KR101652666B1 - 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템 - Google Patents

공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 5축 병렬 가공기(Parallel Kinematic Machines, PKM)가 상하, 좌우 또는 전후 방향으로 이동하며, 갠트리 장치가 한 축 또는 두 축 이상의 구동축을 포함하여 작업 공간을 확장하도록 구현한 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템에 관한 것으로, 제1제어신호에 따라 3차원 입체 가공을 하기 위한 PKM; 상기 PKM을 내부에 착장 설치하며, 제2제어신호에 따라 상기 PKM을 상하 방향으로 이동하기 위한 갠트리장치; 상기 갠트리장치의 하부에 연결 설치되며, 제3제어신호에 따라 상기 갠트리장치를 좌우 방향으로 이동하기 위한 레일장치; 및 피가공물을 가공하기 위한 가공정보를 입력받아 제1제어신호를 생성하여 상기 PKM으로 전송하며, 제2제어신호를 생성하여 상기 갠트리장치로 전송하며, 제3제어신호를 생성하여 상기 레일장치로 전송하기 위한 제어장치를 포함한다.

Description

공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템{Space Extension Type 5 Axis Parallel Machining System}
본 발명은 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템에 관한 것으로, 특히 5축 병렬 가공기(Parallel Kinematic Machines, PKM)가 상하, 좌우 또는 전후 방향으로 이동하며, 갠트리 장치가 한 축 또는 두 축 이상의 구동축을 포함하여 작업 공간을 확장하도록 구현한 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템에 관한 것이다.
5축 가공은, 일반적으로 3축 가공에 비해 효율이 좋고 가공성이 좋다고 평가되며, 프로펠러, 임펠러, 터빈 블레이드, 항공기 부품, 금형 등의 다양한 제품을 대상으로 함. 5축 가공을 절삭가공으로 한정하였을 때 일반적인 가공 도구는 엔드밀 공구와 레이저 가공기로 꼽을 수 있으며, 엔드밀 공구를 이용한 5축 가공은 가장 전통적인 절삭가공 방식이며, 레이저 가공의 경우에는 일반적으로 곡면의 절단(예 : blanking)에 많이 활용되고 있다.
최근 복잡한 형상의 금형가공을 실시하는 새로운 형태의 머시닝 센터로서 병렬기계(Parallel machine)가 있는데, 종래의 공작기계가 하나의 운동축 위에 다른 운동축을 겹친 이른바 시리얼형이 되어 있는데 대해서 6개의 스트럿의 신축으로 주축에 X, Y, Z, A, B, C의 운동을 주는 기구를 응용한 것이다.
한국공개특허 제10-2005-0022756호(2005.03.08.)는 한 개의 구속평면과 3개 또는 1개의 디지털 인디케이터를 이용한 구속운동의 관측성을 검토하고 구속평면의 높이를 임의로 조절함으로 전체적인 보정을 구현하는 방법을 제시한다. 관측행렬을 QR-분리해행 벡터의 독립성을 극대화할 수 있는 최적의 보정형상을 찾고, 이들로부터 얻은 관측행렬의 랭크로부터 관측할 수 있는 변수의 수를 제시하기 위한 복합형상 가공을 위한 병렬기구형 공작기계에 관하여 기재되어 있는데, 한 개의 구속평면과 3개 또는 1개의 디지털 인디케이터를 이용한 구속운동의 관측성을 검토하고 구속평면의 높이를 임의로 조절함으로 전체적인 보정을 구현하는 방법을 특징으로 한다. 기재된 기술에 의하면, 자동구속운동 생성기로 백래시를 최대한 줄이고, 정밀한 디지털 인디케이터와 정반 테이블을 이용함으로 보정작업에서 항상 제기되는 비 기구학적 요인들을 최대한 줄여 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다.
한국등록특허 제10-0674109호(2007.01.18.)는 5자유도 병렬기구를 구성하며, 병렬기구와 직렬기구가 합쳐진 형태로 복잡한 형상의 가공이 가능하고 리니어 액추에이터에 의한 구동으로 설치공간이 작고 링크의 간섭이 작아 기존의 "헥사"형 병렬기구보다 작업공간이 넓고 가공부하가 분산되어 기구의 강성을 증가시킬 수 있으며 소형, 경량의 기구로 고 강성의 공작기계를 제작할 수 있으므로 경량화가 가능하여 소형으로 제작할 수 있는 복합가공용 하이브리드 병렬기구에 관하여 기재되어 있다. 기재된 기술에 의하면, 중앙고정홀과 원주방향으로 120도 등간격으로 원주고정홀을 구비한 베이스와; 베이스의 원주고정홀에 유니버설조인트가 설치되고 끝단에 볼소켓조인트가 부착된 리니어액추에이터와; 유니버설조인트에 연결된 중앙축을 구비한 무빙플랫폼과; 상면에 볼소켓조인트와, 무빙플랫폼이 고정되고 하면에 고정된 지지플레이트 일측에 제1리스트과 타측에 제2리스트가 결합되고 돌부를 구비한 하부베이스와; 하부베이스 하방에 구비되는 스핀들로; 구성된 복합가공용 하이브리드 병렬기구에 있어서, 중앙축은 일측이 베이스에 고정되는 유니버설조인트에 연결되고, 타측은 하부베이스 상면에 고정되는 무빙플랫폼에 구비된 장공에 연결되어 유니버설조인트와 무빙플랫폼의 중앙에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 종래의 병렬 가공 장치는, 정밀 가공이 가능하다는 장점을 가지고 있었지만, 작업불능의 위치와 자세가 발생되고, 구조적으로 비틀림 부하에 취약하며, 구조상 대형 가공이 힘들다는 단점을 가지고 있었다.
한국공개특허 제10-2005-0022756호 한국등록특허 제10-0674109호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 단점을 해결하기 위한 것으로, 5축 병렬 가공기(Parallel Kinematic Machines, PKM)가 상하, 좌우 또는 전후 방향으로 이동하며, 갠트리 장치가 한 축 또는 두 축 이상의 구동축을 포함하여 작업 공간을 확장하며, 엔드이펙터(End-Effector)로 가공 툴(Tool)대신 레이저 가공모듈, 기상측정장치(On Measuring Machine, OMM) 또는 3D프린팅 노즐 등을 부착하여 복합 시스템으로 사용할 수 있도록 구현한 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템을 제공한다.
이러한 과제를 해결하기 위해서는, 본 발명의 한 특징에 따르면, 제1제어신호에 따라 3차원 입체 가공을 하기 위한 PKM; 상기 PKM을 내부에 착장 설치하며, 제2제어신호에 따라 상기 PKM을 상하 방향으로 이동하기 위한 갠트리장치; 상기 갠트리장치의 하부에 연결 설치되며, 제3제어신호에 따라 상기 갠트리장치를 좌우 방향으로 이동하기 위한 레일장치; 및 피가공물을 가공하기 위한 가공정보를 입력받아 제1제어신호를 생성하여 상기 PKM으로 전송하며, 제2제어신호를 생성하여 상기 갠트리장치로 전송하며, 제3제어신호를 생성하여 상기 레일장치로 전송하기 위한 제어장치를 포함하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템을 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 갠트리장치는, 상기 PKM을 내부에 장착 설치하며, 상기 레일장치의 상부에 연결 설치되어 좌우 방향으로 이동하기 위한 본체부; 및 상기 PKM의 일 측 또는 양 측에 장착 설치되어 상기 PKM을 상하 방향으로 이동하기 위한 상하이동부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상하이동부는, 상기 PKM의 일 측 또는 양 측에 장착 설치되어 구동력을 발생하기 위한 제1서보모터; 및 상기 제1서보모터에 연결 설치되며, 상기 PKM을 상하 방향으로 이동하기 위한 제1볼스크류를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 레일장치는, 상기 갠트리장치의 하부에 연결 설치되어 받쳐주기 위한 받침부; 및 상기 받침부의 하부에 연결 설치되어 상기 받침부를 좌우 방향으로 이동하기 위한 병렬이동부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 병렬이동부는, 상기 받침부의 하부에 장착 설치되어 구동력을 발생하기 위한 제2서보모터; 및 상기 제2서보모터에 연결 설치되며, 상기 받침부를 좌우 방향으로 이동하기 위한 제2볼스크류를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어장치는, 피가공물을 가공하기 위한 가공정보를 입력받기 위한 입력부; 상기 입력부로부터 가공정보를 수신받아 제1제어신호를 생성하여 상기 PKM로 전송하며, 제2제어신호를 생성하여 상기 갠트리장치로 전송하며, 제3제어신호를 생성하여 상기 레일장치로 전송하기 위한 제어부; 및 피가공물의 가공 형태 또는 피가공물의 가공 정도를 표시해 주기 위한 표시부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 갠트리장치의 일측에 장착 설치되며, 사용자를 탑승시키기 위한 탑승장치를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 탑승장치는, 상기 갠트리장치의 일측에 장착 설치되며, 상승제어신호에 따라 상기 탑승장치를 상승하여 주기 위한 상승부; 및 상기 탑승장치의 상승 속도 또는 상승 높이를 입력받아 상승제어신호를 생성하여 상기 상승부로 전송하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 PKM은, 상기 PKM을 내부에 착장 설치되어 상하 방향으로 이동하기 위한 베이스부; 상기 베이스부의 내부에 착장 설치되어 회동제어신호에 따라 회동하기 위한 회동부; 일측이 상기 회동부를 관통 형성하며, 신장제어신호에 따라 다른 일측이 상기 회동부로부터 신장 또는 수축하기 위한 신장부; 및 상기 신장부의 다른 일측에 장착 설치되며, 가공제어신호에 따라 3차원 입체 가공을 하기 위한 가공부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 신장부는, 일측이 상기 회동부를 관통 형성하며, 다른 일측이 상기 회동부로부터 신장 또는 수축하기 위한 세 개의 바아부재; 일측이 상기 회동부에 장착 설치되고, 다른 일측이 상기 바아부재의 다른 일측에 장착 설치되어, 구동력을 발생하여 상기 바아부재를 신장 또는 수축하여 주기 위한 세 개의 구동부재; 및 상기 바아부재의 다른 일측을 상호 연결하기 위한 조인트부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 비접촉식 레이저 가공 기술 기반의 5축 병렬 레이저 복합 가공 시스템을 좌우 이동 가능하도록 구현한 복합 공간 확장형 병렬 가공 시스템을 제공함으로써, 정밀 가공이 가능할 뿐만 아니라, 작업불능의 위치와 자세가 발생되는 것을 방지하고, 넓은 작업 공간을 제공함으로써, 비틀림 부하에 강하도록 하며, 대형 가공이 용이하도록 하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 갠트리장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 레일장치를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 제어장치를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 1에 있는 PKM을 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템(10)은, PKM(100), 갠트리장치(200), 레일장치(300) 및 제어장치(400)를 포함한다.
PKM(100)은, 제어장치(400)로부터 제1제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 제1제어신호에 따라 3차원 입체 가공을 한다.
일 실시 예에서, PKM(100)은, 고정밀도 5축 병렬 가공 기술로서, 5축 병렬 가공장치의 엑츄에이터로 설계되며, 병렬 메커니즘을 활용한 고강성, 소형화 구조 실현할 수 있다.
일 실시 예에서, PKM(100)은, 3차원 Multi-Scale 곡면 제어기술 기반의 레이저 가공기술로서, 3차원 자유형상부품의 표면 개질을 위한 입체 가공할 수 있다.
일 실시 예에서, PKM(100)은, 절삭가공과 레이저가공의 복합가공 기술로서, One Setup 멀티 가공 실현할 수 있다.
일 시시 예에서, PKM(100)은, 수직방향으로 각각 신장 및 수축 가능한 병렬 운동 머신(Parallel Kinematic Machine)에 관한 것이다.
갠트리장치(200)는, 레일장치(300)의 상부에 연결 설치되며, PKM(100)을 내부에 착장 설치하며, 제어장치(400)로부터 제2제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 제2제어신호에 따라 PKM(100)을 상하 방향으로 이동한다.
레일장치(300)는, 갠트리장치(200)의 하부에 연결 설치되며, 제어장치(400)로부터 제3제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 제3제어신호에 따라 갠트리장치(200)를 좌우 방향으로 이동한다.
제어장치(400)는, 피가공물을 가공하기 위한 가공정보를 입력받아 제1제어신호를 생성하여 PKM(100)로 전송하며, 제2제어신호를 생성하여 갠트리장치(200)로 전송하며, 제3제어신호를 생성하여 레일장치(300)로 전송한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템(10)은, 원거리 이송용 갠트리 플랫폼인 갠트리장치(200) 및 레일장치(300)을 활용함으로써, 대형구조, 대면적 반복 작업을 위한 이동형 갠트리 플랫폼을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템(10)은, 비접촉식 레이저 가공 기술 기반의 5축 병렬 레이저 복합 가공 시스템(즉, PKM(100))을 좌우 이동 가능하도록 구현함으로써, 정밀 가공이 가능할 뿐만 아니라, 작업불능의 위치와 자세가 발생되는 것을 방지하고, 넓은 작업 공간을 제공함으로써, 비틀림 부하에 강하도록 하며, 대형 가공이 용이하도록 할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 갠트리장치를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 갠트리장치(200)는, 본체부(210) 및 상하이동부(220)를 포함한다.
본체부(210)는, PKM(100)을 내부에 장착 설치하며, 레일장치(300)의 상부에 연결 설치되어 좌우 방향으로 이동한다.
일 실시 예에서, 본체부(210)는, 레일장치(300)의 상부에 연결 설치되어 좌우 방향으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 전후 방향으로도 이동할 수 있다. 따라서, 본체부(210)는 좌우(도 7의 X axis), 전후(도 7의 Y axis)의 2축 방향으로 이동이 가능하며, 본체부(210)에 장착 설치된 PKM(100)은 상하(도 7의 Z axis) 방향으로 이동이 가능한 바, 결과적으로 PKM(100)은, 좌우, 전후, 상하의 3축 방향의 이동이 가능할 수 있다.
상하이동부(220)는, PKM(100)의 일 측 또는 양 측에 장착 설치되어 PKM(100)을 상하 방향으로 이동한다.
일 실시 예에서, 상하이동부(220)는, 제어장치(400)로부터 제2제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 제2제어신호에 따라 PKM(100)을 상하 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 상하이동부(220)는, 제1서보모터(221) 및 제1볼스크류(222)를 포함할 수 있다.
제1서보모터(221)는, PKM(100)의 일 측 또는 양 측에 장착 설치되어 구동력을 발생한다.
일 실시 예에서, 제1서보모터(221)는, 제어장치(400)로부터 제2제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 제2제어신호에 따라 구동력은 발생 정도를 제어할 수 있다.
제1볼스크류(222)는, 제1서보모터(221)에 연결 설치되며, 제1서보모터(221)으로부터 구동력을 전달받으며, 해당 전달받은 구동력으로 PKM(100)을 상하 방향으로 이동한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 갠트리장치(200)는, 도 7에서 보는 바와 같이 3축(X axis, Y axis, Z axis)으로 이동이 가능한 바, PKM(100)를 3축(X axis, Y axis, Z axis)으로 이동시켜 PKM(100) 자체의 이동 범위를 넘어서 이동이 가능하도록 함으로써, PKM(100)만이 이동하여 작업하는 것보다 정밀한 가공이 가능하도록 할 수 있다. 도 8을 보면, PKM(100)이 구동할 경우의 작업 범위보다 갠트리장치(200)가 3축(X axis, Y axis, Z axis)으로 이동하면서 PKM(100)이 작업 가능한 범위를 비교한 것으로, 갠트리장치(200)가 3축(X axis, Y axis, Z axis)으로 이동하는 경우의 작업 범위가 보다 넓은 것을 알 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 레일장치를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 레일장치(300)는, 받침부(310) 및 병렬이동부(320)를 포함한다.
받침부(310)는, 갠트리장치(200)의 하부에 연결 설치되어 갠트리장치(200)를 받쳐준다.
병렬이동부(320)는, 받침부(310)의 하부에 연결 설치되며, 제어장치(400)로부터 제3제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 제3제어신호에 따라 받침부(310)를 좌우 방향으로 이동한다.
일 실시 예에서, 병렬이동부(320)는, 제2서보모터(321) 및 제2볼스크류(322)를 포함할 수 있다.
제2서보모터(321)는, 받침부(310)의 하부에 장착 설치되어 구동력을 발생한다.
일 실시 예에서, 제2서보모터(321)는, 제어장치(400)로부터 제3제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 제3제어신호에 따라 구동력은 발생 정도를 제어할 수 있다.
제2볼스크류(322)는, 제2서보모터(321)에 연결 설치되며, 받침부(310)를 좌우 방향으로 이동한다.
도 4는 도 1에 있는 제어장치를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 제어장치(400)는, 입력부(410), 제어부(420) 및 표시부(430)를 포함한다.
입력부(410)는, 피가공물을 가공하기 위한 가공정보(예를 들어, 피가공물을 가공하기 위한 형태 또는 가공 속도 등)를 입력받으며, 해당 입력받은 가공정보를 제어부(420)로 전송한다.
제어부(420)는, 입력부(410)로부터 가공정보를 수신받으며, 해당 수신받은 가공정보에 따라 제1제어신호를 생성하여 PKM(100)로 전송하며, 제2제어신호를 생성하여 갠트리장치(200)로 전송하며, 제3제어신호를 생성하여 레일장치(300)로 전송한다.
표시부(430)는, 피가공물의 가공 형태 또는 피가공물의 가공 정도를 표시해 준다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 간 확장형 5축 병렬 가공 시스템(20)은, PKM(100), 갠트리장치(200), 레일장치(300), 제어장치(400) 및 탑승장치(500)를 포함한다. 여기서, PKM(100), 갠트리장치(200), 레일장치(300) 및 제어장치(400)는, 도 1의 구성요소와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
탑승장치(500)는, 갠트리장치(200)의 일측에 장착 설치되며, 사용자를 탑승시킨다.
일 실시 예에서, 탑승장치(500)는, 상승부(510) 및 상승제어부(520)를 포함한다.
상승부(510)는, 갠트리장치(200)의 일측에 장착 설치되며, 상승제어부(520)로부터 상승제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 상승제어신호에 따라 탑승장치(500)를 상승하여 준다.
상승제어부(520)는, 탑승장치(500)의 상승 속도 또는 상승 높이를 입력받아 상승제어신호를 생성하며, 해당 생성한 상승제어부(520)를 상승부(510)로 전송한다.
도 6은 도 1에 있는 PKM을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, PKM(100)은, 베이스부(110), 회동부(120), 신장부(130) 및 가공부(140)를 포함한다.
베이스부(110)는, PKM(100)을 내부에 착장 설치되어 상하 방향으로 이동한다.
일 실시 예에서, 제어장치(400)로부터 제1제어신호에는, 회동부(120)를 제어하기 위한 회동제어신호, 신장부(130)를 제어하기 위한 신장제어신호 및 가공부(140)를 제어하기 위한 가공제어신호를 포함할 수 있다.
회동부(120)는, 베이스부(110)의 내부에 착장 설치되며, 제어장치(400)로부터 회동제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 회동제어신호에 따라 회동한다.
신장부(130)는, 일측이 회동부(120)를 관통 형성하며, 제어장치(400)로부터 신장제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 신장제어신호에 따라 다른 일측이 회동부(120)로부터 신장 또는 수축한다.
가공부(140)는, 신장부(130)의 다른 일측에 장착 설치되며, 제어장치(400)로부터 가공제어신호를 수신받으며, 해당 수신받은 가공제어신호에 따라 3차원 입체 가공을 한다.
일 실시 예에서, 가공부(140)는, 세 개의 바아부재(131), 세 개의 구동부재(132) 및 조인트부재(133)를 포함할 수 있다.
바아부재(131)는, 일측이 회동부(120)를 관통 형성하며, 다른 일측이 회동부(120)로부터 신장 또는 수축한다.
구동부재(132)는, 일측이 회동부(120)에 장착 설치되고, 다른 일측이 바아부재(131)의 다른 일측에 장착 설치되어, 구동력을 발생하여 바아부재(131)를 신장 또는 수축하여 준다.
조인트부재(133)는, 바아부재(131)의 다른 일측을 상호 연결한다.
이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: PKM
110: 베이스부
120: 회동부
130: 신장부
131: 바아부재
132: 구동부재
133: 조인트부재
140: 가공부
200: 갠트리장치
210: 본체부
220: 상하이동부
221: 제1서보모터
222: 제1볼스크류
300: 레일장치
310: 받침부
320: 병렬이동부
321: 제2서보모터
322: 제2볼스크류
400: 제어장치
410: 입력부
420: 제어부
430: 표시부
500: 탑승장치
510: 상승부
520: 상승제어부

Claims (10)

  1. 제1제어신호에 따라 3차원 입체 가공을 하기 위한 PKM;
    상기 PKM을 내부에 착장 설치하며, 제2제어신호에 따라 상기 PKM을 상하 방향으로 이동하기 위한 갠트리장치;
    상기 갠트리장치의 하부에 연결 설치되며, 제3제어신호에 따라 상기 갠트리장치를 좌우 방향으로 이동하기 위한 레일장치; 및
    피가공물을 가공하기 위한 가공정보를 입력받아 제1제어신호를 생성하여 상기 PKM으로 전송하며, 제2제어신호를 생성하여 상기 갠트리장치로 전송하며, 제3제어신호를 생성하여 상기 레일장치로 전송하기 위한 제어장치를 포함하되,
    상기 PKM은, 상기 PKM이 내부에 장착 설치되어 상하 방향으로 이동하기 위한 베이스부; 상기 베이스부의 내부에 착장 설치되어 회동제어신호에 따라 회동하기 위한 회동부; 일측이 상기 회동부를 관통 형성하며, 신장제어신호에 따라 다른 일측이 상기 회동부로부터 신장 또는 수축하기 위한 신장부; 및 상기 신장부의 다른 일측에 장착 설치되며, 가공제어신호에 따라 3차원 입체 가공을 하기 위한 가공부를 포함하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 갠트리장치는,
    상기 PKM을 내부에 장착 설치하며, 상기 레일장치의 상부에 연결 설치되어 좌우 방향으로 이동하기 위한 본체부; 및
    상기 PKM의 일 측 또는 양 측에 장착 설치되어 상기 PKM을 상하 방향으로 이동하기 위한 상하이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상하이동부는,
    상기 PKM의 일 측 또는 양 측에 장착 설치되어 구동력을 발생하기 위한 제1서보모터; 및
    상기 제1서보모터에 연결 설치되며, 상기 PKM을 상하 방향으로 이동하기 위한 제1볼스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 레일장치는,
    상기 갠트리장치의 하부에 연결 설치되어 받쳐주기 위한 받침부; 및
    상기 받침부의 하부에 연결 설치되어 상기 받침부를 좌우 방향으로 이동하기 위한 병렬이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 병렬이동부는,
    상기 받침부의 하부에 장착 설치되어 구동력을 발생하기 위한 제2서보모터; 및
    상기 제2서보모터에 연결 설치되며, 상기 받침부를 좌우 방향으로 이동하기 위한 제2볼스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는,
    피가공물을 가공하기 위한 가공정보를 입력받기 위한 입력부;
    상기 입력부로부터 가공정보를 수신받아 제1제어신호를 생성하여 상기 PKM로 전송하며, 제2제어신호를 생성하여 상기 갠트리장치로 전송하며, 제3제어신호를 생성하여 상기 레일장치로 전송하기 위한 제어부; 및
    피가공물의 가공 형태 또는 피가공물의 가공 정도를 표시해 주기 위한 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 갠트리장치의 일측에 장착 설치되며, 사용자를 탑승시키기 위한 탑승장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 탑승장치는,
    상기 갠트리장치의 일측에 장착 설치되며, 상승제어신호에 따라 상기 탑승장치를 상승하여 주기 위한 상승부; 및
    상기 탑승장치의 상승 속도 또는 상승 높이를 입력받아 상승제어신호를 생성하여 상기 상승부로 전송하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 신장부는,
    일측이 상기 회동부를 관통 형성하며, 다른 일측이 상기 회동부로부터 신장 또는 수축하기 위한 세 개의 바아부재;
    일측이 상기 회동부에 장착 설치되고, 다른 일측이 상기 바아부재의 다른 일측에 장착 설치되어, 구동력을 발생하여 상기 바아부재를 신장 또는 수축하여 주기 위한 세 개의 구동부재; 및
    상기 바아부재의 다른 일측을 상호 연결하기 위한 조인트부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 확장형 5축 병렬 가공 시스템.
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