KR20230118679A - 기계 부품을 가공하기 위한 조립체, 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

조립체(100)가 병렬 로봇(101) 및 서보 스핀들(102)을 포함한다. 병렬 로봇(101)은 가공되는 기계 부품(33) 아래의 플랫폼(300) 상으로 장착되도록 구성되고 하나 이상의 축을 포함한다. 서보 스핀들(102)이 병렬 로봇(101)에 장착되고 가공 툴(103)을 회전 구동하도록 구성된다. 병렬 로봇(101)은 서보 스핀들(102)을 구동시켜 하나 이상의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성된다. 가공 툴은 기계 부품의 하단부에서 희망 형상을 컷팅할 수 있다. 이러한 방식으로, 가공의 유연성 및 효율성이 가공 정확도를 만족시키는 조건 하에서 개선될 수 있다. 기계 부품을 가공하기 위한 장치 및 방법이 더 개시된다.

Description

기계 부품을 가공하기 위한 조립체, 장치 및 방법

본 개시 내용의 예시적인 실시형태는 일반적으로 기계 부품 가공 분야, 그리고 보다 구체적으로 기계 부품을 가공하기 위한 조립체, 장치 및 방법에 관한 것이다.

부품을 가공하기 위한 통상적인 프로세스로서 밀링이 있다. 밀링의 통상적인 모드는 컴퓨터화된 수치 제어(CNC) 밀링 기계 또는 가공 센터를 이용하여 기계 부품을 프로세스하는 것이다. 밀링 중에, 기계 부품의 블랭크가 먼저 CNC 밀링 기계 또는 가공 센터 상에 고정된다. 이어서, 고속 회전 밀링 커터를 이용하여, 블랭크에서 요구되는 형상 및 특성을 컷팅한다.

현재, 가장 일반적인 밀링의 모드는 밀링 가공 센터를 이용하는 것이다. 밀링 가공 센터는 높은-정확도의 가공을 달성할 수 있으나, 한편으로는 많은 단점을 갖는다. 첫 번째로, 밀링 가공 센터의 제한된 동작 범위로 인해서, 알루미늄 작업 단편과 같은 큰 크기의 기계 부품 대신, 작은 크기로부터 중간 크기의 기계 부품을 프로세스하기 위해서만 이용될 수 있다. 두 번째로, 5개의 축을 갖는 가공 센터를 채택하지 않는 한(그러나 그러한 채택은 낮은 프로세싱 효율을 초래할 수 있다), 복잡한 곡선형 표면을 갖는 기계 부품을 용이하게 프로세스할 수 없다. 세 번째로, 더 큰 크기의 기계 부품의 프로세싱을 지원하기 위해서, 대형 가공 센터 또는 심지어 갠트리 유형의(gantry type) 가공 센터가 종종 필요하고, 이는 가공 센터의 비용을 상대적으로 높일 수 있다. 네 번째로, 가공 센터가 큰 면적을 차지하기 때문에, 다른 자동 장비와 협력하여 자동 생산 라인을 실현하기가 어렵다. 다섯 번째로, 가공 센터에서, 상이한 기계 부품들을 프로세스 하기 위해서, 전용의 맞춤형 고정 툴링이 필요할 수 있다. 따라서, 가공 센터의 유연성은 만족스럽지 못하다.

밀링의 다른 통상적인 모드는 산업용 로봇, 예를 들어 6-축 조인트 로봇을 이용하여 기계 부품의 컷팅을 위해 밀링 커터를 유지하는 것이다. 그러나, 6-축 조인트 로봇이 몇 개의 조인트를 포함하기 때문에, 6-축 조인트 로봇의 축이 밀링 중에 이동 또는 회전하는 경우에 6-축 조인트 로봇의 강성도가 낮을 수 있다. 이러한 경우, 6-축 조인트 로봇을 이용한 밀링의 정확도가 부정적으로 영향을 받을 수 있다.

따라서, 기계 부품을 밀링하기 위한 개선된 해결책이 필요하다.

전술한 문제를 고려하여, 본 개시 내용의 예시적인 실시형태는, 부품 가공의 프로세스 어려움 및 비용을 줄이기 위한 그리고 부품 가공의 프로세스 효율, 유연성, 및 강성도를 높이기 위한 기계 부품 가공용 조립체, 장치 및 방법을 제시한다.

제1 양태에서, 본 개시 내용의 예시적인 실시형태는 기계 부품을 가공하기 위한 조립체를 제공한다. 조립체는, 가공되는 기계 부품 아래의 플랫폼 상으로 장착되도록 구성되고 하나 이상의 축을 포함하는 병렬 로봇; 및 병렬 로봇에 장착되고 가공 툴을 회전 구동하도록 구성된 서보 스핀들을 포함하고, 병렬 로봇은 서보 스핀들을 구동시켜 하나 이상의 축을 따라서 병렬 로봇에 대해서 병진운동시키도록 구성된다. 이러한 실시형태로, 기계 부품의 가공 중에, 병렬 로봇은 서보 스핀들을 구동하여 기계 부품 아래에서 하나 이상의 축을 따라서 병진운동시킬 수 있고, 그에 따라 가공 툴은 기계 부품의 하단 측에서 요구되는 형상 및 특성을 컷팅할 수 있다. 이러한 방식으로, 기계 부품은, 가공 정확도가 요건을 만족시키는 경우에, 더 높은 유연성 및 효율로 프로세스될 수 있다.

일부 실시형태에서, 병렬 로봇은, 서보 스핀들을 구동시켜 서로 수직인 3개의 축을 따라서 병렬 로봇에 대해서 병진운동시키도록 구성된 데카르트 로봇(Cartesian robot)이다. 이러한 실시형태에서, 병렬 로봇은 서보 스핀들을 구동시켜 3개의 축 중 하나 이상을 따라서 병진운동시킬 수 있고, 그에 따라 기계 부품의 하단 측에서 요구 형상 및 특성을 컷팅할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조립체는, 서보 스핀들에 의해서 유지되고 서보 스핀들의 구동 하에서 회전되도록 구성된 가공 툴을 더 포함한다.

일부 실시형태에서, 가공 툴은 드릴링 툴 또는 밀링 툴을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 기계 부품은, 가공 정확도가 요건을 만족시키는 경우에, 높은 유연성 및 효율로 밀링 또는 드릴링될 수 있다.

제2 양태에서, 본 개시 내용의 예시적인 실시형태는 기계 부품을 가공하기 위한 장치를 제공한다. 장치는 가공되는 기계 부품을 유지하도록 그리고 기계 부품의 배향을 조정하도록 구성된 포지셔너(positioner); 및 본 개시 내용의 제1 양태에 따른 조립체를 포함한다. 조립체는 기계 부품 아래의 플랫폼 상에 배열되어, 기계 부품의 하단 측으로부터 기계 부품을 가공한다. 본 개시 내용의 제2 양태에 따른 장치는 본 개시 내용의 제1 양태에 따른 조립체와 유사한 장점을 제공할 수 있다. 또한, 포지셔너로, 가공 프로세스 중에 기계 부품의 배향을 조정할 수 있다.

일부 실시형태에서, 장치는 윤활제를 가공 툴에 공급하도록 구성된 윤활 디바이스를 더 포함한다. 이러한 실시형태에서, 윤활 디바이스에 의해서 공급되는 윤활제는 가공 툴을 마모로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라 가공 툴의 과열을 방지할 수 있다.

일부 실시형태에서, 장치는 기계 부품의 가공 매개변수를 설정하기 위해서 사용자 입력을 수신하도록 구성된 인간 기계 인터페이스(HMI)를 더 포함한다.

제3 양태에서, 본 개시 내용의 예시적인 실시형태는 기계 부품을 가공하기 위한 방법을 제공한다. 방법은: 기계 부품의 가공 매개변수를 설정하기 위해서 사용자 입력을 수신하는 단계; 및 기계 부품 아래의 플랫폼 상에 배열된 조립체가 가공 매개변수를 기초로 기계 부품을 가공하게 하는 단계를 포함하고, 조립체는 하나 이상의 축을 갖는 병렬 로봇; 병렬 로봇에 장착된 서보 스핀들로서, 병렬 로봇은 서보 스핀들을 구동하여 하나 이상의 축을 따라서 병렬 로봇에 대해서 병진운동시키도록 구성되는, 서보 스핀들; 및 서보 스핀들에 의해서 유지되고 서보 스핀들의 구동 하에서 회전되어 기계 부품의 가공을 달성하도록 구성되는 가공 툴을 포함한다. 이러한 실시형태로, 병렬 로봇 및 가공 툴과 결합된 서보 스핀들을 이용하여 가공 매개변수를 기초로 기계 부품을 가공한다. 이러한 해결책은, 독립적으로 가공 센터를 대체하고 6-축 산업용 로봇의 한계를 완벽히 해결하는 일종의 혁신이다.

일부 실시형태에서, 가공 매개변수는 위치, 기계 부품에 형성되는 홀의 측방향 치수 및 깊이, 그리고 가공 툴의 리드(lead)를 포함한다.

일부 실시형태에서, 조립체가 가공 매개변수를 기초로 기계 부품을 가공하게 하는 단계는: 조립체가 기계 매개변수를 기초로 나선형 공급 방식으로 기계 부품을 가공하게 하는 단계를 포함한다. 이러한 실시형태에서, 기계 부품은 정밀하고 신뢰 가능하게 가공될 수 있다.

일부 실시형태에서, 홀은 원형 홀을 포함하고, 홀의 측방향 치수는 원형 홀의 반경을 포함한다.

일부 실시형태에서, 홀은 허리-형상의 홀을 포함하고, 홀의 측방향 치수는 허리-형상의 홀의 길이 및 반경을 포함한다.

일부 실시형태에서, 병렬 로봇은, 서보 스핀들을 구동시켜 서로 수직인 3개의 축을 따라서 병렬 로봇에 대해서 병진운동시키도록 구성된 데카르트 로봇이다.

일부 실시형태에서, 가공 툴은 드릴링 툴 또는 밀링 툴을 포함한다.

일부 실시형태에서, 기계 부품은 기계 부품의 배향을 조정하도록 구성된 포지셔너에 의해서 유지된다.

본원에서 설명되는 도면은 본 개시 내용을 추가적으로 설명하기 위해서 그리고 본 개시 내용의 일부를 구성하기 위해서 제공된 것이다. 개시 내용의 예시적인 실시형태 및 그 설명은, 본 개시 내용을 부적절하게 제한하기 위해서가 아니라, 본 개시 내용을 설명하기 위해서 사용된다.
도 1은 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 가공하기 위한 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 고정하기 위한 포지셔너의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 가공하기 위한 장치의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 가공하기 위한 방법을 도시한다.
도 5a는 기계 부품에 형성되는 원형 홀의 개략도를 도시한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 바와 같은 원형 홀의 예시적인 가공 경로를 도시한다.
도 6a는 기계 부품에 형성되는 허리-형상의 홀의 개략도를 도시한다.
도 6b는 도 6a에 도시된 바와 같은 허리-형상의 예시적인 가공 경로를 도시한다.
도면 전체를 통해서, 동일하거나 유사한 참조 부호를 이용하여 동일하거나 유사한 요소를 표시한다.

이제, 도면에 도시된 몇몇 예시적인 실시형태를 참조하여 본 개시 내용의 원리를 설명할 것이다. 본 개시 내용의 예시적인 실시형태가 도면에 도시되어 있지만, 그러한 실시형태는, 임의의 방식으로 본 개시 내용의 범위를 제한하는 대신, 단지 당업자가 본 개시 내용을 보다 양호하게 이해하여 달성할 수 있도록 돕기 위해서 설명된 것임을 이해할 수 있을 것이다.

"포함한다" 또는 "포괄한다"라는 용어 및 그의 변형은 "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미하는 개방형 용어로 해석되어야 한다. 문맥상 달리 표시되지 않는 한, "또는"이라는 용어는 "및/또는"으로 해석되어야 한다. "기초로 하는"이라는 용어는 "적어도 부분적으로 기초로 한다"는 것으로 해석되어야 한다. "동작 가능한"이라는 용어는 사용자 또는 외부 메커니즘에 의해 유도된 동작에 의해 기능, 작용, 모션, 또는 상태가 달성될 수 있음을 의미한다. "일 실시형태" 및 "실시형태"라는 용어는 "적어도 하나의 실시형태"로 해석되어야 한다. "다른 실시형태"라는 용어는 "적어도 하나의 다른 실시형태"로 해석되어야 한다. "제1", "제2" 등의 용어는 상이하거나 동일한 대상을 지칭할 수 있다. 명시적이든 묵시적이든, 다른 정의가 아래에 포함될 수 있다. 문맥이 달리 명시적으로 표시하지 않는 한, 용어의 정의는 명세서 전반에 걸쳐 일관적이다.

본 개시 내용의 실시형태에 따라, 통상적인 가공 센터의 단점 및 6-축 산업용 로봇의 이용 한계를 독립적으로 해결하기 위해서, 기계 부품을 가공하기 위한 조립체, 장치 및 방법을 제공하여 프로세스의 어려움 및 부품 가공의 비용을 줄이고 부품 가공의 프로세스 효율, 유연성 및 강성도를 증가시킨다. 전술한 아이디어는, 이하의 문단에서 구체적으로 설명되는 바와 같이, 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

이하에서, 도 1 내지 도 6b를 참조하여 본 개시 내용의 원리를 구체적으로 설명할 것이다.

도 1 및 도 2를 먼저 참조하면, 도 1은 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 가공하기 위한 장치의 사시도를 도시하고, 도 2는 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 고정하기 위한 포지셔너의 개략도를 도시한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본원에서 설명된 장치(200)는 일반적으로 포지셔너(34) 및 기계 부품(33)을 가공하기 위한 조립체(100)를 포함한다. 조립체(100)는 기계 부품(33) 아래의 플랫폼(300) 상에 배열된다.

일부 실시형태에서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 조립체(100)는 병렬 로봇(101), 서보 스핀들(102), 및 가공 툴(103)을 포함한다. 병렬 로봇(101)은 플랫폼(300) 상에 장착된다. 병렬 로봇(101)은 하나 이상의 축을 따른 병진운동 모션을 제공하기 위해서 하나 이상의 축을 포함한다. 서보 스핀들(102)은 병렬 로봇(101) 상에 장착되고, 하나 이상의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서, 즉 플랫폼(300)에 대해서 병진운동하도록 병렬 로봇(101)에 의해서 구동될 수 있다. 가공 툴(103)은 서보 스핀들(102)에 의해서 유지되고, 서보 스핀들(102)의 구동 하에서 회전할 수 있다.

본 개시 내용의 실시형태에 따라, 기계 부품(33)의 가공 중에, 병렬 로봇(101)은 서보 스핀들(102)을 구동하여 포지셔너(34)에 의해서 유지되는 기계 부품(33) 아래에서 하나 이상의 축을 따라서 병진운동시킬 수 있고, 가공 툴(103)은 서보 스핀들(102)의 구동 하에서 기계 부품(33)의 하단 측에서 요구 형상 및 특성을 컷팅할 수 있다. 이러한 방식으로, 기계 부품(33)은 더 큰 유연성 및 효율로 프로세스될 수 있다.

또한, 원형 및 허리-형상의 홀을 가공하기 위해서 장치(200)를 이용하는 것을 통해서, 상이하고 심지어 복잡한 적용 요건을 만족시킬 수 있다.

또한, 장치(200)는, 가공 툴(103)과 결합된 서보 스핀들(102)을 구동하기 위해서 병렬 로봇(101)을 이용하기 때문에, 밀링 또는 드릴링과 같이, 복잡한 곡선형 표면 또는 상이한 두께들을 가지는 기계 부품(33)을 프로세스하기에 적합하다. 가공 프로세스 중에, 기계 부품(33)의 가공 매개변수는 자동적으로 제어 및 조정될 수 있고, 그에 따라 가공 프로세스는 더 강력한 유연성을 갖는다.

또한, 장치(200)는 통상적인 기계 부품의 가공 프로세스에서의 맞춤형 디바이스의 복잡성 및 높은 비용과 관련된 문제를 해결한다. 따라서, 이는, 동작 어려움 및 비용을 크게 줄이는 더 강력한 적용성, 일반성, 및 경제성을 갖는다.

또한, 장치(200)의 가공 정확도는 요건을 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 장치(200)를 이용하여 기계 부품(33)에서 원형 및 허리-형상의 홀을 드릴링할 때, 가공 정확도는 약 -0.05 mm 내지 + 0.05 mm이다.

일부 실시형태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 병렬 로봇(101)은, 서보 스핀들(102)을 구동시켜 서로 수직인 3개의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성된 데카르트 로봇이다. 이러한 실시형태에서, 병렬 로봇(101)은 서보 스핀들(102)을 구동시켜 3개의 축 중 하나 이상을 따라서 병진운동시킬 수 있고, 그에 따라 원형 또는 허리-형상의 홀과 같은 요구 형상 및 특성을 기계 부품(33)의 하단 측에서 컷팅할 수 있다.

일부 실시형태에서, 병렬 로봇(101)은, 서보 스핀들(102)을 구동시켜 미리 결정된 축(Z)을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성된 단-축 로봇이다. 이러한 실시형태에서, 병렬 로봇(101)은 서보 스핀들(102)을 구동시켜 미리 결정된 축(Z)을 따라서 병진운동시킬 수 있고, 그에 따라 기계 부품(33)에서 요구 형상 및 특성, 예를 들어 원형 홀 또는 나사산형 홀을 컷팅할 수 있다.

실시형태에서, 병렬 로봇(101)은 전용 선형 로봇, 예를 들어 단-축 선형 로봇 또는 3-축 선형 로봇일 수 있다. 다른 실시형태에서, 병렬 로봇(101)은 통상적인 서보 배치 디바이스를 변경함으로써, 예를 들어 서보 배치 디바이스의 제어 프로그램을 특별히 설계함으로써 얻어질 수 있다. 본 개시 내용의 범위는 이와 관련하여 제한되지 않을 것이다.

본 개시 내용의 실시형태에 따라, 장치(200)를 이용하여 기계 부품(33) 상에서 다양한 형상 및 특성을 가공할 수 있다. 원형 홀 및 허리-형상의 홀은 가공된 형상 및 특성의 단순한 예이고, 본 개시 내용의 범위에 대한 어떠한 제한도 암시하지 않는다. 다른 실시형태에서, 장치(200)는 다른 홀 또는 표면을 드릴링 또는 밀링하기 위해서 이용될 수 있다.

본 개시 내용의 실시형태에 따라, 플랫폼(300)은 전용 작업 테이블, 브라켓, 또는 심지어 지면일 수 있다.

본 개시 내용의 범위에 대한 어떠한 제한도 암시하지 않으면서, 데카르트 로봇 및 단-축 로봇이 단지 병렬 로봇(101)의 예시적인 구현예라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다른 실시형태에서, 병렬 로봇(101)은, 서로 수직인 2개의 축을 포함하는 것과 같은, 다른 유형일 수 있다.

본 개시 내용의 실시형태에 따라, 서보 스핀들(102)은 가공 툴(103)을 구동시켜 고속으로 회전시킬 수 있고, 그에 따라 기계 부품(33)의 하단 측에서 요구 형상 및 특성을 컷팅할 수 있다. 서보 스핀들(102)은 다양한 통상적인 구조 또는 미래에 이용 가능한 구조일 수 있다. 본 개시 내용의 범위는 이와 관련하여 제한되지 않을 것이다.

실시형태에서, 가공 툴(103)은 기계 부품(33)에서 밀링 프로세스를 실행하기 위한 밀링 툴을 포함한다. 다른 실시형태에서, 가공 툴(103)은 기계 부품(33)에서 드릴링 프로세스를 실행하기 위한 드릴링 툴을 포함한다. 본 개시 내용의 범위에 대한 어떠한 제한도 암시하지 않으면서, 밀링 툴 및 드릴링 툴이 단지 가공 툴(103)의 예시적인 구현예라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다른 실시형태에서, 가공 툴(103)은 다른 유형일 수 있다.

일부 실시형태에서, 조립체(100)가 별도로 제조 또는 판매될 수 있고, 가공 프로세스를 기계 부품(33)에서 실행할 필요가 있을 때 플랫폼(300)에 장착될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 조립체(100)가 제조 또는 판매될 때 가공 툴(103)이 조립체(100) 상에 제공되지 않을 수 있다는 것, 그리고 사용자가 실제 가공 필요에 따라 상응 가공 툴(103)을 서보 스핀들(102) 상에 설치할 수 있다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다.

일부 실시형태에서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 포지셔너(34)는 기계 부품(33)의 양 측면으로부터 기계 부품(33)을 클램핑할 수 있다. 다른 실시형태에서, 포지셔너(34)가 다른 방식으로 기계 부품(33)을 지지할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 개시 내용의 범위는 이와 관련하여 제한되지 않을 것이다.

포지셔너(34)는 가공 프로세스 중에 기계 부품(33)의 배향을 조정할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 기계 부품(33)의 가공이 종료된 때, 포지셔너(34)는 기계 부품(33)을 회전시켜 기계 부품(33)의 다른 측면이 가공 툴(103)에 의해서 프로세스되게 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 기계 부품(33)의 하단 측이 조립체(100)에 의해서 가공될 때, 하단 측에 대향되는 기계 부품(33)의 상부 측이 조인트 로봇에 의해서 동시에 가공될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

일부 실시형태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 조립체(100)에 더하여, 장치(200)는, 다른 위치에서 기계 부품(33)을 프로세스하기 위해서, 조립체(100)와 동일한 구조를 갖는 하나 이상의 부가적인 조립체(100a)를 더 포함할 수 있다.

도 3은 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 가공하기 위한 장치의 블록도를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 포지셔너(34) 및 조립체(100)에 더하여, 장치(200)는, 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이, 일부 다른 디바이스/요소를 더 포함한다.

일부 실시형태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 장치(200)는 가공 툴(103)에 윤활제를 공급하도록 구성된 윤활 디바이스(35)를 더 포함한다. 예를 들어, 윤활 디바이스(35)는 최소량 윤활(MQL) 디바이스를 포함할 수 있다. 기계 부품(33)의 가공 프로세스 중에, 윤활제가 가공 툴(103) 상으로 분무될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 윤활 디바이스(35)에 의해서 공급되는 윤활제는 가공 툴(103)을 마모로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라 가공 툴(103)의 과열을 방지할 수 있다. 또한, 윤활제의 공급이 기계 부품(33)의 가공 속도를 가속할 수 있다.

일부 실시형태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 장치(200)는 병렬 로봇(101)과 통신하는 로봇 제어기(31)를 더 포함한다. 병렬 로봇(101)의 축의 이동은 로봇 제어기(31)에 의해서 제어된다. 예를 들어, 로봇 제어기(31)는 병렬 로봇(101)의 이동 속도 및 축의 위치를 제어할 수 있다.

일부 실시형태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 장치(200)는 로봇 제어기(31)와 통신하는 프로그래밍 가능 로직 제어기(PLC)(32)를 더 포함한다. 전체 가공 프로세스가 PLC(32)에 의해서 제어된다. 구체적으로, 병렬 로봇(101), 서보 스핀들(102), 윤활 디바이스(35), 및 다른 전기 또는 전자 디바이스의 동작이 PLC(32)에 의해서 제어된다.

일부 실시형태에서, 장치(200)는, 기계 부품(33)의 가공 매개변수를 설정하기 위해서 사용자 입력을 수신하도록 그리고 장치(200)의 다양한 구성요소의 실시간 모니터링과 같은 하나 이상의 부가적인 기능을 구현하도록 구성된 인간 기계 인터페이스(HMI)를 더 포함한다. HMI로, 기계 부품(33)의 가공 매개변수가 편리하게 설정될 수 있다. 또한, HMI는 실시간 모니터링, 경고, 및 다른 기능을 달성하기 위해서 시각화되고 인간 맞춤된 창을 사용자에게 제공한다.

도 4는 본 개시 내용의 실시형태에 따른 기계 부품을 가공하기 위한 방법을 도시한다. 방법(400)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 바와 같은 장치(200)에 의해서 구현될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 401에서, 기계 부품(33)의 가공 매개변수를 설정하기 위해서 사용자 입력이 수신된다. 일부 실시형태에서, 사용자 입력은 장치(200)의 HMI에 의해서 수신될 수 있다. HMI는 조작 및 이해가 용이하다. HMI으로, 기계 부품(33)의 가공 매개변수가 편리하게 설정될 수 있다.

402에서, 플랫폼(300) 상에 배열된 조립체(100)는 가공 매개변수를 기초로 기계 부품(33)을 가공한다. 조립체(100)는 하나 이상의 축을 갖는 병렬 로봇(101); 병렬 로봇(101)에 장착된 서보 스핀들(102)로서, 병렬 로봇(101)은 서보 스핀들(102)을 구동하여 하나 이상의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성되는, 서보 스핀들(102); 및 서보 스핀들(102)에 의해서 유지되고 서보 스핀들(102)의 구동 하에서 회전되어 기계 부품(33)의 가공을 달성하도록 구성되는 가공 툴(103)을 포함한다.

일부 실시형태에서, 방법(400)을 이용하여 기계 부품(33)에서 홀을 드릴링할 수 있다. 이러한 경우, 기계 부품(33)의 가공 매개변수는 위치, 기계 부품(33)에 형성되는 홀의 측방향 치수 및 깊이, 그리고 가공 툴(103)의 리드를 포함한다. 기계 부품(33)의 가공 매개변수의 설정을 통해서, 상이한 크기들 및 상이한 위치들의 홀들이 기계 부품(33)에서 용이하게 가공될 수 있다.

일부 실시형태에서, 홀은 도 5a에 도시된 바와 같이 원형 홀(500)일 수 있다. 일부 실시형태에서, 홀은 도 6a에 도시된 바와 같이 허리-형상의 홀(600)일 수 있다. 다른 실시형태에서, 방법(400)을 이용하여 다른 유형의 홀 또는 표면을 기계 부품(33) 상에서 드릴 또는 밀링할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

홀이 도 5a에 도시된 바와 같이 원형 홀(500)일 때, 홀의 측방향 치수는 원형 홀(500)의 반경(R)을 포함한다. 홀이 도 6a에 도시된 바와 같이 허리-형상의 홀(600)일 때, 홀의 측방향 치수는 허리-형상의 홀(600)의 중앙 부분의 길이(L) 및 허리-형상의 홀(600)의 단부 부분의 반경(R)을 포함한다.

도 5b는 도 5a에 도시된 바와 같은 원형 홀의 예시적인 가공 경로를 도시하고, 도 6b는 도 6a에 도시된 바와 같은 허리-형상의 예시적인 가공 경로를 도시한다. 일부 실시형태에서, 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 원형 홀(500) 및 허리-형상의 홀(600)은 나선형 공급 방식으로 가공될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 기계 부품(33)은 정밀하고 신뢰 가능하게 가공될 수 있다.

일부 실시형태에서, 병렬 로봇(101)은, 서보 스핀들(102)을 구동시켜 서로 수직인 3개의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성된 데카르트 로봇이다.

일부 실시형태에서, 가공 툴(103)은 드릴링 툴 또는 밀링 툴을 포함한다.

일부 실시형태에서, 기계 부품(33)은 기계 부품(33)의 배향을 조정하도록 구성된 포지셔너(34)에 의해서 유지된다.

본 개시 내용의 전술한 구체적인 실시형태가 단지 본 개시 내용의 원리를 예시 또는 설명하기 위한 것이고 본 개시 내용을 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 한다. 그에 따라, 본 개시 내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어진 임의의 수정, 등가 대체, 및 개선 등은 본 개시 내용의 보호 범위 내에 포함될 것이다. 한편, 본 개시 내용의 첨부된 청구항은 청구항의 범위 및 경계 또는 균등한 범위 및 경계에 포함되는 모든 변경 및 수정을 포함할 것이다.

Claims (15)

1. 기계 부품(33)을 가공하기 위한 조립체(100)이며:
   가공되는 기계 부품(33) 아래의 플랫폼(300) 상으로 장착되도록 구성되고 하나 이상의 축을 포함하는 병렬 로봇(101); 및
   병렬 로봇(101)에 장착되고 가공 툴(103)을 회전 구동하도록 구성된 서보 스핀들(102)을 포함하고,
   병렬 로봇(101)은 서보 스핀들(102)을 구동시켜 하나 이상의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성되는, 조립체(100).
2. 제1항에 있어서,
   병렬 로봇(101)은, 서보 스핀들(102)을 구동시켜 서로 수직인 3개의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성된 데카르트 로봇인, 조립체(100).
3. 제1항에 있어서,
   서보 스핀들(102)에 의해서 유지되고 서보 스핀들(102)의 구동 하에서 회전되도록 구성된 가공 툴(103)을 더 포함하는, 조립체(100).
4. 제3항에 있어서,
   가공 툴(103)은 드릴링 툴 또는 밀링 툴을 포함하는, 조립체(100).
5. 기계 부품(33)을 가공하기 위한 장치(200)이며:
   가공되는 기계 부품(33)을 유지하도록 그리고 기계 부품(33)의 배향을 조정하도록 구성된 포지셔너(34); 및
   기계 부품(33)을 기계 부품(33)의 하단 측으로부터 가공하기 위해서 기계 부품(33) 아래의 플랫폼(300) 상에 배열된 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 조립체(100)를 포함하는, 장치(200).
6. 제5항에 있어서,
   윤활제를 가공 툴(103)에 공급하도록 구성된 윤활 디바이스(35)를 더 포함하는, 장치(200).
7. 제5항에 있어서,
   기계 부품(33)의 가공 매개변수를 설정하기 위해서 사용자 입력을 수신하도록 구성된 인간 기계 인터페이스(HMI)를 더 포함하는, 장치(200).
8. 기계 부품(33)을 가공하기 위한 방법이며:
   기계 부품(33)의 가공 매개변수를 설정하기 위해서 사용자 입력을 수신하는 단계; 및
   기계 부품(33) 아래의 플랫폼(300) 상에 배열된 조립체(100)가 가공 매개변수를 기초로 기계 부품(33)을 가공하게 하는 단계로서, 조립체(100)는 하나 이상의 축을 갖는 병렬 로봇(101); 병렬 로봇(101)에 장착된 서보 스핀들(102)로서, 병렬 로봇(101)은 서보 스핀들(102)을 구동하여 하나 이상의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성되는, 서보 스핀들(102); 및 서보 스핀들(102)에 의해서 유지되고 서보 스핀들(102)의 구동 하에서 회전되어 기계 부품(33)의 가공을 달성하도록 구성되는 가공 툴(103)을 포함하는, 단계를 포함하는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   가공 매개변수는 위치, 기계 부품(33)에 형성되는 홀의 측방향 치수 및 깊이, 그리고 가공 툴(103)의 리드를 포함하는, 방법.
10. 제9항에 있어서,
    조립체(100)가 가공 매개변수를 기초로 기계 부품(33)을 가공하게 하는 단계는:
    조립체(100)가 기계 매개변수를 기초로 나선형 공급 방식으로 기계 부품(33)을 가공하게 하는 단계를 포함하는, 방법.
11. 제9항에 있어서,
    홀은 원형 홀을 포함하고, 홀의 측방향 치수는 원형 홀의 반경을 포함하는, 방법.
12. 제9항에 있어서,
    홀은 허리-형상의 홀을 포함하고, 홀의 측방향 치수는 허리-형상의 홀의 길이 및 반경을 포함하는, 방법.
13. 제8항에 있어서,
    병렬 로봇(101)은, 서보 스핀들(102)을 구동시켜 서로 수직인 3개의 축을 따라서 병렬 로봇(101)에 대해서 병진운동시키도록 구성된 데카르트 로봇인, 방법.
14. 제8항에 있어서,
    가공 툴(103)은 드릴링 툴 또는 밀링 툴을 포함하는, 방법.
15. 제8항에 있어서,
    기계 부품(33)은 기계 부품(33)의 배향을 조정하도록 구성된 포지셔너(34)에 의해서 유지되는, 방법.