(57)【要約】  本発明は、第１のノズル部と第２のノズル部とにより第１の工具と第２の工具とに水または空気が供給されることで、加工素材の加工時に発生する熱と摩擦から加工素材と工具を保護し、加工精密度を向上させ、排出ユニットと遮断ユニットとによりベース部の機構作動部に加工素材の加工チップや水または空気が流入することを防止して装置の寿命を増大させ、工具衝突防止制御部により加工素材の加工中に第１の工具と第２の工具とが衝突することを防止できる人工歯加工装置に関するものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド、前記ベッドの外側を囲むハウジング、及び前記ハウジングの一側に開閉可能に設けられるカバーを備える人工歯加工装置において、
前記ハウジングの内部で前記ベッドの上部に設けられて、加工素材の加工領域を形成するベース部と、
先端に加工素材が結合され、前記ベース部の一部に回転及び水平移動可能なように設けられるクランプユニットと、
第１のスピンドル部の先端に第１の工具が結合され、前記加工素材の加工時に前記第１の工具に水または空気を噴射するための第１のノズル部を備え、前記クランプユニットの中心軸に直交するように前記ベース部の一側に上下移動及び左右移動可能なように設けられる第１のスピンドルユニットと、
第２のスピンドル部の先端に第２の工具が結合され、前記加工素材の加工時に前記第２の工具に水または空気を噴射するための第２のノズル部を備え、前記クランプユニットの中心軸に直交し、前記第１のスピンドルユニットと向き合うように、前記ベース部の他側に上下移動及び左右移動可能なように設けられる第２のスピンドルユニットと、
前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに水または空気を供給するための供給ユニットと、
前記水または空気を前記加工領域の外部に排出するための排出ユニットと、
を備えることを特徴とする人工歯加工装置。
【請求項２】
前記第１の工具及び前記第２の工具が前記加工素材の加工中に衝突することを防止するための工具衝突防止制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の人工歯加工装置。
【請求項３】
前記加工素材の加工時に、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とを介して噴射される水または空気が前記ベースの外部に流出することを防止するための遮断ユニットを備えることを特徴とする請求項２に記載の人工歯加工装置。
【請求項４】
前記クランプユニットは、
一端に前記加工素材が結合されるクランピング部と、
前記クランピング部の他端に結合される連結部と、
前記クランピング部を回転させるか、水平方向に移動させるための第１の駆動部と、
前記クランプユニットの内部に設けられるセンシング部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の人工歯加工装置。
【請求項５】
前記クランプユニットの前記クランピング部は、
内部に空洞部を備える本体部と、
前記本体部の一端に形成され、前記加工素材が結合可能な結合孔が水平方向に延長形成される加工素材結合部と、
を備え、
前記センシング部は、前記本体部の空洞部の内部で前記結合孔の先端に隣接する箇所に設けられることを特徴とする請求項４に記載の人工歯加工装置。
【請求項６】
前記クランプユニットの前記連結部は、
内部に空間を備え、水平方向に延長形成されるボディ部と、
一端は、前記第１の駆動部に連結され、他端は、前記クランピング部に連結されるように前記ボディ部の内部に挿設される回転軸部と、
前記回転軸部の内部に前記ボディ部の水平方向に沿って延長形成されて、前記センシング部に電源及び信号を伝達する電線を収容するための電線収容部と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の人工歯加工装置。
【請求項７】
前記第１のノズル部は、前記第１の工具の中心軸に対して３０度〜４０度の角度を形成するように前記第１のスピンドル部の先端に設けられ、
前記第２のノズル部は、前記第２の工具の中心軸に対して３０度〜４０度の角度を形成するように前記第２のスピンドル部の先端に設けられることを特徴とする請求項６に記載の人工歯加工装置。
【請求項８】
前記第１のノズル部は、前記第１のスピンドル部の先端外周面に前記第１の工具の中心軸を基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられ、
前記第２のノズル部は、前記第２のスピンドル部の先端外周面に前記第２の工具の中心軸を基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられることを特徴とする請求項７に記載の人工歯加工装置。
【請求項９】
前記供給ユニットは、
水供給源から水が格納される水タンクと、
前記水タンクにある水を循環させるための水ポンプと、
前記水ポンプにより循環される水を前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに供給する水ラインと、
空気を循環させるための空気ポンプと、
前記空気ポンプにより循環される空気を前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに供給する空気ラインと、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の人工歯加工装置。
【請求項１０】
前記供給ユニットは、
前記循環される水に含有された不純物を除去するために、前記水タンクの内部に設けられる水フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の人工歯加工装置。
【請求項１１】
前記排出ユニットは、
複数の貫通孔を備え、前記ベース部の下部に設けられて、前記加工領域で加工素材の加工時に発生する粉塵を吸入するフィルタネット部と、
前記ベッドから脱着可能なように前記フィルタネット部の下部に設けられる集塵部と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の人工歯加工装置。
【請求項１２】
前記排出ユニットは、
前記フィルタネット部と前記集塵部との間に設けられて、前記加工領域内部の空気を吸入するファンをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の人工歯加工装置。
【請求項１３】
前記加工領域で前記加工素材を加工する前に、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とで水または空気が噴射されて前記加工領域をクリーニングすることを特徴とする請求項１２に記載の人工歯加工装置。
【請求項１４】
前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とで水が噴射されて、前記加工領域をクリーニングする場合に、前記加工領域のクリーニング後に前記ファンを介して前記加工領域に空気が流入し、前記加工領域が乾燥されることを特徴とする請求項１３に記載の人工歯加工装置。
【請求項１５】
前記加工素材が前記クランプユニットに装着された状態で前記加工素材の位置を補正するための加工素材位置補正ユニットを備えることを特徴とする請求項１１に記載の人工歯加工装置。
【請求項１６】
前記工具衝突防止制御部または前記加工素材位置補正ユニットは、加工素材を加工するためのデータをＣＡＭプログラムから有線通信または無線通信を介して受信することを特徴とする請求項１５に記載の人工歯加工装置。
【請求項１７】
前記工具衝突防止制御部は、
前記加工素材位置補正ユニットにより同期化された状態の前記第１の工具と前記第２の工具との基準位置を格納する工具基準位置データ格納部と、
前記第１の工具の実時間移動距離データが格納される第１の工具移動距離データ格納部と、
前記第２の工具の実時間移動距離データが格納される第２の工具移動距離データ格納部と、
予め設定された加工素材の内面衝突位置が格納される内面衝突位置データ格納部と、
予め設定された加工素材の外面衝突位置が格納される外面衝突位置データ格納部と、
前記加工素材の加工状態に応じて前記第１の工具と前記第２の工具との衝突可否を判断する衝突判断部と、
を備えることを特徴とする請求項１６に記載の人工歯加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工歯加工装置に関し、より詳細には、供給ユニット及び第１のノズル部と第２のノズル部とにより第１の工具と第２の工具とに水または空気が供給されることで、加工素材の加工時に発生する熱と摩擦から加工素材と工具とを保護し、加工精密度を向上させることができる人工歯加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯の外傷またはう蝕によって抜歯しなければならない場合、自然な歯間乳頭及び歯肉の形成と、咀嚼、発音、審美的機能回復のために、歯補綴物を修復している。歯補綴物は、入れ歯または人工歯ともいい、自然歯とそれに関連した組織が欠損されたとき、人工的に代える補綴物を意味する。このような人工歯は、歯科治療期間に発生する抜歯した隣接歯の非正常的な位置への移動を防止するためにも必須的に使用されている。
【０００３】
従来、人工歯は、完全に歯科技工士の手作業により製作されたが、今日では、人工歯製作作業を一層効率的かつ精密に行うために、人工歯加工装置を使用している。
【０００４】
人工歯加工装置を介して人工歯を加工する方法は、大別して総形加工とＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）加工とに区分することができる。
【０００５】
一般に、総形加工は、加工素材の屈曲面に沿って移動される測定部と、このような測定部の動きにより加工部の切削ピンがセットされた拡大比率により移動しつつ人工歯を形成する加工素材を拡大加工する方法である。
【０００６】
また、一般に、ＮＣ加工は、人工歯を３次元にスキャンして測定し、これをＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを装着したＣＡＭプログラムを利用して測定されたスキャンデータを３次元にモデリングし、これに拡大率を適用してＮＣデータに切り替え、ＮＣデータに基づいて加工装置が自動に加工素材である人工歯を加工する方法である。
【０００７】
一般に、ターニングセンタ、マシニングセンタ、門型マシニングセンタ、スイスターン、放電加工機、水平型ＮＣボーリングマシン、ＣＮＣ旋盤などをはじめとする様々な種類の工作機械は、様々な産業現場で当該作業の用途に合うように広く使用されている。
【０００８】
人工歯加工の場合には、患者が人工歯で感じる異質感を減少させるために、人工歯をできる限り患者の歯と同じ形態に加工できる精密度が求められる。
【０００９】
すなわち、人工歯加工装置は、人工歯加工のための加工素材の基準座標がＮＣデータ上に入力された基準座標と正確に一致されてこそ、人工歯を患者の歯と一致するように加工することができる。
【００１０】
また、人工歯加工素材の加工時に加工精密度を向上させ、加工中に工具と加工素材との摩擦により発生する熱と圧力から加工素材と工具を保護するために、加工素材と工具との接触地点に正確に水（ｗａｔｅｒ）または空気（ａｉｒ）を噴射する必要があった。
【００１１】
しかしながら、従来の人工歯加工装置は、水または空気を噴射するとき、加工素材と工具との接触地点に正確に水または空気を噴射できないため、工具が破損され、加工時に発生する加工チップにより加工素材の切削粗度が減少することで、加工精密度が減少するという問題点があった。
【００１２】
また、従来の人工歯加工装置は、加工素材がクランピング部に結合された状態で加工素材の正確な位置を加工装置の座標系に換算できず、人工歯加工装置を介して加工された人工歯の精密度が減少するという問題点があった。
【００１３】
特に、２個のスピンドルで人工歯加工素材の両面を加工する場合に、２個のスピンドルに装着された工具の衝突によって工具や人工歯加工素材が破損されるか、損傷されることを防ぐために、２個のスピンドルの座標軸の一致及び同期化が求められ、２個のスピンドルの工具が破損される工具衝突防止がなされなければならない。
【００１４】
しかし、このような同期化及び工具衝突防止のための加工時間が長時間掛かることにより生産性が低下し、同期化と工具衝突防止が正確になされなかった場合に、２個のスピンドルに装着された工具が加工中に衝突により工具や人工歯加工素材が破損されるという問題点があった。
【００１５】
さらに、従来の人工歯加工装置は、加工素材の正確な位置を確認するために、工具が回転する状態で人工歯に接触されることにより、人工歯が損傷されるという問題点があった。
【００１６】
さらに、従来の人工歯加工装置は、加工素材の正確な位置を加工装置の座標系に換算するために、多くの時間と費用が消費されて、人工歯の費用が増加するにつれて患者の負担を増加させるという問題点があった。
【００１７】
また、従来の人工歯加工装置は、２個のスピンドルのそれぞれのノズル部から噴射される水または空気や加工チップがベース部に流入することにより、機構作動部が損傷され、これにより、人工歯加工装置の維持補修費用が増加し、生産性が低下するという問題点があった。
【００１８】
さらに、従来の人工歯加工装置は、スピンドルに結合する工具が損傷された場合、工具の損傷可否を感知できず、加工プログラムにしたがって損傷された工具で加工素材を加工し続けて工具交替費用が増加し、加工素材を浪費するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、供給ユニット及び第１のノズル部と第２のノズル部とにより第１の工具と第２の工具とに水または空気が供給されることで、加工素材の加工時に発生する熱と摩擦から加工素材と工具とを保護し、加工精密度を向上させ、排出ユニットと遮断ユニットとによりベース部の機構作動部に加工素材の加工チップや水または空気が流入することを防止して装置の寿命を増大させ、工具衝突防止制御部により加工素材の加工中に第１の工具と第２の工具とが衝突することを防止できる人工歯加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の目的を達成するために本発明は、ベッド、前記ベッドの外側を囲むハウジング、及び前記ハウジングの一側に開閉可能に設けられるカバーを備える人工歯加工装置において、前記ハウジングの内部で前記ベッドの上部に設けられて、加工素材の加工領域を形成するベース部と、先端に加工素材が結合され、前記ベース部の一部に回転及び水平移動可能なように設けられるクランプユニットと、第１のスピンドル部の先端に第１の工具が結合され、前記加工素材の加工時に前記第１の工具に水または空気を噴射するための第１のノズル部を備え、前記クランプユニットの中心軸に直交するように前記ベース部の一側に上下移動及び左右移動可能なように設けられる第１のスピンドルユニットと、第２のスピンドル部の先端に第２の工具が結合され、前記加工素材の加工時に前記第２の工具に水または空気を噴射するための第２のノズル部を備え、前記クランプユニットの中心軸に直交し、前記第１のスピンドルユニットと向き合うように、前記ベース部の他側に上下移動及び左右移動可能なように設けられる第２のスピンドルユニットと、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに水または空気を供給するための供給ユニットと、前記水または空気を前記加工領域の外部に排出するための排出ユニットとを備えることができる。
【００２１】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置は、前記第１の工具及び前記第２の工具が前記加工素材の加工中に衝突することを防止するための工具衝突防止制御部をさらに備えることができる。
【００２２】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置は、前記加工素材の加工時に、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とを介して噴射される水または空気が前記ベースの外部に流出することを防止するための遮断ユニットを備えることができる。
【００２３】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記クランプユニットは、一端に前記加工素材が結合されるクランピング部と、前記クランピング部の他端に結合される連結部と、前記クランピング部を回転させるか、水平方向に移動させるための第１の駆動部と、前記クランプユニットの内部に設けられるセンシング部とを備えることができる。
【００２４】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記クランプユニットの前記クランピング部は、内部に空洞部を備える本体部と、前記本体部の一端に形成され、前記加工素材が結合可能な結合孔が水平方向に延長形成される加工素材結合部とを備え、前記センシング部は、前記本体部の空洞部の内部で前記結合孔の先端に隣接する箇所に設けられることができる。
【００２５】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記クランプユニットの前記連結部は、内部に空間を備え、水平方向に延長形成されるボディ部と、一端は、前記第１の駆動部に連結され、他端は、前記クランピング部に連結されるように前記ボディ部の内部に挿設される回転軸部と、前記回転軸部の内部に前記ボディ部の水平方向に沿って延長形成されて、前記センシング部に電源及び信号を伝達する電線を収容するための電線収容部とを備えることができる。
【００２６】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の第１のスピンドルユニットの前記第１のノズル部は、前記第１の工具の中心軸に対して３０度〜４０度の角度を形成するように前記第１のスピンドル部の先端に設けられ、第２のスピンドルユニットの前記第２のノズル部は、前記第２の工具の中心軸に対して３０度〜４０度の角度を形成するように前記第２のスピンドル部の先端に設けられることができる。
【００２７】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の第１のスピンドルユニットの前記第１のノズル部は、前記第１のスピンドル部の先端外周面に前記第１の工具の中心軸を基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられ、第２のスピンドルユニットの前記第２のノズル部は、前記第２のスピンドル部の先端外周面に前記第２の工具の中心軸を基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられ得る。
【００２８】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記供給ユニットは、水供給源から水が格納される水タンクと、前記水タンクにある水を循環させるための水ポンプと、前記水ポンプにより循環される水を前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに供給する水ラインと、空気を循環させるための空気ポンプと、前記空気ポンプにより循環される空気を前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに供給する空気ラインとを備えることができる。
【００２９】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記供給ユニットは、前記循環される水に含有された不純物を除去するために、前記水タンクの内部に設けられる水フィルタをさらに備えることができる。
【００３０】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記排出ユニットは、複数の貫通孔を備え、前記ベース部の下部に設けられて、前記加工領域で加工素材の加工時に発生する粉塵を吸入するフィルタネット部と、前記フィルタネット部の下部に前記ベッドから脱着可能なように設けられる集塵部とを備えることができる。
【００３１】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記排出ユニットは、前記フィルタネット部と前記集塵部との間に設けられて、前記加工領域内部の空気を吸入するファンをさらに備えることができる。
【００３２】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置は、加工領域で前記加工素材を加工する前に、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とで水または空気が噴射されて前記加工領域をクリーニングすることができる。
【００３３】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置は、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とで水が噴射されて、前記加工領域をクリーニングする場合に、前記加工領域のクリーニング後に前記ファンを介して前記加工領域に空気が流入し、前記加工領域が乾燥され得る。
【００３４】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置は、前記加工素材が前記クランプユニットに装着された状態で前記加工素材の位置を補正するための加工素材位置補正ユニットをさらに備えることができる。
【００３５】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の前記工具衝突防止制御部または前記加工素材位置補正ユニットは、加工素材を加工するためのデータをＣＡＭプログラムから有線通信または無線通信を介して受信することができる。
【００３６】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置の工具衝突防止制御部は、前記加工素材位置補正ユニットにより同期化された状態の前記第１の工具と前記第２の工具との基準位置を格納する工具基準位置データ格納部と、前記第１の工具の実時間移動距離データが格納される第１の工具移動距離データ格納部と、前記第２の工具の実時間移動距離データが格納される第２の工具移動距離データ格納部と、予め設定された加工素材の内面衝突位置が格納される内面衝突位置データ格納部と、予め設定された加工素材の外面衝突位置が格納される外面衝突位置データ格納部と、前記加工素材の加工状態に応じて前記第１の工具と前記第２の工具との衝突可否を判断する衝突判断部とを備えることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る人工歯加工装置は、供給ユニット及び第１のノズル部と第２のノズル部とにより第１の工具と第２の工具とに水または空気が供給されることで、加工素材の加工時に発生する熱と摩擦から加工素材と工具を保護し、加工精密度を向上させることができるという効果がある。
【００３８】
また、本発明に係る人工歯加工装置は、加工素材位置補正ユニットにより工具が回転しなかった状態で加工素材に接触する瞬間に固有周波数を測定することで、人工歯を形成する母材である加工素材と工具が損傷されることを防止できるという効果がある。
【００３９】
さらに、本発明に係る人工歯加工装置は、加工素材位置補正ユニットとセンシング部とにより加工素材がクランピング部に結合された状態で加工素材の正確な位置を加工装置の座標系に換算するために、最小の時間と費用が消費されることで、人工歯の費用を減少させて患者の負担を低減できるという効果がある。
【００４０】
さらに、本発明に係る人工歯加工装置は、加工素材位置補正ユニットの計算部により工具の長さを介して工具の破損や損傷有無を検出でき、損傷された工具で加工素材を加工することを防止することで、加工素材の浪費を根本的に遮断できるという効果がある。
【００４１】
また、本発明に係る人工歯加工装置は、排出ユニットと遮断ユニットとによりベース部の機構作動部に加工素材の加工チップや水または空気が流入することを防止し、機構作動部の損傷や破損を防止して装置の寿命を増大させ、生産性を向上させて、人工歯加工装置の維持補修費用を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の透明斜視図を示す。
【図２】図１においてカバーとハウジングとが除去された状態の人工歯加工装置の斜視図を示す。
【図３】図２においてベッドが除去された状態の人工歯加工装置の斜視図を示す。
【図４】図３に示された人工歯加工装置の正面図を示す。
【図５】加工素材を第１のスピンドルユニットと第２のスピンドルユニットとで加工する過程の概念図を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置のクランプユニットの断面図を示す。
【図７】図３において第１のノズル部が設けられた状態の第１のスピンドルユニットの部分斜視図を示す。
【図８】第２のノズル部が設けられた状態の第２のスピンドルユニットの部分斜視図を示す。
【図９】本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の供給ユニットの概念図を示す。
【図１０】本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の排出ユニットの断面図を示す。
【図１１】本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の工具衝突防止制御部の概念図を示す。
【図１２】本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の加工素材位置補正ユニットの概念図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の好ましい実施形態を添付された図面を参照して詳細に説明する。まず、各図面の構成要素等に参照符号を付加するにあって、同じ構成要素等に対しては、同じ符号を有するようにしている。
【００４４】
図１は、本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の透明斜視図を示し、図２は、図１においてカバーとハウジングとが除去された状態の人工歯加工装置の斜視図を示し、図３は、図２においてベッドが除去された状態の人工歯加工装置の斜視図を示す。図４は、図３に示された人工歯加工装置の正面図を示し、図５は、加工素材を第１のスピンドルユニットと第２のスピンドルユニットとで加工する過程の概念図を示し、図６は、本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置のクランプユニットの断面図を示す。図７は、図３において第１のノズル部が設けられた状態の第１のスピンドルユニットの部分斜視図を示し、図８は、第２のノズル部が設けられた状態の第２のスピンドルユニットの部分斜視図を示す。図９は、本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の供給ユニットの概念図を示し、図１０は、本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の排出ユニットの断面図を示す。図１１は、本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の工具衝突防止制御部の概念図を示し、図１２は、本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置の加工素材位置補正ユニットの概念図を示す。
【００４５】
図１〜図１２を参照して本発明の一実施形態に係る人工歯加工装置１を説明する。図１〜図１２に示されたように、人工歯加工装置１は、ベース部１００、クランプユニット２００、第１のスピンドルユニット３００、第２のスピンドルユニット４００、供給ユニット５００、排出ユニット６００を備える。また、本発明の他の一実施形態に係る人工歯加工装置１は、工具衝突防止制御部７００、遮断ユニット８００、加工素材位置補正ユニット９００、及び表示部１０００をさらに備えることができる。
【００４６】
ベッド３は、地面に設けられて、後述するベース部１００、クランプユニット２００、第１のスピンドルユニット３００、第２のスピンドルユニット４００、供給ユニット５００、排出ユニット６００、工具衝突防止制御部７００、遮断ユニット８００、加工素材位置補正ユニット９００、及び表示部１０００が設けられる空間を提供する。必ずしもこれに限定されるものではないが、設けられる空間を最小化するために、ベッド３は略直方体状で形成される。
【００４７】
ハウジング４がベッド３の外側を囲むように形成される。これにより、ベッド３に設けられる機構作動部が異物に汚染されることを防止するようになる。必ずしもこれに限定されるものではないが、ハウジング４は、金属またはプラスチック材質で形成されることができる。
【００４８】
カバー５がハウジング４の一側に開閉可能に設けられる。必ずしもこれに限定されるものではないが、カバー５は、ハウジング４の前方一側にヒンジ形態で旋回可能に設けられる。これにより、作業者が加工素材を後述するクランプユニット２００に装着するときにカバー５を開いて装着することができ、加工時にカバー５を下ろす動作によって閉じることができる。また、カバー５は、必要に応じて障子形態でハウジングの一側に開閉可能に設けられることができる。
【００４９】
ベース部１００は、ハウジング４の内部に設けられる。必ずしもこれに限定されるものではないが、ベース部１００は、略コ字状で形成される。また、ベース部１００は、ハウジング４に設けられるカバー５により加工素材２の加工時にベース部１００の内側に形成された加工領域を外部から遮断することができる。
【００５０】
クランプユニット２００は、ベース部１００の一部に回転及び水平移動（図３においてＺ軸方向）可能なように設けられる。また、クランプユニット２００の先端に加工素材２が結合される。これにより、後述するように、クランプユニット２００は、クランピング部２１０の加工素材結合部２１３に加工素材２が結合された状態でクランピング部２１０が第１の駆動部２３０の駆動動力により回転軸部２２２が回転するか、Ｚ軸に沿って水平移動できるようになる。
第１のスピンドルユニット３００は、クランプユニット２００の中心軸（Ｚ軸）に直交するように、ベース部１００の一側に上下移動（図３においてＹ軸方向）及び左右移動（図３においてＸ軸方向）可能なように設けられる。また、第１のスピンドルユニット３００の先端に第１の工具３１０が結合される。また、第１のスピンドルユニット３００は、第１のノズル部３４０を備える。
【００５１】
図７に示されたように、本発明の好ましい一実施形態に係る第１のスピンドルユニット３００の第１のノズル部３４０は、第１の工具の中心軸Ｂに対して３０度〜４０度の角度を形成するように第１のスピンドル部３２０の先端に設けられる。第１のノズル部３４０は、第１の工具３１０でクランプユニット２００の加工素材結合部２１３に結合された加工素材２を加工するときに、加工素材２と第１の工具３１０との接触面に水または空気を噴射する。すなわち、第１のノズル部３４０は、第１の工具３１０の先端に水または空気を噴射する。第１のノズル部３４０と第１の工具の中心軸Ｂが３０度未満である場合には、第１のノズル部３４０を介して噴射される水または空気が第１の工具３１０の先端に正確に噴射されず、第１の工具のローディング現象（ｌｏａｄｉｎｇ）を除去できないし、第１のノズル部３４０と第１の工具の中心軸Ｂが４０度を超過する場合には、第１のノズル部３４０を介して噴射される水または空気が第１の工具３１０の先端に正確に噴射されないながら飛散されるという問題点がある。
【００５２】
また、図７に示されたように、本発明の好ましい一実施形態に係る第１のスピンドルユニット３００の第１のノズル部３４０は、第１のスピンドル部３２０の先端外周面に第１の工具の中心軸Ｂを基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられる。さらに、図７に示されたように、本発明の好ましい一実施形態に係る第１のスピンドルユニット３００の第１のノズル部３４０は、隣接した位置で２個が一組に設けられることができる。図７において１２０度の角度を有するように３組（６個）で形成されたことと図示されているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて９０度の角度を有するように４組（８個）、６０度の角度を有するように６組（合計１２個）形成されることができる。このように、第１のノズル部３４０が第１のスピンドル部３２０の先端外周面に第１の工具の中心軸Ｂを基準に均一な角度で離間するように複数個が一組に設けられることにより、第１の工具３１０の先端に正確に水または空気を噴射することで、冷却効果及び潤滑効果を極大化して工具と加工素材が損傷されることを防止し、切削粗度を向上させて、加工精密度を極大化することができる。
【００５３】
第２のスピンドルユニット４００は、クランプユニット２００の中心軸（Ｚ軸）に直交しつつ第１のスピンドルユニット３００と向き合うようにベース部１００の他側に上下移動（図３においてＹ軸方向）及び左右移動（図３においてＸ軸方向）可能なように設けられる。また、第２のスピンドルユニット４００の先端に第２の工具４１０が結合される。また、第２のスピンドルユニット４００は、第２のノズル部４４０を備える。
【００５４】
図８に示されたように、本発明の好ましい一実施形態に係る第２のスピンドルユニット４００の第２のノズル部４４０は、第２の工具の中心軸Ｃに対して３０度〜４０度の角度を形成するように第２のスピンドル部４２０の先端に設けられる。第２のノズル部４４０は、第２の工具４１０でクランプユニット２００の加工素材結合部２１３に結合された加工素材２を加工するときに、加工素材２と第２の工具４１０との接触面に水または空気を噴射する。すなわち、第２のノズル部４４０は、第２の工具４１０の先端に水または空気を噴射する。第２のノズル部４４０と第２の工具との中心軸Ｃが３０度未満である場合には、第２のノズル部４４０を介して噴射される水または空気が第２の工具４１０の先端に正確に噴射されず、第２の工具のローディング現象（ｌｏａｄｉｎｇ）を除去できないし、第２のノズル部４４０と第２の工具との中心軸Ｃが４０度を超過する場合には、第２のノズル部４４０を介して噴射される水または空気が第２の工具４１０の先端に正確に噴射されないながら飛散されるという問題点がある。
【００５５】
また、図８に示されたように、本発明の好ましい一実施形態に係る第２のスピンドルユニット４００の第２のノズル部４４０は、第２のスピンドル部４２０の先端外周面に第２の工具の中心軸Ｃを基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられる。さらに、図８に示されたように、本発明の好ましい一実施形態に係る第２のスピンドルユニット４００の第２のノズル部４４０は、隣接した位置で２個が一組で設けられることができる。図８において１２０度の角度を有するように３組（６個）で形成されたことと図示されているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて９０度の角度を有するように４組（８個）、６０度の角度を有するように６組（合計１２個）形成されることができる。このように、第２のノズル部４４０が第２のスピンドル部４２０の先端外周面に第２の工具の中心軸Ｃを基準に均一な角度で離間するように複数個が一組で設けられることにより、第２の工具４１０の先端に正確に水または空気を噴射することで、冷却効果及び潤滑効果を極大化して工具と加工素材が損傷されることを防止し、切削粗度を向上させて、加工精密度を極大化することができる。
【００５６】
必ずしもこれに限定されるものではないが、第１のスピンドルユニット３００の第１の工具３１０は、加工素材２の内面を加工し、第２のスピンドルユニット４００の第２の工具４１０は、加工素材２の外面を加工する。このように、第１のスピンドルユニット３００と第２のスピンドルユニット４００とが互いに向き合いながらクランプユニット２００に対して直交するように設けられることにより、加工素材を速かに加工することができる。
【００５７】
また、必ずしもこれに限定されるものではないが、第１のノズル部４１０と第２のノズル部４２０とを介して水が噴射される場合に、水圧は２００ｐｓｉ〜４４１ｐｓｉになるように調節される。これにより、最適の水圧を維持することにより、加工素材の加工中に水と加工チップとが結合されながら自重によりベース部１００の下部に設けられる排出ユニット６００を介して加工領域の外部に排出される。
【００５８】
供給ユニット５００は、第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とに水または空気を供給する。
【００５９】
図９に示されたように、本発明の他の一実施形態に係る人工歯加工装置１の供給ユニット５００は、水タンク５１０、水ポンプ５２０、水フィルタ５３０、水ライン５４０、空気ポンプ５５０、空気ライン５６０、コネクタ５７０からなる。
【００６０】
水タンク５１０は、水供給源５１１から水を格納する。必ずしもこれに限定されるものではないが、水供給源は、水栓で構成されることができる。水タンク５１０は、直方体または円柱形態で形成されてベッド３の上面に設けられる。
【００６１】
水ポンプ５２０は、水タンク５１０にある水を循環させる機能を果たす。
【００６２】
水フィルタ５３０は、循環される水に含有された加工チップのような不純物を除去するために、水タンクの内部に設けられる。これにより、水タンク５１０に適正水位で格納される水を再循環して使用でき、資源の浪費を最小化し、維持費用を低減できる。
【００６３】
水ライン５４０は、水ポンプ５２０により循環される水を第１のノズル部４３０と第２のノズル部４４０とに供給する機能を果たす。
【００６４】
空気ポンプ５５０は、空気を循環させる機能を果たす。また、必要に応じて空気タンクが設けられ得る。また、コンプレッサと同じ機能を有する空気ポンプにより空気を循環させることもできる。
【００６５】
空気ライン５６０は、空気ポンプ５５０により循環される空気を第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とに供給する機能を果たす。
【００６６】
コネクタ５７０は、空気ライン５６０または水ライン５４０の分岐点や連結部上に設けられる。このようなコネクタ５７０は、３組で形成されて、水ライン５４０と空気ライン５６０をできる限り単純に連結することができ、空気ライン５６０と水ライン５４０の長さを最小化して小型化を図ることができる。
【００６７】
必ずしもこれに限定されるものではないが、本発明の好ましい一実施形態によれば、供給ユニット５００の水ライン５４０と空気ライン５６０は、同じラインに設けられることにより、人工歯加工装置の小型化を図り、ベッド３の上部の空間活用度を極大化し、第１のスピンドルユニット３００と第２のスピンドルユニット４００との移動を円滑に図ることができる。
【００６８】
排出ユニット６００は、水または空気を加工領域の外部に排出する機能を果たす。排出ユニット６００により、加工時に加工領域の内部に存在する水または空気と加工チップとが加工領域の外部に容易に排出されることにより、加工精密度を向上させることができる。
【００６９】
図１０に示されたように、本発明の他の一実施形態に係る人工歯加工装置１の排出ユニット６００は、フィルタネット部６１０と集塵部６２０とを備える。また、空気を供給する構造の場合には、ファン６３０をさらに備えることができる。
【００７０】
フィルタネット部６１０は、複数の貫通孔６１１を備え、ベース部１００の下部に設けられて、加工領域で加工素材２の加工時に発生する粉塵を吸入する機能を果たす。すなわち、フィルタネット部６１０は、湿式型の場合に、第１のノズル部３４０から供給される水と第２のノズル部４４０から供給される水とが混ざった加工素材２の加工チップを吸入し、乾式型の場合に、第１のノズル部３４０から供給される空気と第２のノズル部４４０から供給される空気とが混ざった加工素材２の加工チップを吸入する機能を果たす。
【００７１】
集塵部６２０がベッド３において脱着可能なようにフィルタネット部６１０の下部に設けられて、加工チップのような粉塵を集塵する。
【００７２】
加工素材の加工時に、第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とで空気のみ噴射される乾式型の場合に、ファン６３０がフィルタネット部６１０と集塵部６２０との間に設けられて、加工領域内部の空気を吸入する。これにより、加工領域に飛散される空気と加工チップが集塵部６２０に容易に集塵されて加工精密度を向上させることができる。
【００７３】
このように、本発明に係る人工歯加工装置は、供給ユニット及び第１のノズル部と第２のノズル部とにより第１の工具と第２の工具とに水または空気が供給されることで、加工素材の加工時に発生する熱と摩擦から加工素材と工具を保護し、加工精密度を向上させることができる。
【００７４】
本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置１は、加工領域で加工素材２を加工する前に、第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とで水または空気が噴射されて加工領域をクリーニング（ｃｌｅａｎｉｎｇ）することができる。すなわち、乾式加工をする場合には、第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とで空気が噴射されて加工領域をクリーニングすることができ、湿式加工をする場合には、第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とで水が噴射されて加工領域をクリーニングすることができる。このように、人工歯加工装置は、他の工作機械とは異なり、続けて使用されないので、加工領域が汚染された場合に、加工領域で加工素材２を加工する前に、第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とで乾式型または湿式型の加工形態によって水または空気を噴射し、加工領域をクリーニングすることで加工領域の清潔度を維持し、加工素材の加工精密度を向上させることができる。
【００７５】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい一実施形態において、人工歯加工装置１は、加工領域で加工素材２を加工する前に、第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とで水が噴射されて加工領域をクリーニングする場合に、加工領域のクリーニング後にファン６３０を介して加工領域に空気が流入して加工領域が乾燥され得る。これにより、加工領域に残留する水を完全に乾燥させて加工領域の清潔度を向上させ、細菌などが増殖することを防止できる。
【００７６】
工具衝突防止制御部７００は、加工素材２の加工中に第１の工具３１０と第２の工具３２０とが衝突することを防止する機能を果たす。
【００７７】
図１１に示されたように、本発明の一実施形態に係る工具衝突防止制御部７００は、工具基準位置データ格納部７１０、第１の工具移動距離データ格納部７２０、第２の工具移動距離データ格納部７３０、内面衝突位置データ格納部７４０、外面衝突位置データ格納部７５０、及び衝突判断部７６０からなる。
【００７８】
工具基準位置データ格納部７１０に、後述する加工素材位置補正ユニット９００により同期化された状態の第１の工具３１０と第２の工具４１０の基準位置が格納される。
【００７９】
第１の工具移動距離データ格納部７２０に第１の工具３１０の実時間移動距離データが格納される。
【００８０】
第２の工具移動距離データ格納部７３０に第２の工具４１０の実時間移動距離データが格納される。
【００８１】
予め設定された加工素材２の内面衝突位置が内面衝突位置データ格納部７４０に格納される。すなわち、加工しようとする歯の形態によって予め設定された第１の工具３１０の衝突位置データが格納される。
【００８２】
予め設定された加工素材２の外面衝突位置が外面衝突位置データ格納部７５０に格納される。すなわち、加工しようとする歯の形態によって予め設定された第２の工具３１０の衝突位置データが格納される。
【００８３】
衝突判断部７６０において加工素材の加工実時間別に第１の工具３１０と第２の工具４１０との衝突有無を判断する。
【００８４】
このように、本発明に係る人工歯加工装置は、工具衝突防止制御部７００により２次的に第１の工具３１０と第２の工具４１０とが衝突することを防止することにより、工具の損傷を防止し、加工素材が破損されることを防止し、加工素材が不要に浪費されることを最小化できる。
【００８５】
遮断ユニット８００は、加工素材２の加工時に第１のノズル部３４０と第２のノズル部４４０とを介して噴射される水または空気がベース部１００の外部に流出することを防止する。必ずしもこれに限定されるものではないが、遮断ユニット８００は、Ｏリングのような形態のシーリング部材で形成されることができる。また、遮断ユニット８００は、ベース部１００とクランプユニット２００との締結部位間、ベース部１００と第１のスピンドルユニット３００間、及びベース部１００と第２のスピンドルユニット４００間に設けられることができる。必要に応じて、ラビリンス構造を有する別の部材形態で形成されて、カバー５とハウジング４との接触面に設けられることができる。また、遮断ユニット８００は、ベース部１００とクランプユニット２００との締結部位間、ベース部１００と第１のスピンドルユニット３００間、及びベース部１００と第２のスピンドルユニット４００間に設けられることができる。
【００８６】
したがって、本発明に係る人工歯加工装置は、排出ユニットと遮断ユニットとによりベース部の機構作動部に加工素材の加工チップや水または空気が流入することを防止して、機構作動部の損傷や破損を防止して装置の寿命を増大させ、生産性を向上させ、人工歯加工装置の維持補修費用を低減できる。
【００８７】
加工素材位置補正ユニット６００は、クランプユニット２００に装着された状態で加工素材２の位置を補正する機能を果たす。
【００８８】
図１〜図６に示されたように、人工歯加工装置１のクランプユニット２００は、クランピング部２１０、連結部２２０、第１の駆動部２３０、及びセンシング部２４０を備える。
【００８９】
クランピング部２１０の一端に加工素材２が結合される。
【００９０】
連結部２２０は、クランピング部２１０の他端に結合され、連結部２２０の一部がベース部１００を貫通してベース部１００に設けられる。
【００９１】
第１の駆動部２３０は、クランピング部２１０を回転させるか、水平方向に移動させる機能を果たし、ベース部１００の外側に設けられる。必ずしもこれに限定されるものではないが、制御ユニット６００や人工歯加工装置１の操作盤に設けられた操作ボタンによって第１の駆動部２３０が精密制御され得るようにするために、第１の駆動部２３０は、サーボモータ（ｓｅｒｖｏ  ｍｏｔｏｒ）で形成されることが好ましい。
【００９２】
センシング部２４０がクランプユニット２００の内部に設けられる。必ずしもこれに限定されるものではないが、本発明の好ましい一実施形態に係る人工歯加工装置のセンシング部２４０は、固有周波数測定が可能な音響センサまたは振動センサで形成される。このように、センシング部２４０が音響センサまたは振動センサで形成されることにより、加工素材結合部２１３に結合された加工素材２に第１の工具３１０と第２の工具４１０とが接触する瞬間の固有周波数を測定して加工素材を加工するために、加工プログラムデータ格納部９１４に格納された加工プログラムの基準座標を加工素材や工具の損傷無しで正確かつ容易に補正することができ、最終的に加工精密度を向上させることができる。
【００９３】
したがって、本発明に係る人工歯加工装置１は、加工素材がクランピング部に結合された状態で加工素材の正確な位置を加工装置の座標系に換算するために最小の時間と費用が消費されることにより、人工歯の費用を減少させて患者の負担を低減できる。
【００９４】
図３〜図６に示されたように、人工歯加工装置１のクランプユニット２００のクランピング部２１０は、本体部２１１と加工素材結合部２１３とを備える。
【００９５】
本体部２１１は、クランピング部２１０の外形を形成する。本体部２１１は、内部に空洞部２１２を備え、円錐形状で形成される。空洞部２１２は、真空状態で維持される。
【００９６】
加工素材結合部２１３は、本体部２１１の一端に形成され、加工素材２が結合可能な結合孔２１４が本体部２１１の水平方向に延長形成される。すなわち、加工素材２は、加工素材結合部２１３の結合孔２１４に挿入締結されることにより、加工素材２の加工中に加工素材２がクランプユニット２００から離脱することを防止できる。
【００９７】
センシング部２４０は、本体部２１１の空洞部２１２の内部で結合孔２１４の先端に隣接する箇所に設けられる。これにより、センシング部２４０を本体部２１１の空洞部２１２に１個のみ設けた状態で、第１の工具と第２の工具とが加工素材に接触する瞬間の固有周波数測定を容易にすることができ、クランプユニットの小型化を図り、製造費用を低減できる。また、センシング部２４０が本体部２１１の空洞部２１２の内部に設けられることにより、加工素材２の加工中に発生するチップ（ｃｈｉｐ）や冷却水などによりセンシング部が損傷されることを防止できる。
【００９８】
図３〜図６に示されたように、人工歯加工装置１のクランプユニット２００の連結部２２０は、ボディ部２２１、回転軸部２２２、及び電線収容部２２３を備える。
【００９９】
ボディ部２２１は、内部に空間を備え、水平方向（Ｚ軸方向）に延長形成される。必ずしもこれに限定されるものではないが、ボディ部２２１は、中空状の円筒状で形成される。
【０１００】
回転軸部２２２の一端は、第１の駆動部２３０に連結され、回転軸部２２２の他端は、クランピング部２１０に連結されるようにボディ部２２１の内部に挿設される。すなわち、回転軸部２２２が第１の駆動部２３０の回転により回転するか、Ｚ軸方向に水平移動するようになると、これと連結されたクランピング部２１０が回転するか、Ｚ軸方向に水平移動し、最終的に、加工素材結合部２１３に結合された加工素材２が回転するか、Ｚ軸方向に水平移動するようになる。また、必要に応じてＺ軸方向に水平移動しつつ、同時に回転することもできる。
【０１０１】
電線収容部２２３は、回転軸部２２２の内部にボディ部２２１の水平方向に沿って延長形成されてセンシング部２４０に電源を供給し、センシング部２４０でセンシングされた信号データを加工素材位置補正ユニット９００に伝達するための電線を収容する。電線が電線収容部２２３の内部に収容されることにより、加工素材の加工中に電線が捩れるか、損傷されることを防止し、連結部２２０の厚さを減少させることができる。すなわち、最終的に、クランプユニット２００の小型化を図ることができる。
【０１０２】
図１〜図５に示されたように、人工歯加工装置１の第１のスピンドルユニット３００は、第１の工具３１０、第１のスピンドル部３２０、第２の駆動部３３０、及び第１のノズル部３４０からなる。第１のノズル部３４０は、詳しく説明したので、以下では、残りの構成を中心に説明する。
【０１０３】
第１の工具３１０は、第１のスピンドル部３２０の先端に装設される。
【０１０４】
第１のスピンドル部３２０は、第１の工具３１０の一側に第１の工具３１０を収容するように形成されて、第１の工具３１０を回転させるか、第１の工具３１０を上下方向（Ｙ軸方向）または左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる動力を伝達する。必ずしもこれに限定されるものではないが、第１のスピンドル部３２０は、内部に中空部を備えた円筒状で形成され、内部に回転軸を備え、クランプユニットの中心軸に対して直交するように第１のスピンドル部３２０の一部がベース部１００の一側に貫設される。また、必要に応じて第１のスピンドル部３２０は、Ｘ、Ｙ軸方向に水平移動しつつ、同時に回転することもできる。
【０１０５】
第２の駆動部３３０は、第１のスピンドル部３２０に動力を伝達するために、第１のスピンドル部３２０の他側に設けられる。必ずしもこれに限定されるものではないが、第２の駆動部３３０は、ベース部１００の外部とハウジングとの間に設けられる。
【０１０６】
図１〜図５に示されたように、人工歯加工装置１の第２のスピンドルユニット４００は、第２の工具４１０、第２のスピンドル部４２０、第３の駆動部４３０、及び第２のノズル部４４０からなる。第２のノズル部４４０は、詳しく説明したので、以下では、残りの構成を中心に説明する。
【０１０７】
第２の工具４１０は、第２のスピンドル部４２０の先端に装設される。
【０１０８】
第２のスピンドル部４２０は、第２の工具４１０の一側に第２の工具４１０を収容するように形成されて、第２の工具４１０を回転させるか、第２の工具４１０を上下方向（Ｙ軸方向）または左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる動力を伝達する。必ずしもこれに限定されるものではないが、第２のスピンドル部４２０は、内部に中空部を備えた円筒状で形成され、内部に回転軸を備え、第２のスピンドル部４２０の一部が第１のスピンドル部３２０と向き合うようにベース部１００の他側に貫設される。また、必要に応じて第２のスピンドル部４２０は、Ｘ、Ｙ軸方向に水平移動しつつ、同時に回転することもできる。
【０１０９】
第３の駆動部４３０は、第２のスピンドル部４２０に動力を伝達するために、第２のスピンドル部４２０の他側に設けられる。必ずしもこれに限定されるものではないが、第３の駆動部４３０は、ベース部１００の外部とハウジングとの間に設けられる。
【０１１０】
必ずしもこれに限定されるものではないが、人工歯加工装置１の操作搬や表示部１０００に設けられた操作ボタンによって第２の駆動部３３０または第３の駆動部４３０が精密制御され得るようにするために、第２の駆動部３３０と第３の駆動部４３０とは、サーボモータ（ｓｅｒｖｏ  ｍｏｔｏｒ）で形成されることが好ましい。
【０１１１】
図１２に示されたように、人工歯加工装置１の加工素材位置補正ユニット９００は、加工素材基本データ格納部９１１、工具データ格納部９１２、基準座標データ格納部９１３、加工プログラムデータ格納部９１４、受信データ格納部９１５、信号変換部９１７、変換信号データ格納部９１８、フィルタ部９１９、比較部９２０、及び補正部９２１を備える。
【０１１２】
加工素材基本データ格納部９１１は、加工素材による固有周波数データが格納される。
【０１１３】
工具データ格納部９１２は、第１のスピンドルユニット３００と前記第２のスピンドルユニット４００に設けられる工具の長さ及び種類に関するデータが格納される。
【０１１４】
基準座標データ格納部９１３は、加工素材２が加工素材結合部２１３に結合される前に基準座標データが格納される。
【０１１５】
加工プログラムデータ格納部９１４は、加工素材２を加工するための加工プログラムデータが格納される。すなわち、３次元スキャンで測定して、これをＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアプログラムを利用して測定されたスキャンデータを３次元にモデリングし、これに拡大率を適用してＮＣデータに切り替えられたＮＣデータが格納される。
【０１１６】
受信データ格納部９１５は、センシング部２４０において第１の工具３１０と第２の工具４１０とが加工素材結合部２１３に結合された加工素材に接触された瞬間に発生する固有周波数を感知して発送する信号データを格納する。
【０１１７】
信号変換部９１７は、受信データ格納部に格納された信号をデジタル信号に変換する。
【０１１８】
変換信号データ格納部９１８は、信号変換部９１７で変換された信号を格納する。
【０１１９】
フィルタ部９１９は、変換信号データ格納部９１８に格納された信号をフィルタリングする。すなわち、フィルタ部９１９は、第１の工具３１０と第２の工具４１０とが加工素材結合部２１３に結合された加工素材に接触された瞬間に発生する固有周波数以外の雑音による干渉信号を除去する機能を果たす。必ずしもこれに限定されるものではないが、このようなフィルタ部９１９は、指数平滑化フィルタ（ＦＬＴ）で構成される。指数平滑化フィルタは、数ｍｓ（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ）内の信号平均値と最近の数十μｓ（ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ）の信号値に加重値を付与して、数秒内外の信号値等が検出信号に多くの影響を及ぼさないように構成されたソフトウェアアルゴリズムを利用したデジタルフィルタ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｆｉｌｔｅｒ）である。指数平滑化フィルタは、演算に重要な要素である信号平均値の表面時間、加重値、接触信号の強度設定値を指定して使用することにより、人工歯のための加工素材の加工中、工具の状態変化を予測したり、加工素材の位置及び大きさ測定時、ノイズ成分を効果的に除去できるので、より信頼性があり、精密な測定値を有することができるようにするという効果がある。指数平滑化フィルタは、センサの制御装置にソフトウェアフィルタアルゴリズムで開発して適用可能である。また、指数平滑化フィルタの演算に必要な要素値は、機器の加工中の状態または加工素材の測定状態に応じてセンサ制御装置で各々その状態に合う最適の要素値で適用することができる。指数平滑化フィルタのこのような機能により、加工素材の加工中、工具の破損状態に対する予測判別が可能である。
【０１２０】
比較部９２０は、変換信号データ格納部９１８に格納された変換信号またはフィルタ部９１９を経てフィルタリングされた信号と加工素材基本データ格納部９１１に格納された固有周波数信号とを比較する。
【０１２１】
補正部９２１は、比較部９２０の結果に応じて基準座標データ格納部に格納された基準座標データと加工プログラムデータ格納部に格納された加工プログラムの基準座標を補正する。
【０１２２】
したがって、人工歯加工装置は、加工素材の大きさと装着状態に応じて人工歯を加工するための加工素材の加工プログラムの基準座標を、加工素材の装着状態に応じて正確かつ迅速に修正することにより、人工歯の加工精密度を向上させることができ、第１の工具と第２の工具とが回転しなかった状態で加工素材に接触する瞬間に固有周波数を測定することにより、人工歯を形成する母材である加工素材と工具が損傷されることを防止し、加工素材がクランピング部に結合された状態で加工素材の正確な位置を加工装置の座標系に換算するために最小の時間と費用が消費されることにより、人工歯の費用を減少させて患者の負担を低減できる。また、加工中に第１の工具と第２の工具との衝突により工具が破損されたり、加工素材が損傷されることを防止できる。
【０１２３】
図１２に示されたように、人工歯加工装置１の加工素材位置補正ユニット９００は、工具座標データ格納部９１６、計算部９２２、及びアラーム信号発生部９２３をさらに備えることができる。
【０１２４】
工具座標データ格納部９１６は、第１の工具３１０と第２の工具４１０とが加工素材結合部２１３に結合された加工素材２に接触される瞬間に第１の工具３１０と第２の工具４１０との座標データをさらに格納する。
【０１２５】
計算部９２２は、工具データ格納部９１２と基準座標データ格納部９１３、及び工具座標データ格納部９１６に格納された座標値により第１の工具３１０と第２の工具４１０との現在長さを計算する。
【０１２６】
アラーム信号発生部９２３は、計算部９２２により計算された値に応じて第１の工具３１０と第２の工具４１０との現在長さが工具データ格納部９１２に格納された第１の工具３１０と第２の工具４１０との長さと異なる場合にアラーム信号を発生させる。具体的に、第１の工具３１０と第２の工具４１０との現在長さが工具データ格納部９１２に格納された第１の工具３１０と第２の工具４１０との長さより短い場合には、工具が摩耗されたり、破損されたことと判断してアラーム信号を発生するようになる。
【０１２７】
したがって、人工歯加工装置は、制御ユニットの計算部により工具の長さ計算をし、アラーム信号発生部により工具の破損や損傷有無を検出でき、損傷された工具で加工素材を加工することを防止することにより、加工素材の浪費を根本的に遮断することができる。
【０１２８】
図１２に示されたように、人工歯加工装置１は、比較部９２０の判断結果、補正部９２１の判断結果、計算部９２２の判断結果、加工プログラムデータ格納部９１４に格納された加工プログラム、及びアラーム信号発生部９２３のアラーム信号を表示する表示部１０００をさらに備えることができる。
【０１２９】
したがって、本発明に係る人工歯加工装置は、工具が回転しなかった状態で加工素材に接触する瞬間に固有周波数を測定することにより、人工歯を形成する母材である加工素材と工具が損傷されることを防止でき、加工素材がクランピング部に結合された状態で加工素材の正確な位置を加工装置の座標系に換算するために最小の時間と費用が消費されることにより、人工歯の費用を減少させて患者の負担を低減でき、加工素材の加工精密度を向上させることができる。
【０１３０】
また、本発明に係る人工歯加工装置の好ましい他の実施形態において、人工歯加工装置１の工具衝突防止制御部７００または加工素材位置補正ユニット９００は、加工素材を加工するためのデータをＣＡＭプログラムから有線通信または無線通信を介して受信することができる。すなわち、工具衝突防止制御部７００または加工素材位置補正ユニット９００は、加工素材を加工するための加工素材情報、工具データ、第１の工具／第２の工具移動距離データなどをＣＡＭプログラムから有線または無線通信モジュールを用いて有線通信または無線通信の形態で受信する。
【０１３１】
より好ましくは、工具衝突防止制御部７００または加工素材位置補正ユニット９００は、無線イーサネット（登録商標）、無線シリアル通信、ワイパイ、またはブルートゥース（登録商標）などの無線通信モジュールを介して加工素材を加工するためのデータを、ＣＡＭプログラムから無線通信で受信する。これにより、場所が狭い空間で簡便に使用することができる。
【０１３２】
本発明は、図面に示された変形例と上記で説明された実施形態に限定されず、添付された請求項の範疇内に属する他の実施形態に拡張されることができる。
【符号の説明】
【０１３３】
１  人工歯加工装置
２  加工素材
３  ベッド
４  ハウジング
５  カバー
１００  ベース部
２００  クランプユニット
２１０  クランピング部
２１１  本体部
２１２  空洞部
２１３  加工素材結合部
２１４  結合孔
２２０  連結部
２２１  ボディ部
２２２  回転軸部
２２３  電線収容部
２３０  第１の駆動部
２４０  センシング部
３００  第１のスピンドルユニット
３１０  第１の工具
３２０  第１のスピンドル部
３３０  第２の駆動部
３４０  第１のノズル部
４００  第２のスピンドルユニット
４１０  第２の工具
４２０  第２のスピンドル部
４３０  第３の駆動部
４４０  第２のノズル部
５００  供給ユニット
５１０  水タンク
５１１  水供給源
５２０  水ポンプ
５３０  水フィルタ
５４０  水ライン
５５０  空気ポンプ
５６０  空気ライン
５７０  コネクタ
６００  排出ユニット
６１０  フィルタネット部
６１１  貫通孔
６２０  集塵部
６３０  ファン
７００  工具衝突防止制御部
７１０  工具基準位置データ格納部
７２０  第１の工具移動距離データ格納部
７３０  第２の工具移動距離データ格納部
７４０  内面衝突位置データ格納部
７５０  外面衝突位置データ格納部
７６０  衝突判断部
８００  遮断ユニット
９００  加工素材位置補正ユニット
９１０  補正調節部
９１１  加工素材基本データ格納部
９１２  工具データ格納部
９１３  基準座標データ格納部
９１４  加工プログラムデータ格納部
９１５  受信データ格納部
９１６  工具座標データ格納部
９１７  信号変換部
９１８  変換信号データ格納部
９１９  フィルタ部
９２０  比較部
９２１  補正部
９２２  計算部
９２３  アラーム信号発生部
１０００  表示部
Ａ  クランプユニットの中心軸
Ｂ  第１の工具の中心軸
Ｃ  第２の工具の中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月21日(2018.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド、前記ベッドの外側を囲むハウジング、及び前記ハウジングの一側に開閉可能に設けられるカバーを備える人工歯加工装置において、
前記ハウジングの内部で前記ベッドの上部に設けられて、加工素材の加工領域を形成するベース部と、
先端に加工素材が結合され、前記ベース部の一部に回転及び水平移動可能なように設けられるクランプユニットと、
第１のスピンドル部の先端に第１の工具が結合され、前記加工素材の加工時に前記第１の工具に水または空気を噴射するための第１のノズル部を備え、前記クランプユニットの中心軸に直交するように前記ベース部の一側に上下移動及び左右移動可能なように設けられる第１のスピンドルユニットと、
第２のスピンドル部の先端に第２の工具が結合され、前記加工素材の加工時に前記第２の工具に水または空気を噴射するための第２のノズル部を備え、前記クランプユニットの中心軸に直交し、前記第１のスピンドルユニットと向き合うように、前記ベース部の他側に上下移動及び左右移動可能なように設けられる第２のスピンドルユニットと、
前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに水または空気を供給するための供給ユニットと、
前記水または空気を前記加工領域の外部に排出するための排出ユニットと、
を備え、
前記第１の工具及び前記第２の工具が前記加工素材の加工中に衝突することを防止するための工具衝突防止制御部を備えることを特徴とする人工歯加工装置。
【請求項２】
前記加工素材の加工時に、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とを介して噴射される水または空気が前記ベースの外部に流出することを防止するための遮断ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の人工歯加工装置。
【請求項３】
前記クランプユニットは、
一端に前記加工素材が結合されるクランピング部と、
前記クランピング部の他端に結合される連結部と、
前記クランピング部を回転させるか、水平方向に移動させるための第１の駆動部と、
前記クランプユニットの内部に設けられるセンシング部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の人工歯加工装置。
【請求項４】
前記クランプユニットの前記クランピング部は、
内部に空洞部を備える本体部と、
前記本体部の一端に形成され、前記加工素材が結合可能な結合孔が水平方向に延長形成される加工素材結合部と、
を備え、
前記センシング部は、前記本体部の空洞部の内部で前記結合孔の先端に隣接する箇所に設けられることを特徴とする請求項３に記載の人工歯加工装置。
【請求項５】
前記クランプユニットの前記連結部は、
内部に空間を備え、水平方向に延長形成されるボディ部と、
一端は、前記第１の駆動部に連結され、他端は、前記クランピング部に連結されるように前記ボディ部の内部に挿設される回転軸部と、
前記回転軸部の内部に前記ボディ部の水平方向に沿って延長形成されて、前記センシング部に電源及び信号を伝達する電線を収容するための電線収容部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の人工歯加工装置。
【請求項６】
前記第１のノズル部は、前記第１の工具の中心軸に対して３０度〜４０度の角度を形成するように前記第１のスピンドル部の先端に設けられ、
前記第２のノズル部は、前記第２の工具の中心軸に対して３０度〜４０度の角度を形成するように前記第２のスピンドル部の先端に設けられることを特徴とする請求項５に記載の人工歯加工装置。
【請求項７】
前記第１のノズル部は、前記第１のスピンドル部の先端外周面に前記第１の工具の中心軸を基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられ、
前記第２のノズル部は、前記第２のスピンドル部の先端外周面に前記第２の工具の中心軸を基準に均一な角度で離間するように複数個が設けられることを特徴とする請求項６に記載の人工歯加工装置。
【請求項８】
前記供給ユニットは、
水供給源から水が格納される水タンクと、
前記水タンクにある水を循環させるための水ポンプと、
前記水ポンプにより循環される水を前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに供給する水ラインと、
空気を循環させるための空気ポンプと、
前記空気ポンプにより循環される空気を前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とに供給する空気ラインと、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の人工歯加工装置。
【請求項９】
前記供給ユニットは、
前記循環される水に含有された不純物を除去するために、前記水タンクの内部に設けられる水フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の人工歯加工装置。
【請求項１０】
前記排出ユニットは、
複数の貫通孔を備え、前記ベース部の下部に設けられて、前記加工領域で加工素材の加工時に発生する粉塵を吸入するフィルタネット部と、
前記ベッドから脱着可能なように前記フィルタネット部の下部に設けられる集塵部と、
を備えることを特徴とする請求項９に記載の人工歯加工装置。
【請求項１１】
前記排出ユニットは、
前記フィルタネット部と前記集塵部との間に設けられて、前記加工領域内部の空気を吸入するファンをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の人工歯加工装置。
【請求項１２】
前記加工領域で前記加工素材を加工する前に、前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とで水または空気が噴射されて前記加工領域をクリーニングすることを特徴とする請求項１１に記載の人工歯加工装置。
【請求項１３】
前記第１のノズル部と前記第２のノズル部とで水が噴射されて、前記加工領域をクリーニングする場合に、前記加工領域のクリーニング後に前記ファンを介して前記加工領域に空気が流入し、前記加工領域が乾燥されることを特徴とする請求項１２に記載の人工歯加工装置。
【請求項１４】
前記加工素材が前記クランプユニットに装着された状態で前記加工素材の位置を補正するための加工素材位置補正ユニットを備えることを特徴とする請求項１０に記載の人工歯加工装置。
【請求項１５】
前記工具衝突防止制御部または前記加工素材位置補正ユニットは、加工素材を加工するためのデータをＣＡＭプログラムから有線通信または無線通信を介して受信することを特徴とする請求項１４に記載の人工歯加工装置。
【国際調査報告】
2019520148.tif 000015
2019520148.tif 000016
2019520148.tif 000017
2019520148.tif 000018