 제2-암작동정보(142)를 생성하는 단계;
상기 제2-선택모드(214-2)인 연삭모드(212)로 진입하는 단계;
상기 제2-암작동정보(142)를 기반으로 하여 상기 작동유닛제어기(220)가 상기 작동유닛(140)을 제어하여 상기 미러면(11)을 연삭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저트래커헤드와 SMR을 이용한 미러형상 측정 및 연삭 기능이 가능한 다관절모션시스템의 작동방법