KR20220016898A - 공작물의 결함의 식별을 조정하고 이를 가공하기 위한 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저장된 프로그램에 기초하여 자동화 및 컴퓨터 제어 방식으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구(7, 8)를 이용하여 공작물(5)의 표면 코팅 내의 결함(1)의 식별을 조정하고 이를 연삭 및/또는 연마를 통해 가공하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은 하기 방법의 단계, 즉 a) 공작물(5)의 표면 코팅을 자동적으로, 특히 광학적으로 스캐닝하고, 데이터베이스에서 스캐닝된 위치 데이터를 검출하는 단계; b) 공작물(5)의 저장된 표적 데이터와 검출된 위치 데이터를 비교함으로써 결함(1)을 식별하는 단계; c) 결함(1)을 가공하기 위해 연삭 또는 연마 도구(7, 8)의 가능한 이동을 시뮬레이션하는 단계; d) 시뮬레이션에서 결정된 연삭 또는 연마 도구(7, 8)에 대한 설정 데이터를 마스터 컴퓨터에 전송하는 단계; e) 결함(1)을 가공하기 위한 결정된 가공 데이터를 연삭 또는 연마 도구(7, 8)로 전달하는 단계; 및 f) 연삭 또는 연마 도구(7, 8)를 이용하여 결함(1)을 가공하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 공작물의 표면 코팅 내의 적어도 하나의 결함에 대한 저장된 프로그램에 기초하여 자동화 및 컴퓨터 제어 방식으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구를 이용하여 결함의 식별을 조정하고 이를 연삭 및/또는 연마에 의해 가공하기 위한 방법, 및 이 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
특히 차체에서 발견되는 결함과 같은 페인팅된 표면에서의 결함, 특히 많은 노력에도 불구하고 피할 수 없는 낙진(dust inclusion), 오염물 입자, 페인트 노이즈(paint noise) 및 크레이터(crater) 형태의 결함의 경우, 이들 결함은 연삭 및 연마에 의해 개정되어야 한다.
특히, 검출된 결점의 고장 탐구 및 결점 분류는 심지어 특별히 훈련되고 유능한 직원에 있어서도 극도로 많은 시간이 걸린다.
다음으로, 결함 분류에 기초하여 적절한 마모재를 선택하고, 수동 연삭 및 후속적인 연마에 의해 결함을 제거한다.
연삭에 있어서, 미세 연삭을 갖는 기재 상의 마모재가 최고의 선택인 것으로 증명되었다. 이들은 마모 시트로서 수동으로 사용되거나, 수동 유도 기계 상에서 회전, 편심 또는 궤도 또는 진동에 의해 사용될 수 있다.
결함 크기에 따르면, 목적은 생성된 연삭 구역을 가능한 한 작게 유지하고, 후속적인 연마를 위해 이를 최저 거칠기 깊이로 제조하는 것이다.
연삭 공정에 있어서, 개개의 이점 및 단점을 갖는 2개의 상이한 방법이 기본적으로 알려져 있다.
소위 건식 연삭의 경우, 예를 들어 연삭 공정 사이에 발생한 연삭 먼지는 마모 시트 상에 수집되며, 이는 마모 시트 당 소수의 결함만이 가공될 수 있다는 것을 의미한다.
결함 및/또는 마모 시트가 연삭수(grinding water)로 젖어있는 소위 습식 연삭 방법을 이용하여 연삭을 실시하는 경우, 훨씬 더 많은 결함을 가공할 수 있다. 그러나, 가공될 결함은 연삭 공정 이후에 세정한 후, 매우 많은 시간이 걸릴 수 있는 연삭 먼지 또는 슬러지의 접착으로 인해 특히 수직 표면에 대해 연마를 실시해야 한다.
연마를 위해, 적절한 양의 연마 페이스트를 연삭 구역 및/또는 연마 휠 상에 투여하고, 연삭 구역을 연마 기계로 가공한다.
특히 결함이 이행부(transition), 곡면, 그리스 가장자리(grease edge)에 위치하거나 틈에 인접하게 위치하는 경우, 결함을 가공하는데 매우 많은 시간이 들며, 힘이 많이 든다.
결함 구역을 가공할 때, 직원에 의해 휴대용 연삭 및 연마 기계를 일정 각도로 설정하는 경우, 예를 들어 연삭이 인간 공학적으로 불리한 장소에서 실시되어야 하는 경우, 잘못된 미세 과립을 사용하는 경우, 마모 시트가 지지 패드 상에 잘못 위치한 경우, 마모 시트가 적기에 변경되지 않는 경우, 연삭 시간을 초과하고, 그 결과로서 연삭이 너무 깊이 이루어진 경우, 연삭 구역에 대한 연마 페이스트의 양이 너무 많이 선택되고, 따라서 자동차의 본체와 같은 공작물 상에 불필요한 연마 페이스트 얼룩이 남아 있거나, 너무나 적은 연마 페이스트가 선택되고, 따라서 최적의 연마 효과가 달성되지 않는 경우, 및 너무 큰 접촉 압력 및 너무 긴 연마 시간으로 인해 연마 구역이 너무 따뜻하게 된 경우, 및 연마 페이스트가 응집하고 연마 컬(polishing curl)이 생성되는 경우에 상당한 품질 손실이 초래하거나 추가적인 작업이 초래할 수 있다.
품질 관리팀에 의한 독립적인 제품 및 공정 감사에 의해 공정은 정기적으로 평가되고, 직원을 위한 개선 및 훈련이 개시된다.
선행 기술분야로부터 알려져 있는 것은 결점 위치 및 결점 가공을 부분적으로 자동화하는 것이다.
고장 탐구 동안에, 위치 추적 절차(locating procedure)는 결함의 위치를 결정하고 이를 추가의 공정에 사용하는데 도움이 되며, 이때 위치 추적 절차는 반자동화 또는 완전 자동화될 수 있다.
선행 기술분야에 따르면, 공작물, 예를 들어 완성된 페인팅된 차체의 표면을 시스템을 통해 검사하는 정체형 위치 추적 방법과 공작물을 로봇 아암에 부착된 검출기를 이용하여 검출부에 의해 외각선을 따라 검사하는 모듈형 위치 추적 방법 사이는 서로 구별되어 있다.
정체형 위치 추적 방법을 이용하여, 크기 및 특징이 상이한 공작물을 외곽에 관련하여 검사할 수 있으며, 이때 이 방법으로 인해 공작물의 음영 구역 및 언더컷(undercut)에서의 검사가 불가능하다. 또한, 기록되고 스캐닝된 위치 데이터 및 결함 분류는 모듈형 위치 추적 방법을 이용하여 가능한 것보다 이 같은 방법으로 덜 정확하다.
결함 가공 동안, 직원에는 부분적으로 자동화된 연삭 및 연마 시간이 제공되거나, 이들은 자동적으로 실시된다.
본 발명은 연삭 또는 연마 결과를 최적화하는 방식, 특히 결함 검출 및 자동화된 연삭 및 연마를 보다 잘 조정하는 방식으로 일반적인 유형의 방법을 추가로 개발할 목적에 기반을 두고 있다.
본 목적은 청구항 제15항의 특징부를 갖는 장치뿐만 아니라 제1항의 특징부를 갖는 방법에 의해 해결된다.
공작물의 표면 코팅 내의 적어도 하나의 결함에 대한 저장된 프로그램에 기초하여 자동화 및 컴퓨터 제어 방식으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구를 이용하여 결함의 식별을 조정하고 이를 연삭 및/또는 연마에 의해 가공하기 위한 본 발명에 따른 방법은 하기 방법의 단계, 즉
a) 검출 스테이션(2)에서 공작물(5)의 표면 코팅을 자동적으로, 특히 광학적으로 스캐닝하고, 데이터베이스에서 스캐닝된 위치 데이터를 저장하는 단계;
b) 공작물(5)의 저장된 표적 데이터와 검출된 위치 데이터를 비교함으로써 결함(1)을 식별하는 단계;
c) 결함(1)을 가공하기 위한 연삭 또는 연마 도구(7, 8)의 가능한 이동을 시뮬레이션하는 단계;
d) 시뮬레이션 동안에 결정된 연삭 또는 연마 도구(7, 8)에 대한 설정 데이터를 마스터 컴퓨터에 전송하는 단계;
e) 결함(1)을 가공하기 위한 결정된 가공 데이터를 연삭 또는 연마 도구(7, 8)로 전달하는 단계; 및
f) 연삭 또는 연마 도구(7, 8)에 의해 결함(1)을 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 특히 자동화된 결함 검출과 자동화된 연삭 및 연마의 상호작용을 통해 방법의 개개의 단계를 정확하게 조정하는 것을 유의하게 개선시킨다.
이는 특히 결함의 자동화된 검출이 훈련된 직원에 의한 결함의 수동 또는 시각적 검출보다 시간이 적게 걸리므로 유의한 시간 절약을 동반한다.
또한, 검출된 결함의 좌표를 자동적으로 저장하면 연삭 도구 또는 연마 도구의 배열을 위한 이들 좌표를 직접 전달하는 것이 가능하게 된다.
연삭 또는 연마 이전에 연삭 또는 연마 공정의 사전 시뮬레이션은 이용 가능한 연삭 또는 연마 도구를 이용하여 개개의 결함을 자동적으로 가공할 수 있다는 것을 보장하기 위해 실시된다.
연삭 또는 연마 도구를 이용한 결함의 후속적인 가공은 연삭 또는 연마 도구의 제어부에 전달된 가공 데이터에 기초하여, 특히 속도와 관련하여 최적화될 수 있다.
본 발명의 유리한 변형 실시형태는 종속 청구항의 청구주제이다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 변형 실시형태에 따르면, 공작물의 표면 코팅의 광학 스캐닝을 이동 가능한 검출부의 도움으로 검출 스테이션에서 실시한다.
이는 위치 데이터, 결함 크기 및 결함 유형 측면에서 위치 추적 공정의 정확도를 증가시키는 것을 가능케 한다. 이어, 이는 가장 작은 가능한 연삭점(grinding point)을 이용한 가공을 가능케 한다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 변형 실시형태에 따르면, 단계 c)에서 결함 구역의 자동화된 가공 불가능성이 연삭 또는 연마 도구에 의해 검출되는 경우, 결함 구역을 표시 및 표기한다.
이는, 이 같은 결함이 연삭 또는 연마 도구에 의해 직접 우회되며, 그 결과 추가로 시간이 절약된다는 이점을 갖는다. 비가공성 결함은 스크린 상에서 작동자에게 보여지게 되고, 이러한 결함의 좌표는 저장되는데, 이는 자동적으로 가공 가능한 결함이 가공된 이후에 이 같은 결함이 유능한 전문 직원에 의해 실시되는 것이 가능하게 된다.
추가의 유리한 변형 실시형태에 따르면, 공작물은 특히 몇몇 검출된 결함의 경우에 단계 e) 이전에 가공 구역으로 세분된다.
이는 경로 계획 소프트웨어의 도움으로 결함에 대한 속도 최적화된 가공이 가능하다는 이점을 갖는다.
가공 구역은 바람직하게는 공작물의 기하구조 및 개개의 연삭 또는 연마 도구에 대한 접근성에 기초하여 산정된다.
이는 특히 몇몇 기존의 연삭 또는 연마 도구의 경우에 조정을 유의하게 개선시킬 수 있다. 더욱이, 도구의 충돌을 피할 수 있다.
추가의 바람직한 변형 실시형태에 따르면, 몇몇 결함이 가공되는 경우, 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구는 결함의 가공이 시간 및 거리의 측면에서 최적화되는 방식으로 제어된다. 특히, 서로에 대해 바로 옆에 배열된 복수의 연삭 또는 연마 도구는 개개의 결함을 가공하기 위해 동시에 제어된다.
이는 몇몇 결함에 대한 동시 가공을 가능케 하는데, 이는 공작물의 가공 시간이 추가로 감소될 수 있다는 것을 의미한다.
추가의 유리한 변형 실시형태에 따르면, 이들의 거치대에서 소정의 거리로 이동할 수 있는 공작물 부품의 경우, 개구 각도는 공작물의 저장된 표적 데이터, 예를 들어 CAD 데이터를 이용하여 거리 센서에 의해 공정 내에서 산정되며, 이는 연삭 및 연마 도구가 정확한 표면 법선을 마무리할 수 있도록 결함 가공 동안에 설명된다.
이 같은 상황은, 특히 사전 페인팅 및 건조 이후에 이들이 폐쇄 위치에 있지 않지만 개개의 스페이서에 사전 고정되어 있는 문, 보닛 또는 덮개가 구비된 차체에 의해 발생한다.
추가의 유리한 변형 실시형태에 따르면, 연삭 공정은 소위 건식 연삭으로서만 실시된다.
이는, 연삭 공정 동안에 발생한 연삭 먼지가 마모재 내에 결합된 상태로 남아 있으며, 따라서 연마 이전에 연삭 구역의 중간 세정이 생략될 수 있으므로 보다 엄격한 결함 가공 사이클을 가능케 한다.
추가의 유리한 변형 실시형태에 따르면, 앞서 마모 가공된 표면의 배수의 구역은 결함의 연마 가공 동안에 가공되며, 이는 특히 연마점의 영역 내에서의 발열이 낮다는 이점을 가지며, 따라서 사용된 연마제의 응집 등을 방지한다.
상기에 기술되어 있는 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 장치는 검출 스테이션, 연삭 스테이션 및 연마 스테이션을 포함한다. 적어도 하나의 연삭 도구는 컴퓨터에 연결된 로봇으로서 설계되며, 로봇의 아암(arm)에 부착되고 회전 및/또는 진동 및/또는 궤도 방식으로 이동할 수 있는, 마모 벨트를 거치하기 위한 지지 장치를 구비하고, 연마 도구는 컴퓨터에 연결된 로봇으로서 설계되고, 로봇의 아암에 부착되고, 회전 및/또는 진동 및/또는 궤도 방식으로 이동할 수 있는, 연마 스폰지를 거치하기 위한 지지 플레이트를 구비하며, 이때 아암은 컴퓨터 제어 하에 이동 가능하다.
마모 벨트의 미사용 표면 조각이 가공될 각각의 결함에 이용 가능하여 각각의 결함에 대한 연삭 가공의 품질을 일정하도록 마모 벨트를 각각의 결함 가공 이후의 사이클에서 조절할 수 있으므로 마모 벨트의 사용은 건식 연삭에 특히 적합하다.
바람직한 변형 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구는 선형 축을 따라 이동 가능하며, 이는 연삭 또는 연마 도구의 범위를 보다 크게 허용한다.
바람직한 변형 실시형태에 따르면, 연마 도구는 와이핑 장치 및/또는 송풍 장치 및 선택적으로는 검출부를 포함한다. 따라서, 와이핑 장치는 연마점의 자동화된 와이핑을 가능케 한다. 송풍 장치는 압축 공기를 특히 연마 스폰지 내로 송풍함으로써 연마점의 추가적인 냉각을 가능케 한다. 검출부는 결과를 검토하는 것을 가능케 한다.
특히, 결과 통제뿐만 아니라 연마 구역을 연삭, 연마 및 와이핑함으로써 결함을 수동 가공하기 위해 선행 기술분야에서 요구되는 광 터널의 제거, 건식 연삭에서 유래하는 유의하게 낮은 세정 노력, 마모 시트 대신에 벨트로서의 폐기물 최적화된 형태의 마모재, 사용된 진공 고정으로 인해 마모재를 고정하기 위한 추가의 필수 마무리 단계의 생략, 유의하게 낮은 공간 요건뿐만 아니라 연마 스폰지를 통한 정확하게 조정된 투여로 인한 연마 페이스트의 보다 낮은 소비, 생태 균형 및 지속 가능성이 본 발명에 따른 방법 및 장치에 의해 크게 개선된다.
첨부된 도면을 참고하여 바람직한 예시적인 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 장치의 변형 실시형태의 상부 개략도를 보여주고;
도 2는 도 1에 나타나 있는 장치의 측면도를 보여주고;
도 3, 도 4 및 도 5는 도 1 및 도 2에 나타나 있는 장치의 세부사항에 대한 사시도를 각각 보여준다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 장치의 변형 실시형태의 상부 개략도를 보여주고;
도 2는 도 1에 나타나 있는 장치의 측면도를 보여주고;
도 3, 도 4 및 도 5는 도 1 및 도 2에 나타나 있는 장치의 세부사항에 대한 사시도를 각각 보여준다.
하기 도면 설명에서, 상부, 하부, 좌측, 우측, 전방, 후방 등과 같은 용어는 개개의 도면에서 선택된 검출 스테이션(detection station), 연마 스테이션(polishing station), 연삭 스테이션(grinding station), 연삭 도구(grinding tool), 연마 도구(polishing tool), 공작물(workpiece) 등의 예시적인 묘사 및 위치만을 지칭한다. 이들 용어는 제한적인 것으로 이해되어서는 안 되며, 즉 상이한 작업 위치 또는 거울 대칭적 설계 등은 이들 참조 번호를 변경할 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 참조 부호 1은 전적으로 공작물(5)의 표면 코팅 내에서 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구(7, 8)를 이용하여 적어도 하나의 결함(1)을 연삭 및/또는 연마함으로써 결함을 검출 및 가공하기 위한 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 장치의 변형 실시형태를 나타내며, 이때 연삭 또는 연마 도구(7, 8)는 저장된 프로그램에 기초하여 자동적으로, 그리고 결함(1)에 대한 컴퓨터 제어 하에 이동할 수 있다.
도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 장치는 검출 스테이션(2), 연삭 스테이션(3) 및 연마 스테이션(4)을 포함한다. 개개의 스테이션은, 예를 들어 자동차의 몸체 부품의 형태인 가공될 공작물(5)이 스테이션에서 스테이션으로 이동할 수 있고 개개의 스테이션에 시기 적절한 방식으로 공급될 수 있는 레일 시스템(9)에 의해 상호 연결되어 있다.
도 1, 도 2 및 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 검출 스테이션(2)은 광학 스캐닝 장치가 부착되어 있는 말단에 개개의 로봇 아암을 구비한 2개의 로봇을 포함한다. 바람직하게는, 광학 센싱 장치는 공작물(5)을 향해 유도되는 전자기 방사선 공급원 및 공작물(5)로부터 반사된 광선을 검출하고 후속적으로 평가하기 위한 검출부(61)를 포함한다.
광학 스캐닝 장치(6)는 이동 가능한 로봇 아암의 도움으로 공작물(5)의 표면구역 모두를 광학적으로 검출할 수 있다.
로봇 아암은 바람직하게는 여기에 데이터베이스가 연결되어 있는 고급 수준의 마스터 컴퓨터에 의해 제어되며, 여기에 스캐닝될 공작물(5) 표면의 상대적인 좌표가 저장된다.
공작물(5) 표면의 상대적인 좌표에 기초하여, 공작물(5)과 관련된 차단 구역은, 예를 들어 공작물(5)의 가장자리를 따라서, 몸체 모듈로서 설계된 공작물(5)의 그리스 가장자리를 따라서, 그리고 공작물(5)의 좁은 반경 내에서 사전에 영구적으로 저장되거나 자동적으로 결정된다. 모든 필수 매개변수는 로봇의 가공 이동을 위해 저장되며, 개개의 결함 크기로 조절된다. 매개변수에 대한 극한 값은 저장되며, 이는 연속 개선 공정을 위해 변경될 수 있다.
광학 스캐닝 장치(6)는 바람직하게는 광선을 인가함으로써 공작물(5)의 표면을 스캐닝한다. 반사된 방사선은 검출기에 의해 검출되고, 공작물(5)의 표면 상에서 발견되는 임의의 결함은 제2 데이터베이스에 디지털 방식으로 저장된다.
저장 동안, 위치 데이터 및 선택적으로는 결함 가충치가 저장된다. 공작물(5)의 표면의 상대적인 좌표가 저장되어 있는 마스터 컴퓨터의 상술한 데이터베이스와 더불어, 검출된 결함 데이터는 공작물(5)의 저장된 상대적인 좌표와 비교되며, 이어지는 추가의 자동화된 가공, 즉 연삭 처리 및 후속적인 연마 처리에 의해 조정된다.
가공될 공작물에 따르면, 검출 스테이션(2)에서 이에 부착된 결함 검출 장치를 구비한 하나의 로봇만을 제공하거나, 심지어 2개 이상의 이 같은 로봇을 제공하는 것을 또한 생각할 수 있다.
공작물의 크기에 따라, 또는 위치 데이터, 결함 크기 및 결함 유형의 측면에서 위치 추적 공정의 정확도를 증가시키기 위해, 연삭 도구 자체에 검출부 또는 추가의 검출부를 장착하는 것을 또한 생각할 수 있다.
검출 스테이션(2)의 광학 스캐닝 장치(6)가 이동할 수 있기 때문에, 공작물의 음영 구역 또는 언더컷과 같은 정체형 위치 추적 시스템에 의해 점검될 수 없는 공작물 구역을 스캐닝하는 것이 또한 가능하다.
결함 위치만을 검출하는 것을 또한 생각할 수 있는데, 이는 수송 차량 및 공작물의 광범위하고 고가의 위치 검출의 필요성을 없앤다.
이 경우, 획득부는 사전에 결함 구역을 광학적으로 스캐닝할 수 있으며, 보다 정확한 데이터가 단계 b)에서 추가의 가공을 위해 사용될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 2개의 로봇은 또한 검출 스테이션(2)에 인접한 연삭 스테이션(3) 내에 배열되어 있다. 본원에 나타나 있는 예시적인 실시형태에서, 로봇은 선형 축(32)을 따라 이동 가능하다. 이 같은 선형 축(32) 상에 검출 스테이션(2) 및/또는 연마 스테이션(4)의 로봇을 위치시키는 것을 또한 생각할 수 있다. 연삭 스테이션(3)의 로봇을 연삭 스테이션(3) 내에 정체 방식이지만 회전 가능한 방식으로 배열하는 것을 또한 생각할 수 있다.
연삭 스테이션(3)의 연삭 도구(7)를 마스터 컴퓨터에 의해 제어하기 전에 개개의 결함을 가공하기 위한 연삭 도구(7)의 가능한 이동에 대한 시뮬레이션을 사전에 실시한다.
이 같은 시뮬레이션 동안, 연삭 도구(7)에 의한 결함의 자동 가공이, 예를 들어 자동 가공에 불리한 결함의 위치로 인해 불가능한 것으로 확인되면, 이러한 결함의 좌표는 마스터 컴퓨터에 전달되고, 직원에게 보여지게 되고, 바람직하게는 스크린 상에 가시화된다.
시뮬레이션에서 결함을 자동적으로 가공할 수 있다는 것을 보여주면, 이러한 결함의 위치 데이터는 연삭에 의한 추가의 가공을 위해 마스터 컴퓨터로 전송된다. 이 공정에서, 연삭 도구(7) 및 연삭 도구(7)가 부착된 로봇 아암은 결함을 연삭하기 위해 의도된 위치로 보내진다.
도 1 및 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 연삭 도구(7)를 각각 구비한 몇몇 로봇이 연삭 스테이션(3) 내에 배열되면, 공작물(5)을 바람직하게는 몇몇 가공 구역으로 세분한 후, 결함 가공용으로 결정된 가공 데이터를 연삭 도구(7)로 전달한다.
이들 가공 구역은 공작물(5)의 기하구조 및 개개의 연삭 도구(7)에 대한 접근성에 기초하여 산정된다. 이어, 가장 낮은 시간 및 거리를 갖는 연삭 도구(7)는 결함의 가공이 시간 및 거리의 측면에서 최적화되는 방식으로 제어된다.
연삭 시에, 바람직한 방법은 결함 주변의 동심원 연삭 경로에서 연삭하는 것이다.
특히, 연삭 도구(7)의 제어, 및 후속적인 연마 공정에서의 연마 도구(8)의 제어의 산정은 가공될 공작물(5)의 결함 구역이 최적화된 속도로 가공되는 방식으로 소프트웨어의 도움으로 실시된다.
결함을 가공하는 경우, 동시에 작동하는 몇몇 연삭 또는 연마 도구의 경우에 연삭 또는 연마 도구들 사이, 또는 이 같은 연삭 또는 연마 도구가 배열되어 있는 로봇과 로봇 아암 사이의 충돌 없이 결함을 병렬로 가공할 수 있다는 것이 고려된다.
바람직하게는, 연삭 공정을 완료한 이후, 특히 가공 단계의 개수를 감소시킴으로써 결함 가공의 자동화를 추가로 개선하기 위해 통계 방법을 이용하여 마스터 컴퓨터에 의해 평가를 실시한다.
본질적으로 연삭 스테이션(3)에 인접하게 있는 연마 스테이션(4)에서의 결합의 연마에도 동일하게 적용된다.
이들의 거치대에서 소정의 거리로 이동할 수 있는 공작물 부품의 경우, 연삭 또는 연마 도구를 이에 따라 정렬하거나, 이를 공작물(5)의 공작물 부품 상에 조심스럽게 배치함으로써 약간의 편차를 보상한다.
이 같은 상황은, 예를 들어 페인팅 및 건조된 이후에 이들이 폐쇄 위치에 있지 않지만 개개의 스페이서에 사전 고정되고, 압력을 가함으로써 폐쇄 위치로 이동할 수 있는 문, 후드 또는 덮개가 구비된 차체에서 발생한다.
따라서, 바람직하게는 최대 1°로 가공될 공작물(5)의 섹션의 위치를 개방하는 경우, 법선 방향으로 가공될 공작물(5)의 섹션 상에 가공 도구를 조심스럽게 배치함으로써 저장된 좌표로부터의 이 같은 편차를 보상한다.
대안적으로, 특히 연삭 도구(7)를 안착하기 전에 상류 거리 센서에 의해 개구 각도를 산정하고, 따라서 이를 연삭 작업 동안에 고려하는 것이 또한 가능하다.
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 건식 연삭에서 작동할 수 있는 연삭 도구(7)는 바람직하게는 연삭 공정에 사용된다. 이를 위해, 연삭 도구(7)는 바람직하게는 각각의 연삭 작업을 실시한 이후에 마모 벨트의 미사용 부품이 하기 연삭 작업에 사용되는 정도로 배위되는 마모 벨트(71)를 포함한다. 그 결과, 마모 벨트(71)는 바람직하게는 연삭 도구(7)의 지지 패트 상에서 진공에 의해 거치된다.
이는, 예를 들어 결함 주변의 구역에 먼지가 전혀 없고, 마모재가 파손 동안에 변경될 수 있으므로 연마 이전에 연삭 구역의 중간 세정이 더 이상 필요하지 않는다는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 미세 과립은 사용된 연마 페이스트와 일치한다. 바람직한 미세 과립의 크기는 FEPA-P 범위 밖의 미세 과립의 크기이며, 이때 최대 거칠기 깊이는 0.5 ㎛ 미만이다.
마모 처리에서, 동일한 미세 과립은 바람직하게는 모든 결함 유형 또는 크기에 대해 사용된다. 보다 큰 결함의 경우, 연삭을 수회 실시하지만, 항상 미사용 마모재가 존재하며, 이때 연삭 이동은 결함 크기에 맞게 조정된다. 미사용 마모재를 사용함으로써 연삭 구역의 표면 거칠기는 보다 큰 결함을 가공하는 경우에도 좁은 허용 오차 범위 내에 있다.
도 5에서 추가로 알 수 있는 바와 같이, 연마 도구(8)는, 특히 연마 페이스트 형태의 연마제가 제공될 수 있는 연마 스폰지가 구비된 로봇 아암에 부착된 연마 장치를 구비한다. 연마제를 연삭점 상으로 또는 연마 스폰지 자체 내로 직접 공급하는 것을 또한 생각할 수 있다.
연마 스폰지 표면의 시간이 많이 드는 습윤 단계는, 적어도 연마 스폰지를 변경한 이후에 연마 페이스트의 용량을 1회 3배로 만듦으로써 생략될 수 있다.
패드 세척기의 도움으로 사용 이후에 연마 스폰지를 재가공하고 이를 계속 사용하는 것을 또한 생각할 수 있다. 이어서, 공정 변수에 따르면 연마 스폰지는 바람직하게는 제3 세정 이후에 교체된다.
개개의 결함에서의 연마 처리 구역은 바람직하게는 앞서 연삭에 의해 가공된 표면의 구역보다 수배 더 크다. 따라서, 특히 연마 시간의 후반기에 접촉 압력을 변경하고 연마 스폰지 내로 압축된 공기에 의해 냉각시킴으로써 발열을 최소화할 수 있다.
또한, 연마 도구(8)는 바람직하게는 연마 구역의 자동 와이핑을 가능케 하기 위해 예를 들어 극세사 직물 또는 세정 스폰지의 형태의 와이핑 장치를 포함한다. 이로 인해, 와이핑 장치는 바람직하게는 연마 장치(8)와 함께 로봇 아암에 부착되며, 이때 와이핑 장치는 회전 가능하게 설계된다.
더욱이, 연마 도구(8)는 바람직하게는 압축 공기가 후자를 냉각시키기 위한 연마점에 가해질 수 있는 송풍 장치를 포함한다. 특히 연마점 상의 연마 매질을 연마 스폰지 자체로 공급하거나, 연마 스폰지를 통해 연마점으로 공급하는 폐쇄 사이클에 있어서, 특히 연마될 지점에서 연마 스폰지의 접촉 압력을 변경하고, 앞서 언급된 압축 공기에 의해 냉각함으로써 연마 동안에 발생하는 발열을 최소화할 수 있다.
연마 도구 상에 장착된 검출부(6)가 가공된 구역을 광학적으로 스캐닝하고, 결과를 검토하기 위해 이를 사용한다는 것을 또한 생각할 수 있다.
참조 부호의 목록
1: 결함
2: 검출 스테이션
3: 연삭 스테이션
32: 도구 레일/선형 축
4: 연마 스테이션
5: 공작물
6: 검출부
61: 검출기
7: 연삭 도구
71: 마모 벨트
8: 연마 도구
81: 연마 스폰지
9: 레일 시스템
Claims (18)
- 공작물(5)의 표면 코팅 내의 적어도 하나의 결함(1)에 대한 저장된 프로그램에 기초하여 자동화 및 컴퓨터 제어 방식으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구(7, 8)를 이용하여 상기 결함(1)의 식별을 조정하고 이를 연삭 및/또는 연마함으로써 가공하기 위한 방법으로서,
a) 검출 스테이션(2)에서 공작물(5)의 표면 코팅을 자동적으로, 특히 광학적으로 스캐닝하고 데이터베이스에서 상기 스캐닝된 위치 데이터를 저장하는 단계;
b) 상기 공작물(5)의 저장된 표적 데이터와 상기 검출된 위치 데이터를 비교함으로써 상기 결함(1)을 식별하는 단계;
c) 상기 결함(1)을 가공하기 위한 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8)의 가능한 이동을 시뮬레이션하는 단계;
d) 시뮬레이션 동안에 결정된 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8)에 대한 설정 데이터를 마스터 컴퓨터에 전송하는 단계;
e) 상기 결함(1)을 가공하기 위한 상기 결정된 가공 데이터를 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8)로 전달하는 단계; 및
f) 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8)를 이용하여 연삭함으로써 상기 결함(1)을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식별을 조정하고 가공하기 위한 방법. - 제1항에 있어서, 상기 공작물(5)의 표면 코팅을 광학적으로 스캐닝하는 단계는 이동 가능한 검출부(6)의 도움으로 검출 스테이션(2)에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 c)에서 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8)에 의한 상기 결함의 자동화 가공 불가능성이 검출되는 경우, 상기 결함을 표시 및 표기하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 e) 이전에 상기 공작물(5)을 가공 구역들로 나누는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 가공 구역들은 상기 공작물(5)의 기하구조 및 개개의 연삭 또는 연마 도구(7, 8)에 대한 접근성에 기초하여 산정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 결함이 가공되는 경우, 상기 적어도 하나의 연삭 또는 연마 도구(7, 8)는 상기 결함의 가공이 시간 및 거리의 측면에서 최적화되는 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서, 서로에 대해 바로 옆에 배열된 복수의 연삭 또는 연마 도구(7, 8)는 개개의 결함을 가공하기 위해 동시에 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 이들의 거치대에서 소정의 거리로 이동할 수 있는 공작물 부품의 경우, 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8)를 상기 저장된 목적하는 데이터에 따른 표면 법선에 따라 배열하는 방식으로 제어되거나, 상기 공작물 상에 조심스럽게 배치함으로써 약간의 편차를 보상하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연삭 작업은 건식 연삭으로서만 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결함 주변의 동심원 연삭 경로에서의 연삭 가공 동안에 연삭이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 연삭 작업의 개수는 결함 크기에 기초하여 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 앞서 마모 가공된 표면의 배수의 영역은 상기 결함의 연마 가공 동안에 가공되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결함을 연마한 이후에 와이핑 장치에 의해 상기 결함을 세정하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결함을 연마한 이후에 결과 확인을 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 검출 스테이션(2), 연삭 스테이션(3) 및 연마 스테이션(4)을 포함하는, 제1항에 따른 방법을 실시하기 위한 장치로서,
적어도 하나의 연삭 도구(7)는 컴퓨터에 연결된 로봇으로서 설계되고, 상기 로봇의 아암(arm)에 부착되고 마모 벨트(71)를 거치하기 위해 회전 및/또는 진동 및/또는 궤도 방식으로 이동할 수 있는 지지 장치를 구비하고, 연마 도구(8)는 컴퓨터에 연결된 로봇으로서 설계되고, 상기 로봇의 아암에 고정되고 회전 및/또는 진동 및/또는 궤도 방식으로 이동할 수 있는, 연마 스폰지(81)를 거치하기 위한 지지 플레이트를 구비하며, 이때 상기 아암은 컴퓨터 제어 하에 이동할 수 있으며, 적어도 상기 검출 스테이션(2)은 광학 검출부(6)를 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 방법을 실시하기 위한 장치. - 제15항에 있어서, 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8) 중 적어도 하나는 선형 축(32)을 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 상기 방법을 실시하기 위한 장치.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 연삭 또는 연마 도구(7, 8) 중 적어도 하나는 광학 검출부(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법을 실시하기 위한 장치.
- 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 도구(8)는 와이핑 장치 및/또는 송풍 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법을 실시하기 위한 장치.
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