KR20210103728A

KR20210103728A - 치아가공기의 자동 교정 방법

Info

Publication number: KR20210103728A
Application number: KR1020200018258A
Authority: KR
Inventors: 최병열
Original assignee: 최병열
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2021-08-24
Also published as: KR102324251B1

Abstract

본 발명은 치아가공기의 교정 방법에 관한 것으로, 피가공물의 가공 전 또는 주기적으로 교정을 자동으로 수행함으로써 정밀한 가공이 가능한 치아가공기의 교정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기준 플레이트의 일면에 위치한 두 지점에 가공툴을 순차적으로 접촉시켜 획득한 평형도 교정 좌표를 이용하여 회전축 옵셋값을 산출하는 평형도 교정 단계와, 표준공을 갖는 표준 플레이트의 내주면, 일면 및 타면에 가공툴을 순차적으로 접촉시켜 획득한 기준원점 교정 좌표를 이용하여 기준원점을 산출하는 기준원점 교정 단계와, 가공 플레이트에 패턴을 가공하고, 가공물과 가공툴을 접촉시켜 획득한 가공원점 교정 좌표를 이용하여 실제 가공치수를 산출하고, 실제 가공치수와 패턴의 가공치수를 비교해 가공원점 옵셋값을 산출하는 가공원점 교정 단계를 포함할 수 있다.

Description

치아가공기의 자동 교정 방법{AUTIMATIC CALIBRATION METHOD IN CNC MACHINE}

본 발명은 치아가공기의 자동 교정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피가공물의 가공 전에 교정을 자동으로 수행함으로써 정밀한 가공이 가능한 치아가공기의 교정 방법에 관한 것이다.

인공치아의 가공을 위해 다축 가공이 가능한 치아가공기가 사용되고 있다. 일반적으로 치아가공기는 서로 다른 세 개의 축 방향으로 이동 가능하게 형성된 가공툴 및 회전 가능하게 형성된 작업테이블을 포함하며, 모형치아를 스캔한 스캔데이터를 기반으로 변환된 cad/cam데이터에 따라 가공툴 및 작업테이블을 회동하며 작업테이블에 고정된 원자재를 절삭하여 인공치아를 가공한다.

그런데 치아가공기는 조립 공차, 진동 또는 충격에 의한 원점 틀어짐, 센서 오차, 기어의 기구적 오차 등에 의해 가공툴 또는 작업테이블의 실제 위치가 지정된 위치와 상이한 경우가 빈번히 발생한다. 즉, 치아가공기는 정밀한 가공을 위해 오차를 보완하는 교정 작업을 주기적으로 수행해야 한다.

그런데, 종래에는 작업자가 수동으로 교정 작업을 진행하여, 작업자의 숙련도에 따라 교정 정확도가 달라졌으며, 교정 작업에 과도한 시간 및 노동력이 소요되는 문제가 있었다.

따라서, 인공치아가 부적절하게 가공되는 것을 방지하며 사용자의 조작을 최소화할 수 있도록, 자동으로 가공툴 및 작업테이블의 위치를 교정하는 치아가공기의 자동 교정 방법에 대한 요구가 생기게 되었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인공치아가 부적절하게 가공되는 것을 방지하며 사용자의 조작을 최소화할 수 있도록, 자동으로 가공툴 및 작업테이블의 위치를 교정하는 치아가공기의 자동 교정 방법을 제공하는 것이다.

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.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 X축, Y축, Z축 방향으로 이동하며 피가공물을 절삭하는 가공툴과, 가공툴의 위치를 좌표로 산출하는 좌표산출부가 형성된 툴유닛 및 어느 하나의 플레이트가 안착 가능한 작업테이블이 회전 가능하게 형성된 테이블유닛을 포함하는 치아가공기의 자동 교정 방법에 있어서, 작업테이블에 기준 플레이트가 안착된 후, 기준 플레이트의 일면에 위치한 두 지점에 가공툴을 순차적으로 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴의 위치좌표인 평형도 교정 좌표를 획득하며, 평형도 교정 좌표를 이용하여 회전축 옵셋값을 산출해 작업테이블에 반영하는 평형도 교정 단계와, 작업테이블에 표준공을 갖는 표준 플레이트가 안착된 후, 표준 플레이트의 내주면, 일면 및 타면에 가공툴을 순차적으로 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴의 위치좌표인 기준원점 교정 좌표를 획득하며, 기준원점 교정 좌표를 이용하여 기준원점을 산출해 가공툴 및 좌표산출부에 반영하는 기준원점 교정 단계와, 작업테이블에 가공 플레이트가 안착된 후, 가공 플레이트에 패턴을 가공하고, 패턴 가공에 의해 형성된 가공물과 가공툴을 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴의 위치좌표인 가공원점 교정 좌표를 획득하며, 가공원점 교정 좌표를 이용하여 실제 가공치수를 산출하고, 실제 가공치수와 패턴의 가공치수를 비교해 가공원점 옵셋값을 산출해 가공툴에 반영하는 가공원점 교정 단계를 포함하고, 일면에 위치한 두 지점은 회전축에 수직으로 배치되는 가상의 일직선상에 위치한다.

본 발명의 일 실시에에 따라, 평형도 교정 단계는 가공툴을 기준 플레이트의 일면에 위치한 어느 일지점에 접촉시켜 제1평형도 교정 좌표를 획득하는 단계와, 가공툴을 기준 플레이트의 일면에 위치한 다른 일지점에 접촉시켜 제2평형도 교정 좌표를 획득하는 단계와, 제1평형도 교정 좌표 및 제2평형도 교정 좌표를 이용해 회전축 옵셋값을 산출하고, 산출된 회전축 옵셋값만큼 작업테이블을 회전시키는 단계를 포함하고, 회전축 옵셋값은 기준 플레이트의 어느 일지점과 기준 플레이트의 다른 일지점을 잇는 직선을 빗변으로 하는 가상의 직각 삼각형의 탄젠트 함수를 이용해 산출될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따라, 테이블유닛은 작업테이블에 고정된 피가공물에 전기적 신호를 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있으며, 기준 플레이트는 작업테이블과의 접촉면에 절연층이 형성되고, 평형도 교정 단계에서 기준 플레이트에 전기적 신호를 공급하고, 가공툴과 기준 플레이트의 접촉 시 발생하는 전기적 신호의 변화로 접촉여부를 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 표준공은 사각형 형상으로 제1내면 내지 제4내면을 가지며, 기준원점 교정 단계는 가공툴을 제1내면에 접촉시켜 제1기준원점 교정 좌표를 획득하고, 제2내면에 접촉시켜 제2기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와, 가공툴을 제3내면에 접촉시켜 제3기준원점 교정 좌표를 획득하고 제4내면에 접촉시켜 제4기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와, 가공툴을 표준 플레이트의 일면에 접촉시켜 제5기준원점 교정 좌표를 획득하고, 가공툴을 표준 플레이트의 타면에 접촉시켜 제6기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와, 제1기준원점 교정 좌표와 제2기준원점 교정 좌표의 X축 중간값을 산출하고, 제3기준원점 교정 좌표와 제4기준원점 교정 좌표의 Y축 중간값을 산출하며, 제5기준원점의 교정 좌표와 제6기준원점 교정 좌표의 Z축 중간값을 산출하는 단계와, 기준원점은 X축 중간값, Y축 중간값 및 Z축 중간값으로 이루어진 기준원점을 산출하고, 산출된 기준원점으로 툴유닛을 이동시키며, 산출된 기준원점에 위치된 툴유닛의 좌표가 영점좌표가 되도록 좌표산출부를 보정하는 단계를 포함하고, 제1내면 및 제2내면은, X축 상에 위치하며, 제3내면 및 제4내면은 Y축 상에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제6기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계에서 제5기준원점 교정 좌표를 획득한 후, 작업테이블을 180회전시킨 후, 가공툴을 표준 플레이트의 타면에 접촉시켜 제6기준원점 교정 좌표를 획득하며, 획득된 제6기준원점 교정 좌표의 Z축 값에 음의 부호(-)를 곱할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 가공원점 교정 단계는 가공 플레이트 일면에 음각 형상의 제1패턴을 가공하여 제1가공물을 형성하는 단계와, 가공툴을 가공 플레이트의 일면에 접촉시켜 제1가공원점 교정 좌표를 획득하는 단계와, 가공툴을 제1가공물의 바닥면에 접촉시켜 제2가공원점 교정 좌표를 획득하는 단계와, 제1가공원점 교정 좌표와 제2가공원점 교정 좌표를 바탕으로 제1가공물의 높이를 산출하는 단계와, 산출된 제1가공물의 높이와 제1패턴의 높이의 차를 2로 나눈 값을 Z축 옵셋값으로 산출하고, 산출된 Z축 옵셋값을 Z축 가공원점에 반영하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 가공원점 교정 단계는 가공 플레이트의 높이와 동일한 높이를 갖는 사각형의 중공 형상의 제2패턴을 가공하여 제2가공물을 형성하는 단계와, 가공툴을 제2가공물의 제1면의 어느 일지점에 접촉시켜 제7기준원점 교정 좌표를 획득하고, 가공툴을 제2가공물의 제1면의 다른 일지점에 접촉시켜 제8기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와, 가공툴을 제2가공물의 제2면의 어느 일지점에 접촉시켜 제9기준원점 교정 좌표를 획득하고, 가공툴을 제2가공물의 제2면의 다른 일지점에 접촉시켜 제10기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와, 제7기준원점 교정 좌표와 제8기준원점 교정 좌표의 X축값의 차를 2로 나눈 값을 X축 옵셋값으로 산출하고, 산출된 X축 옵셋값을 X축 가공원점에 반영하는 단계와, 제9기준원점 교정 좌표와 제10기준원점 교정 좌표의 Y축값의 차를 2로 나눈 값을 Y축 옵셋값으로 산출하고, 산출된 Y축 옵셋값을 Y축 가공원점에 반영하는 단계를 포함하고, 제2가공물을 형성하는 단계는 가공 플레이트의 일면의 중심부에 제2패턴의 일부를 가공하여 제2-1가공물을 형성하는 단계와, 가공 플레이트의 타면의 중심부에 제2패턴의 나머지 일부를 가공하여 제2-2가공물을 형성하는 단계를 포함하고, 제1면은 X축 상에 위치하고, 제2면은 Y축 상에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 가공원점 교정 단계 이후, 작업테이블에 새로운 가공 플레이트가 안착된 후, 가공 플레이트에 양각 형상의 재교정 패턴을 가공하여 재교정 가공물을 형성하고, 재교정 가공물의 실제 가공치수를 입력받으며, 재교정 가공물의 실제 가공치수와 재교정 패턴의 가공치수를 비교해 각 축의 가공원점 옵셋값을 산출하고, 산출된 가공원점 옵셋값을 가공원점에 반영하는 가공원점 재교정 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 가공원점 교정 단계 이후, 작업테이블에 복수의 원자재가 고정된 고정 플레이트가 안착된 후, 각 원자재에 좌표확인 패턴을 가공하여 좌표확인 가공물을 형성하고, 좌표 확인 가공물의 치수와 좌표확인 패턴의 치수를 비교하여 워크좌표 옵셋값을 산출하고, 산출된 워크좌표 옵셋값을 워크좌표에 반영하는 워크좌표 교정 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 치아 가공 시 오차를 발생시킬 수 있는 다양한 요소들에 대해 교정을 실시함으로써, 오차 발생 가능성을 낮출 수 있음과 동시에, 자동으로 교정을 실시하기 때문에 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아가공기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공디바이스의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아가공기의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아가공기의 자동 교정 방법을 도시하는 순서도이다.
도 5는 도 4의 평형도 교정 단계를 도시하는 예시도이다.
도 6은 도 4의 기준원점 교정 단계를 도시하는 예시도이다.
도 7은 도 4의 가공원점 교정 단계에서 Z축 가공원점 교정 과정을 도시하는 예시도이다.
도 8은 도 4의 가공원점 교정 단계에서 X, Y축 가공원점 교정 과정을 도시하는 예시도이다.
도 9은 도 4의 가공원점 재교정 단계를 도시하는 예시도이다.
도 10는 도4의 워크좌표 교정 단계를 도시하는 예시도이다.

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.

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.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아가공기(1)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공디바이스(2)의 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 치아가공기(1)는 가공디바이스(2) 및 가공디바이스(2)와 연결되어 이를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함할 수 있다.

더욱 상세하게, 가공디바이스(2)는 프레임(20), 테이블유닛(21), 툴유닛(22), 기준 플레이트(23), 표준 플레이트(24), 가공 플레이트(25)를 포함할 수 있으며, 고정 플레이트(26)를 더 포함할 수 있다.

프레임(20)은 테이블유닛(21) 및 툴유닛(22)을 지지하는 구성요소로서, 바닥면과 평행하게 배치되는 수평프레임(201) 및 수평프레임(201)의 상면에 결합되며, 바닥면과 수직하게 배치되는 수직프레임(202)을 포함할 수 있다.

테이블유닛(21)은 플레이트를 고정하는 구성요소로서, 플레이트가 안착 가능하며, 수평프레임(201)과 일정 간격 이격되어 배치되는 작업테이블(211) 및 수평프레임(201)에 결합되며, 작업테이블(211)을 A방향으로 회전시키는 제1회전부(212)를 포함할 수 있다.

테이블유닛(21)은 작업테이블(211)을 B방향으로 회전시키는 제2회전부(213)를 더 포함할 수 있다. 즉, 제1회전부(212) 및 제2회전부(213)의 구동에 따라 작업테이블(211)이 회전하며 작업테이블(211)에 안착된 플레이트의 각도가 변화될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 테이블유닛(21)은 작업테이블(211)에 안착된 플레이트에 전기적 신호를 공급하는 전원부(214)를 더 포함할 수 있다. 한편, 제1회전부(212), 제2회전부(213) 및 전원부(214)는 컨트롤러(3)에 연결될 수 있으며, 컨트롤러(3)에 의해 구동이 제어될 수 있다.

툴유닛(22)은 상하, 전후, 좌우로 이동하며 피가공물을 절삭하는 구성요소로서, 피가공물을 절삭하는 가공툴(221), 가공툴(221)을 회전시키는 스핀들(222), 가공툴(221)을 X축 방향으로 이송시키는 X축 이송부(223), 가공툴(221)을Y축 방향으로 이송시키는 Y축 이송부(224) 및 가공툴(221)을 Z축 방향으로 이송시키는 Z축 이송부(225) 및 X축 이송부(223), Y축 이송부(224) 및 Z축 이송부(225)와 각각 연결되어 가공툴(221)의 위치를 좌표로 산출하는 좌표산출부(226, 도 3 참조)를 포함할 수 있다. 이때, 좌표산출부(226)는 각 이송부(223 내지 225)의 회전에 따른 엔코더 펄스신호와 홀센서(미도시)의 위치변화 데이터로 가공툴(221)의 위치에 관한 좌표를 산출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 툴유닛(22)은 가공툴(221)에 인가되는 전기적 신호를 감지하는 감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

스핀들(222), X축 이송부(223), Y축 이송부(224) 및 Z축 이송부(225) 및 감지부(미도시)는 컨트롤러(3)에 연결될 수 있으며, 컨트롤러(3)에 의해 구동이 제어될 수 있다. 또한, 좌표산출부(226)는 컨트롤러(3)에 연결될 수 있으며, 컨트롤러(3)로 산출된 좌표를 송신할 수 있다.

기준 플레이트(23)는 평형도 교정 시 작업테이블(211)에 안착되는 구성요소이다. 기준 플레이트(23)는 전기가 통하는 재질로 형성될 수 있으며, 테이블유닛(21)에 형성된 전원부(214)로부터 전기적 신호를 공급받을 수 있다. 또한, 기준 플레이트(23)는 작업테이블(211)과 맞닿는 외주연을 따라 절연층(231, 도 5 참조)이 형성되어, 공급된 전기 신호가 테이블유닛(21)으로 전달되지 않는다.

표준 플레이트(24)는 기준원점 교정 시 작업테이블(211)에 안착되는 구성요소로서, 중심부에 사각형 기둥형상의 표준공(241)이 관통 형성될 수 있다.

가공 플레이트(25)는 가공원점 교정 시 작업테이블(211)에 안착되는 구성요소로서, 판 형상으로 형성될 수 있으며, 가공툴(221)에 의해 절삭 가능한 재질로 형성될 수 있다.

고정 플레이트(26)는 워크좌표 교정 시 작업테이블(211)에 안착되는 구성요소로서, 피가공물인 원자재를 고정 또는 분리 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 고정 플레이트(26)는 복수의 원자재를 고정할 수 있다.

한편, 기준 플레이트(23), 표준 플레이트(24), 가공 플레이트(25) 및 고정 플레이트(26)는 작업 공정 순서대로 사용자(또는 로봇암)에 의해 작업테이블(211)에 안착되어 고정될 수 있다.

도 3을 참조하면, 컨트롤러(3)는 가공디바이스(2)를 제어하는 구성요소로, 가공디바이스(2)를 제어함과 아울러 교정 프로그램이 저장된 제어부(31), 사용자로부터 데이터를 입력받는 입력부(32) 및 툴유닛(22)의 현재 위치좌표, 작업테이블(211)의 각도, 입력부(32)를 통해 입력된 데이터 등 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공하는 표시부(33)를 포함할 수 있다.

제어부(31)는 입력부(32)를 통해 입력된 cad/cam데이터를 분석하여, 그와 대응되는 가공물이 형성되도록 툴유닛(22) 및 테이블유닛(21)을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(31)는 사용자의 명령에 따라 교정 프로그램을 실행하거나, 특정 이벤트 발생 시 교정 프로그램을 실행할 수 있다. 예컨대, cad/cam데이터가 입력되거나, 가공디바이스(2)에 충격이 가해지면 교정 프로그램을 실행할 수 있다. 한편, 교정 프로그램은 후술할 자동 교정 방법을 구현할 수 있으며, 기록매체에 저장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(31)는 테이블유닛(21)의 플레이트 인식센서(미도시)를 통해 교정 프로그램의 진행상황에 맞는 플레이트가 작업테이블(211)에 안착되는지 판단할 수 있으며, 진행상황에 맞지 않은 플레이트가 작업테이블(211)에 안착되는 경우, 표시부(33)를 통해 오류메시지를 출력할 수 있으며, 교정 프로그램의 작업진행을 멈출 수 있다. 이때, 플레이트 인식센서는 플레이트마다 서로 다른 신호를 생성하여 제어부(31)로 송신할 수 있다.

예를 들어, 제어부(31)는 후술할 평형도 교정 단계(S10)에서 플레이트 인식센서를 통해 송신된 신호를 분석하고, 송신된 신호가 가공 플레이트(25)에 대응하는 신호인 것으로 판단하는 경우, 오류메시지의 출력과 함께 교정 프로그램의 진행을 중단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아가공기(1)의 자동 교정 방법을 설명한다.

치아가공기(1)의 자동 교정 방법은 평형도 교정 단계(S10), 기준원점 교정 단계(S20) 및 가공원점 교정 단계(S30)를 포함할 수 있으며, 가공원점 재교정 단계(S40) 및 워크좌표 교정 단계(S50)를 더 포함할 수 있다. 이때, 평형도 교정 단계(S10) 내지 워크좌표 교정 단계(S50)는 순차적으로 수행될 수 있으며, 평형도 교정 단계(S10)는 회전부의 개수만큼 반복 실시될 수 있다.

이하에서는 도5를 참조하여 평형도 교정 단계(S10)를 설명한다. 이때, 도 5의 (a)는 기준 플레이트(23)를 도시한 도면이며, (b)는 기준 플레이트(23)와 가공툴(221)의 접촉점이 형성하는 가상의 직각 삼각형(T)을 도시하는 도면이다.

평형도 교정 단계(S10)에서 표시부(33)는 작업테이블(211)에 기준 플레이트(23)를 안착하라는 메시지를 출력할 수 있으며, 사용자(또는 로봇암)는 작업테이블(211)에 기준 플레이트(23)를 안착할 수 있다.

기준 플레이트(23) 안착 후, 평형도 교정 단계(S10)에서 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하여 기준 플레이트(23)의 일면에 위치한 두 지점(D1, D2)에 가공툴(221)을 순차적으로 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴(221)의 위치좌표인 평형도 교정 좌표를 획득하며, 획득한 평형도 교정 좌표를 이용해 회전축 옵셋값을 산출할 수 있다. 이때, 일면에 위치한 두 지점은 제1회전부(212)의 회전축(R1)에 수직으로 배치되는 가상의 일직선(L1) 상에 위치할 수 있다.

더욱 상세하게, 평형도 교정 단계(S10)에서 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하여 기준 플레이트(23)의 일면에 위치한 제1지점(D1)에서 가공툴(221)을 접촉시키고, 좌표산출부(226)를 통해 제1지점(D1)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제1평형도 교정 좌표를 획득할 수 있다.

제어부(31)는 다시 툴유닛(22)을 제어하여 기준 플레이트(23)의 일면에 위치한 제2지점(D2)에 가공툴(221)을 접촉시키고, 좌표산출부(226)를 통해 제2지점(D2)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제2평형도 교정 좌표를 획득할 수 있다.

이때, 제1지점(D1) 및 제2지점(D2)은 제1회전부(212)의 회전축(R1)에 수직으로 배치되는 가상의 일직선(L1) 상에 위치하며, 서로 일정간격 이격된 지점일 수 있다. 이후, 제어부(31)는 제1평형도 교정 좌표 및 제2평형도 교정 좌표를 이용해 회전축 옵셋값(θ)을 산출 할 수 있다.

여기서, 회전축 옵셋값(θ)은 제1지점(D1)과 제2지점(D2)을 잇는 직선을 빗변으로 하는 가상의 직각 삼각형(T)의 탄젠트 함수를 이용해 산출될 수 있다. 이때, 직각 삼각형(T)의 밑변의 길이는 제1평형도 교정 좌표와 제2평형도 교정 좌표의 Y축 값의 차로 산출할 수 있으며, 직각 삼각형(T)의 높이는 제1평형도 교정 좌표와 제2평형도 교정 좌표의 Z축 값의 차로 산출할 수 있으며, 빗변의 길이는 산출된 직각 삼각형(T)의 높이와 길이를 피타고라스 공식(Petagorean theorem)에 적용하여 산출할 수 있다.

즉, 제어부(31)는 순차적으로 직각 삼각형의 밑변의 길이, 높이, 빗변의 길이를 산출한 후, 회전축 옵셋값(θ)을 산출할 수 있다.

회전축 옵셋값 산출 과정에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 제1평형도 교정 좌표 및 제2평형도 교정 좌표 획득 시, 제어부(31)는 전원부(214)를 구동해 기준 플레이트(23)에 전기적 신호를 공급하고, 감지부(미도시)를 구동해 감지부가 전기적 신호 변화를 감지할 수 있도록 한다. 여기서, 제어부(31)는 감지부를 통해 전기적 신호가 공급되는 것으로 감지되면, 가공툴(221)과 기준 플레이트(23)가 접촉되었다고 판단하고, 좌표산출부(226)를 통해 좌표를 산출할 수 있다.

이후, 제어부(31)는 산출된 회전축 옵셋값(θ)만큼 제1회전부(212)를 회전 시키고, 회전 후 제1회전부(212)의 위치를 정위치로 설정할 수 있다. 이때, 정위치는 회동 각도가 0인 위치일 수 있다.

제2회전부(213)에 대한 평형도 교정은 가공툴(221)과 기준 플레이트(23)의 접촉지점만 달라질 뿐, 그 과정을 동일하므로 이에 대한 자세한 설명을 생략한다. 이때, 제어부(31)는 작업테이블(211)을 A축 방향으로 180 회전시킨 후 제2회전부(213)에 대한 평형도 교정을 실시할 수 있다.

이하에서는 도 6을 참조하여 기준원점 교정 단계(S20)를 설명한다. 이때, 도 6의 (a)는 표준 플레이트(24)를 도시한 도면이며, 도 6의 (b) 및 (c)는 각각 도 6의 (a)에 도시된 A-A'선, B-B'선에 따른 단면도를 도시한 도면이다.

여기서, 기준원점은 피가공물을 가공하고자 할 때, 툴유닛(22)이 초기에 위치되는 곳이다. 피가공물을 가공하는 동안 툴유닛(22)은 항상 특정 가공과정을 완료하면 기준원점으로 이동하게 된다.

기준원점 교정 단계(S20)에서 표시부(33)는 작업테이블(211)에 표준 플레이트(24)를 안착하라는 메시지를 출력할 수 있으며, 사용자(또는 로봇암)는 작업테이블(211)에 안착된 기준 플레이트(23)를 분리하고 표준 플레이트(24)를 안착할 수 있다.

표준 플레이트(24) 안착 후, 기준원점 교정 단계(S20)에서 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하여 가공툴(221)을 표준 플레이트(24)의 내주면, 표준 플레이트(24)의 일면 및 표준 플레이트(24)의 타면에 순차적으로 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴(221)의 위치좌표인 기준원점 교정 좌표를 획득하며, 획득한 복수의 기준원점 교정 좌표를 이용해 기준원점을 산출할 수 있다.

이때, 표준 플레이트(24)는 중심부에 정사각형 기둥형상의 표준공(241)이 관통 형성되어, 제1내면(241a) 내지 제4내면(241d)을 가진다. 제1내면(241a) 및 제2내면(241b)은 X축 상에 위치하며, 제3내면(241c) 및 제4내면(241d)은 Y축 상에 위치할 수 있다.

더욱 상세하게, 기준원점 교정 단계(S20)에서 제어부(31)는 가공툴(221)을 표준공(241)에 배치시킨 후, X축 정방향으로 이동하여 제1내면(241a)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 제1내면(241a)과의 접촉점(D3)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제1기준원점 교정 좌표를 획득할 수 있다. 다시, 제어부(31)는 가공툴(221)이 X축 역방향으로 이동하여 제2내면(241b)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 제2내면(241b)과의 접촉점(D4)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제2기준원점 교정 좌표를 획득할 수 있다.

이후, 제어부(31)는 가공툴(221)이 Y축 정방향으로 이동하여 제3내면(241c)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하고, 좌표산출부(226)를 통해 제3내면(241c)과의 접촉점(D5)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제3기준원점 교정 좌표를 획득할 수 있으며, 다시 가공툴(221)이 Y축 역방향으로 이동하여 제4내면(241d)과 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하고, 좌표산출부(226)를 통해 제4내면(241d)과의 접촉점(D6)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제4기준원점 교정 좌표를 획득할 수 있다.

그리고, 제어부(31)는 가공툴(221)을 표준공에서 이탈시키고, 표준 플레이트(24)의 일면에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 표준 플레이트(24)의 일면과의 접촉점(D7)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제5기준원점 교정 좌표를 획득할 수 있다. 제어부(31)는 테이블유닛(21)을 제어하여 작업테이블(211)을 180 회전시킨 후, 가공툴(221)이 표준 플레이트(24)의 타면에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 표준 플레이트(24)의 타면과의 접촉점(D8)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제6기준원점 교정 좌표를 획득할 수 있다.

이때, 제6기준원점 교정 좌표는 작업테이블(211)을 180회전하여 측정되었기 때문에, 제어부(31)는 획득한 제6기준원점 교정 좌표의 Z축 값에 음의 부호(-)를 곱하여 기준원점 산출에 이용한다.

이후, 제어부(31)는 제1기준원점 교정 좌표 내지 제6기준원점 교정 좌표를 이용해 기준원점을 산출하고, 툴유닛(22)에 적용할 수 있다.

기준원점 산출 과정에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 제어부(31)는 제1기준원점 교정 좌표의 X축 값과 제2기준원점 교정 좌표의 X축 값의 중간값(이하, X축 중간값)을 산출하고, 제3기준원점 교정 좌표의 Y축 값과 제4기준원점 교정 좌표의 Y축 값의 중간값(이하, Y축 중간값)을 산출하며, 제5기준원점 교정 좌표의 Z축 값과 교정된 제6기준원점 교정 좌표의 Z축 중간값(이하, Z축 중간값)을 산출하고, X축 중간값, Y축 중간값 및 Z축 중간값으로 이루어진 기준원점을 산출할 수 있다.

이후, 제어부(31)는 툴유닛(22)을 산출된 기준원점으로 이동시키고, 기준원점에 위치된 툴유닛의 좌표가 (0, 0, 0)이 되도록 좌표산출부(226)를 교정할 수 있다.

이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 가공원점 교정 단계(S30)를 설명한다. 도 7은 가공원점 교정 단계(S30)에서 Z축 가공원점 교정 과정을 도시하는 예시도이고, 도 8은 가공원점 교정 단계(S30)에서 X, Y축 가공원점 교정 과정을 도시하는 예시도이다. 이때, 도 8의 (a)는 가공 플레이트(25)를 도시하는 도면이며, 도 8의 (b) 및 (c)는 각각 도 8의 (a)에 도시된 A-A'선, B-B'선에 따른 단면도를 도시한 도면이다.

가공원점 교정은 입력부(32)를 통해 제어부(31)에 입력된 입력수치와 실제 가공툴(221)이 이동하여 가공된 피가공물의 가공수치의 차이를 줄이기 위한 작업이다. 가공원점 교정 단계(S30)에서 표시부(33)는 작업테이블(211)에 가공 플레이트(25)를 안착하라는 메시지를 출력할 수 있으며, 사용자(또는 로봇암)는 작업테이블(211)에 안착된 표준 플레이트(24)를 분리하고 가공 플레이트(25)를 안착할 수 있다.

가공 플레이트(25) 안착 후, 가공원점 교정 단계(S30)에서 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하여 가공 플레이트(25)에 기설정된 패턴을 가공하고, 패턴 가공에 의해 형성된 가공물과 가공툴(221)을 접촉시키며, 각 접촉점에서 가공툴(221)의 위치좌표인 가공원점 교정 좌표를 획득하고, 실제 가공치수를 산출하며, 산출된 실제 가공치수와 패턴의 가공치수를 비교해 가공원점 옵셋값을 산출할 수 있다.

더욱 상세하게, 가공원점 교정 단계(S30)는 크게 Z축 가공원점 교정 과정과 X, Y축 가공원점 교정 과정으로 나눠질 수 있으며, 상기 과정들이 순차적으로 이루어지거나 둘 중 어느 하나의 과정만 이루어질 수 있다.

가공원점 교정 단계(S30)의 Z축 가공원점 교정 과정에서 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어해 음각 형상의 제1패턴을 가공 플레이트(25)의 일면에 가공하여, 제1가공물(251)을 형성할 수 있다. 이때, 제1가공물(251)은 원형 또는 다각형의 단면을 갖는 기둥형상의 홈일 수 있다. 이후, 제어부(31)는 가공툴(221)이 가공 플레이트(25)의 일면에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 가공 플레이트(25)의 일면과의 접촉점(D13)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제1가공원점 교정 좌표를 획득할 수 있다. 다시, 제어부(31)는 가공툴(221)이 제1가공물(251)의 바닥면에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 제1가공물(251)의 바닥면과의 접촉점(D14)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제2가공원점 교정 좌표를 획득할 수 있다.

이후, 제어부(31)는 제1가공원점 교정 좌표의 Z축 값과 제2가공원점 교정 좌표의 Z축 값의 차를 이용해 제1가공물(251)의 높이를 산출할 수 있으며, 산출된 제1가공물(251)의 높이와 제1패턴의 높이의 차를 2로 나눠 Z축 옵셋값을 산출하고, 산출된 Z축 옵셋값을 Z축 가공원점에 반영할 수 있다.

예를 들어, 산출된 제1가공물(251)의 높이가 9mm이고, 제1패턴의 높이가 10mm인 경우, 그 차이값인 1mm를 2로 나눈 값인 0.5mm가 Z축 옵셋값으로 산출될 수 있다.

한편, 제어부(31)는 산출된 제1가공물(251)의 높이와 제1패턴의 높이 차가 0.01mm 이하가 될 때까지 제1가공물(251)을 형성하고 높이 차를 산출하는 과정을 반복할 수 있다.

가공원점 교정 단계(S30)의 X, Y축 가공원점 교정 과정에서 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어해 가공 플레이트(25)의 일면에 사각형 중공 형상의 제2패턴을 가공하여, 제2가공물(252)을 형성할 수 있다. 이때, 제2가공물(252)은 제1가공물(251)을 모두 포함하는 넓은 단면을 가지며, 가공 플레이트(25)의 높이와 동일할 수 있다.

제2가공물(252)의 형성과정에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하여 가공 플레이트(25)의 일면의 중심부에 제2패턴 일부를 가공하여 제2-1가공물(미도시)을 형성할 수 있으며, 테이블유닛(21)을 제어하여 작업테이블(211)을 180 회전한 후, 가공 플레이트(25)의 타면의 중심부에 제2패턴의 나머지를 가공하여 제2-2가공물(미도시)을 형성할 수 있다. 즉, 제2-1가공물 및 제2-2가공물 각각의 높이는 가공 플레이트(25)의 높이의 절반에 해당할 수 있다.

제2가공물(252)을 형성한 후, 제어부(31)는 가공툴(221)이 제2가공물(252)의 제1면(252a)의 어느 일지점(D9)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 제1면(252a)의 어느 일지점(D9)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제7가공원점 교정 좌표를 획득할 수 있다. 이후, 제어부(31)는 가공툴(221)이 제2가공물(252)의 제1면(252a)의 다른 일지점(D10)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 제1면(252a)의 다른 일지점(D10)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제8가공원점 교정 좌표를 획득할 수 있다. 제8가공원점 교정 좌표 획득 과정에서 제어부(31)는 작업테이블(211)이 180 회전되도록 테이블유닛(21)을 제어한 후, 가공툴(221)이 제2가공물(252)의 제1면(252a)의 다른 일지점(D10)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어할 수 있으며, 획득한 제8가공원점 교정 좌표의 X축값에 음의 부호(-)를 곱할 수 있다.

그리고, 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하여 제2가공물(252)의 제2면(252c)의 어느 일지점(D11)에 가공툴(221)이 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 제2면(252c)의 어느 일지점(D11)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제9가공원점 교정 좌표를 획득할 수 있다. 이후, 제어부(31)는 가공툴(221)이 제2가공물(252)의 제2면(252c)의 다른 일지점(D12)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어하며, 좌표산출부(226)를 통해 제2면(252c)의 다른 일지점(D12)에서 가공툴(221)의 위치좌표인 제10가공원점 교정 좌표를 획득할 수 있다. 제10가공원점 교정 좌표 획득 과정에서 제어부(31)는 작업테이블(211)이 180 회전되도록, 테이블유닛(21)을 제어한 후, 가공툴(221)이 제2가공물(252)의 제2면(252c)의 다른 일지점(D12)에 접촉되도록 툴유닛(22)을 제어할 수 있으며, 획득한 제10가공원점 교정 좌표의 Y축값에 음의 부호(-)를 곱할 수 있다.

이때, 제1면(252a)은 X축 상에 위치하며, 제2면(252c)은 Y축 상에 위치할 수 있다. 또한, 제1면(252a)의 어느 일지점(D9) 및 제2면(252c)의 어느 일지점(D11)은 제2패턴의 일부 가공 시 형성된 제2-1가공물에 위치할 수 있으며, 제1면(252a)의 다른 일지점(D10) 및 제2면(252c)의 다른 일지점(D12)은 제2패턴의 나머지 일부 가공 시 형성된 제2-2가공물에 위치할 수 있다.

제어부(31)는 제7가공원점 교정 좌표의 X축 값과 제8가공원점 교정 좌표의 X축 값의 차(g1)를 산출할 수 있으며, 산출된 차(g1)를 2로 나눠 X축 옵셋값으로 산출해, 산출된 X축 옵셋값을 X축 가공원점에 반영할 수 있다. 또한, 제어부(31)는 제9가공원점 교정 좌표의 Y축 값과 제10가공원점 교정 좌표의 Y축 값의 차(g2)를 산출하고, 산출된 차(g2)를 2로 나눠 Y축 옵셋값으로 산출해, 산출된 Y축 옵셋값을 Y축 가공원점에 반영 할 수 있다.

예를 들어, X축 값의 차(g1)가 0.1mm인 경우, 제어부(31)는 0.1mm를 2로 나눈 0.05mm를 X축 옵셋값으로 X축 가공원점에 반영할 수 있다.

이하에서는 도 9를 참조하여 가공원점 재교정 단계(S40)를 설명한다. 이때, 도 9는 제3가공물(253)을 Z축 방향에서 바라본 모습을 도시한다.

가공원점 재교정 단계(S40)에서 사용자(또는 로봇암)는 가공원점 교정 단계(S30)에서 사용한 가공 플레이트를 분리하고, 새로운 가공 플레이트(25)를 작업테이블(211)에 안착할 수 있다. 이때, 표시부(33)는 작업테이블(211)에 새로운 가공 플레이트(25)를 안착하라는 메시지를 출력할 수 있다.

새로운 가공 플레이트(25) 안착 후, 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하여 가공 플레이트(25)에 양각 형상의 제3패턴을 가공해 제3가공물(253)을 형성할 수 있다. 사용자는 제3가공물(253)을 버니어 캘리퍼스(Vernier calipers)와 같이 길이를 측정하는 공구를 이용해 제3가공물(253)의 치수를 측정할 수 있고, 제어부(31)는 사용자로부터 입력부(32)를 통해 실제 가공치수를 입력 받을 수 있다. 이때, 표시부(33)에는 실제 가공치수를 입력하는 란(이하, 가공치수 입력란)이 표시될 수 있으며, 사용자는 가공치수 입력란에 실제 가공치수를 입력할 수 있다.

그리고, 제어부(31)는 입력된 실제 가공치수를 제3패턴의 치수와 비교해 가공원점 옵셋값을 산출할 수 있다. 이때, 제3가공물(253)은 중심부에 사각형의 중공이 형성된 사각기둥일 수 있으며, 사용자로부터 제3가공물(253)의 X축 상에 위치한 각 측면(253a, 253b)의 두께, 제3가공물의 Y축 상에 위치한 각 측면(253c, 253d)의 두께 및 제3가공물(253)의 높이를 입력 받을 수 있고, 각 축의 옵셋값을 산출하여 각 축의 가공원점에 반영할 수 있다.

각 축의 옵셋값을 산출하는 과정에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 제어부(31)는 X축에 위치한 두 측면(253a, 253b)의 두께가 입력되면, 두 측면의 두께 차를 산출하고, 산출된 두께 차를 4로 나눠 X축 옵셋값을 산출 할 수 있다. 이때, 두 개의 측면 중 좌측에 위치한 측면의 두께는 음수화될 수 있으며, 옵셋값의 부호는 두 측면의 두께 중 수치가 작은 쪽의 부호를 따를 수 있다.

또한, 제어부(31)는 Y축에 위치한 두 측면의 두께가 입력되면, 두 측면의 두께 차를 산출하고, 산출된 두께 차를 4로 나눠 Y축 옵셋값을 산출할 수 있다. 이때, 두 개의 측면 중 상측에 위치한 측면의 두께는 음수화될 수 있으며, 옵셋값의 부호는 두 측면의 두께 중 수치가 큰 쪽의 부호를 따를 수 있다.

마지막으로, 제어부(31)는 제3가공물의 높이가 입력되면, 제3가공물의 높이와 제3패턴의 높이의 차를 2로 나눠 Z축 옵셋값을 산출할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 두 번의 가공원점 교정 과정을 거침으로써 가공의 정밀도가 더 향상될 수 있다.

이하에서는 도 10을 참조하여 워크좌표 교정 단계(S50)를 설명한다.

워크좌표는 고정 플레이트(26)에 고정된 피가공물의 위치를 나타내는 좌표로, 워크좌표 교정은 입력부(32)를 통해 제어부(31)에 입력된 피가공물의 위치와 실제 피가공물의 위치의 차이를 줄이기 위한 작업이다.

워크좌표 교정 단계(S50)에서 표시부(33)는 작업테이블(211)에 고정 플레이트(26)를 안착하라는 메시지를 출력할 수 있으며, 사용자(또는 로봇암)는 작업테이블(211)에 안착된 가공 플레이트(25)를 분리하고 고정 플레이트(26)를 안착할 수 있다.

이후, 워크좌표 교정 단계(S50)에서 제어부(31)는 툴유닛(22)을 제어하고 고정 플레이트(26)에 고정된 원자재(261)에 좌표확인 패턴을 가공하여 좌표확인 가공물을 형성할 수 있으며, 제어부(31)는 사용자로부터 입력부(32)를 통해 좌표확인 가공물의 치수를 입력 받을 수 있다. 이때, 표시부(33)에는 좌표확인 가공물의 치수를 입력하는 란(이하, 치수 입력란)이 표시될 수 있으며, 사용자는 치수 입력란에 측정한 좌표확인 가공물의 치수를 입력할 수 있다. 그리고, 제어부(31)는 입력된 좌표확인 가공물의 치수와 좌표확인 패턴의 치수를 비교하여 워크좌표의 옵셋값을 산출하고, 산출된 워크좌표 옵셋값을 워크좌표에 반영하는 툴유닛(22)에 적용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 치아 가공 시 오차를 발생시킬 수 있는 다양한 요소들에 대해 교정을 실시함으로써, 오차 발생 가능성을 낮출 수 있음과 동시에, 자동으로 교정을 실시하기 때문에 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.

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.

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.

1 : 치아가공기
2 : 가공디바이스
21 : 테이블유닛
22 : 툴유닛
3 : 컨트롤러
31 : 제어부
32 : 입력부
33 : 표시부

Claims

X축, Y축, Z축 방향으로 이동하며 피가공물을 절삭하는 가공툴과, 상기 가공툴의 위치를 좌표로 산출하는 좌표산출부가 형성된 툴유닛 및 어느 하나의 플레이트가 안착 가능한 작업테이블이 회전 가능하게 형성된 테이블유닛을 포함하는 치아가공기의 자동 교정 방법에 있어서,
상기 작업테이블에 기준 플레이트가 안착된 후, 상기 기준 플레이트의 일면에 위치한 두 지점에 가공툴을 순차적으로 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴의 위치좌표인 평형도 교정 좌표를 획득하며, 상기 평형도 교정 좌표를 이용하여 회전축 옵셋값을 산출해 작업테이블에 반영하는 평형도 교정 단계와,
상기 작업테이블에 표준공을 갖는 표준 플레이트가 안착된 후, 상기 표준 플레이트의 내주면, 일면 및 타면에 가공툴을 순차적으로 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴의 위치좌표인 기준원점 교정 좌표를 획득하며, 상기 기준원점 교정 좌표를 이용하여 기준원점을 산출해 가공툴 및 좌표산출부에 반영하는 기준원점 교정 단계와,
상기 작업테이블에 가공 플레이트가 안착된 후, 상기 가공 플레이트에 패턴을 가공하고, 패턴 가공에 의해 형성된 가공물과 가공툴을 접촉시키고, 각 접촉점에서 가공툴의 위치좌표인 가공원점 교정 좌표를 획득하며, 상기 가공원점 교정 좌표를 이용하여 실제 가공치수를 산출하고, 상기 실제 가공치수와 패턴의 가공치수를 비교해 가공원점 옵셋값을 산출해 가공툴에 반영하는 가공원점 교정 단계를 포함하고,
상기 일면에 위치한 두 지점은, 회전축에 수직으로 배치되는 가상의 일직선상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 원점 방법.
제1항에 있어서,
상기 평형도 교정 단계는,
상기 가공툴을 기준 플레이트의 일면에 위치한 어느 일지점에 접촉시켜 제1평형도 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 가공툴을 기준 플레이트의 일면에 위치한 다른 일지점에 접촉시켜 제2평형도 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 제1평형도 교정 좌표 및 상기 제2평형도 교정 좌표를 이용해 회전축 옵셋값을 산출하고, 산출된 회전축 옵셋값만큼 상기 작업테이블을 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 회전축 옵셋값은, 상기 기준 플레이트의 어느 일지점과 상기 기준 플레이트의 다른 일지점을 잇는 직선을 빗변으로 하는 가상의 직각 삼각형의 탄젠트 함수를 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.
제2항에 있어서,
상기 테이블유닛은, 상기 작업테이블에 고정된 피가공물에 전기적 신호를 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있으며,
상기 기준 플레이트는, 상기 작업테이블과의 접촉면에 절연층이 형성되고,
상기 평형도 교정 단계에서,
상기 기준 플레이트에 전기적 신호를 공급하고, 상기 가공툴과 상기 기준 플레이트의 접촉 시 발생하는 전기적 신호의 변화로 접촉여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.
제1항에 있어서,
상기 표준공은, 사각형 형상으로 제1내면 내지 제4내면을 가지며,
상기 기준원점 교정 단계는,
상기 가공툴을 제1내면에 접촉시켜 제1기준원점 교정 좌표를 획득하고, 제2내면에 접촉시켜 제2기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 가공툴을 제3내면에 접촉시켜 제3기준원점 교정 좌표를 획득하고 제4내면에 접촉시켜 제4기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 가공툴을 표준 플레이트의 일면에 접촉시켜 제5기준원점 교정 좌표를 획득하고, 상기 가공툴을 표준 플레이트의 타면에 접촉시켜 제6기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 제1기준원점 교정 좌표와 상기 제2기준원점 교정 좌표의 X축 중간값을 산출하고, 상기 제3기준원점 교정 좌표와 상기 제4기준원점 교정 좌표의 Y축 중간값을 산출하며, 상기 제5기준원점의 교정 좌표와 상기 제6기준원점 교정 좌표의 Z축 중간값을 산출하는 단계와,
상기 기준원점은, 상기 X축 중간값, 상기 Y축 중간값 및 상기 Z축 중간값으로 이루어진 기준원점을 산출하고, 산출된 기준원점으로 툴유닛을 이동시키며, 산출된 기준원점에 위치된 툴유닛의 좌표가 영점좌표가 되도록 좌표산출부를 보정하는 단계를 포함하고,
상기 제1내면 및 상기 제2내면은, X축 상에 위치하며, 상기 제3내면 및 상기 제4내면은 Y축 상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.
제4항에 있어서,
상기 제6기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계에서,
상기 제5기준원점 교정 좌표를 획득한 후, 상기 작업테이블을 180회전시킨 후, 상기 가공툴을 상기 표준 플레이트의 타면에 접촉시켜 제6기준원점 교정 좌표를 획득하며, 획득된 제6기준원점 교정 좌표의 Z축 값에 음의 부호(-)를 곱하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.
제1항에 있어서,
상기 가공원점 교정 단계는,
상기 가공 플레이트 일면에 음각 형상의 제1패턴을 가공하여 제1가공물을 형성하는 단계와,
상기 가공툴을 상기 가공 플레이트의 일면에 접촉시켜 제1가공원점 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 가공툴을 상기 제1가공물의 바닥면에 접촉시켜 제2가공원점 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 제1가공원점 교정 좌표와 상기 제2가공원점 교정 좌표를 바탕으로 상기 제1가공물의 높이를 산출하는 단계와,
상기 산출된 제1가공물의 높이와 제1패턴의 높이의 차를 2로 나눈 값을 Z축 옵셋값으로 산출하고, 산출된 Z축 옵셋값을 Z축 가공원점에 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.
제1항에 있어서,
상기 가공원점 교정 단계는,
상기 가공 플레이트의 높이와 동일한 높이를 갖는 사각형의 중공 형상의 제2패턴을 가공하여 제2가공물을 형성하는 단계와,
상기 가공툴을 제2가공물의 제1면의 어느 일지점에 접촉시켜 제7기준원점 교정 좌표를 획득하고, 상기 가공툴을 제2가공물의 제1면의 다른 일지점에 접촉시켜 제8기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 가공툴을 제2가공물의 제2면의 어느 일지점에 접촉시켜 제9기준원점 교정 좌표를 획득하고, 상기 가공툴을 제2가공물의 제2면의 다른 일지점에 접촉시켜 제10기준원점 교정 좌표를 획득하는 단계와,
상기 제7기준원점 교정 좌표와 상기 제8기준원점 교정 좌표의 X축값의 차를 2로 나눈 값을 X축 옵셋값으로 산출하고, 산출된 X축 옵셋값을 X축 가공원점에 반영하는 단계와,
상기 제9기준원점 교정 좌표와 상기 제10기준원점 교정 좌표의 Y축값의 차를 2로 나눈 값을 Y축 옵셋값으로 산출하고, 산출된 Y축 옵셋값을 Y축 가공원점에 반영하는 단계를 포함하고,
상기 제2가공물을 형성하는 단계는,
상기 가공 플레이트의 일면의 중심부에 제2패턴의 일부를 가공하여 제2-1가공물을 형성하는 단계와, 상기 가공 플레이트의 타면의 중심부에 제2패턴의 나머지 일부를 가공하여 제2-2가공물을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제1면은 X축 상에 위치하고, 상기 제2면은 Y축 상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.
제1항에 있어서,
상기 가공원점 교정 단계 이후,
상기 작업테이블에 새로운 가공 플레이트가 안착된 후, 상기 가공 플레이트에 양각 형상의 재교정 패턴을 가공하여 재교정 가공물을 형성하고, 상기 재교정 가공물의 실제 가공치수를 입력받으며, 상기 재교정 가공물의 실제 가공치수와 재교정 패턴의 가공치수를 비교해 각 축의 가공원점 옵셋값을 산출하고, 산출된 가공원점 옵셋값을 가공원점에 반영하는 가공원점 재교정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.
제1항에 있어서,
상기 가공원점 교정 단계 이후,
상기 작업테이블에 복수의 원자재가 고정된 고정 플레이트가 안착된 후, 상기 각 원자재에 좌표확인 패턴을 가공하여 좌표확인 가공물을 형성하고, 좌표 확인 가공물의 치수와 좌표확인 패턴의 치수를 비교하여 워크좌표 옵셋값을 산출하고, 산출된 워크좌표 옵셋값을 워크좌표에 반영하는 워크좌표 교정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아가공기의 자동 교정 방법.