KR100453989B1 - 초정밀 구심연마기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라켓에 고정된 상부브라켓의 일측단에는 마이크로헤드가 설치되고, 상기 상부브라켓의 타측단에는 인장스프링의 일측단이 설치되며, 상기 인장스프링의 타측단은 플레이트의 일측단에 설치되며, 상기 플레이트의 타측단은 센터하우징에 고정되고 핀을 중심으로 회전하며, 상기 마이크로헤드의 끝부분에는 렌즈의 연마두께를 설정하는 인디게이터가 조립된 브라켓이 설치되어 상/하로 이동하며, 상기 브라켓의 저면부에는 스프링고정판이 고정되고, 상기 스프링고정판의 일측단에는 인장스프링이 설치되며, 상기 인디게이터의 감지로드에는 상기 플레이트에 설치된 셋팅볼트와 접촉되고, 상기 셋팅볼트는 압력핀샤프트와 접촉되며, 상기 센터하우징의 내부에는 회전운동을 하는 스핀들샤프트와 수직 및 회전운동을 하는 압력핀샤프트가 순차적으로 삽입되며, 상기 압력핀샤프트의 하단부에는 상부툴이 설치되는 압력핀이 고정되고, 상기 스핀들샤프트의 하단부에는 고무커버가 고정되고, 상기 고무커버의 하단부는 상기 압력핀샤프트에 고정됨을 특징으로 한다.

Description

초정밀 구심연마기{PRECISION CENTRIPETAL GRINDER}

본 발명은 렌즈 연마기에 관한 것으로서, 특히 소형 광학렌즈의 표면을 정밀하게 연마할 수 있도록 구성한 초정밀 구심연마기에 관한 것이다.

통상적으로 카메라, CD 드라이버(compact disk driver), 팩시밀리 및 조준경, 내시경, 망원경 등의 광학기기에 사용되는 렌즈의 제조는 일정크기의 재료를 황삭(rough cut)가공을 하고 그 표면을 보다 매끄럽게 다듬질하는 연삭공정을 거쳐 완성하게 된다.

이때 상기 렌즈의 표면을 연삭하기 위하여 렌즈연마기(일반적으로"구심연마기"라고도 함)가 사용되는데, 이러한 렌즈연마기는 크게 2부분으로 구성된다. 즉, 상기 렌즈연마기는 연마공정을 수행하도록 연마할 렌즈를 고정시키고 회전하는 회전거치부와 상기 회전거치부가 회전하도록 하는 모터 및 렌즈를 연마하기 위한 연마부재가 부착된 실린더블록으로 구성되며, 이러한 렌즈연마기는 통상 수작업으로 그 동작이 이루어진다.

한편 이러한 렌즈 연마기에 관련된 광학산업분야에서 요구되는 주요조건은 렌즈표면의 곡률이 변화됨이 없이 렌즈의 표면 마무리를 개선할 수 있도록 하는 능력을 필요로 하고, 바람직하게는 렌즈 연마작업이 렌즈의 작은 홈이나 가공시 나타나는 흔적을 제거하고 규정된 곡률을 완벽하게 유지하는 것이다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 사안들을 감안한 것으로, 그 목적은 정해진 곡률을 완벽하게 유지할 수 있도록 렌즈의 표면을 연마할 수 있는 초정밀 구심연마기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 렌즈표면을 연마할 때 연마공정의 정밀도를 높일 수 있는 초정밀 구심연마기를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상부툴(tool)이 회전하면서 상/하 슬라이딩되도록 구성하여 초소형 렌즈를 정밀하게 가공할 수 있는 초정밀 구심연마기를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 LM가이드를 이용하여 상부툴(tool)이 설치된 연마헤드부를 정밀하게 이송시킬 수 있는 초정밀 구심연마기를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 정밀눈금게이지를 이용하여 설정된 치수만큼 정확하게 렌즈 표면을 연마할 수 있는 초정밀 구심연마기를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하부툴(tool)이 설치된 스핀들구동부를 항상 설정된 각도만큼 틸팅시킬 수 있는 초정밀 구심연마기를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 넓은 작업공간의 확보 및 작업의 편리성을 구현할 수 있도록 구성한 초정밀 구심연마기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1견지에 있어 본 발명은;

통상의 렌즈 연마장치에서 상부툴이 설치되고 상/하 수직 이동하면서 렌즈의 표면을 연마하는 장치에 있어서,

브라켓에 고정된 상부브라켓의 일측단에는 마이크로헤드가 설치되고, 상기 상부브라켓의 타측단에는 인장스프링의 일측단이 설치되며, 상기 인장스프링의 타측단은 플레이트의 일측단에 설치되며, 상기 플레이트의 타측단은 센터하우징에 고정되고 핀을 중심으로 회전하며;

상기 마이크로헤드의 끝부분에는 렌즈의 연마두께를 설정하는 인디게이터가 조립된 브라켓이 설치되어 상/하로 이동하며, 상기 브라켓의 저면부에는 스프링고정판이 고정되고, 상기 스프링고정판의 일측단에는 인장스프링이 설치되며;

상기 인디게이터의 감지로드에는 상기 플레이트에 설치된 셋팅볼트와 접촉되고, 상기 셋팅볼트는 압력핀샤프트와 접촉되며;

상기 센터하우징의 내부에는 회전운동을 하는 스핀들샤프트와 수직 및 회전운동을 하는 압력핀샤프트가 순차적으로 삽입되며, 상기 압력핀샤프트의 하단부에는 상부툴이 설치되는 압력핀이 고정되고, 상기 스핀들샤프트의 하단부에는 고무커버가 고정되고, 상기 고무커버의 하단부는 상기 압력핀샤프트에 고정됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 초정밀 구심연마기의 구성을 개략적으로 보인 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 연마헤드부(A)의 구성을 나타낸 정면도.

도 3은 도 2에서 도시하고 있는 연마헤드부(A)의 구성을 나타낸 측면도.

도 4는 도 3에서 도시하고 있는 인장스프링(18,28)과 브라켓(20,26)의 설치상태를 보이고 있는 평면도.

도 5는 도 1에서 도시하고 있는 헤드구동부(B)의 구성을 나타낸 정면도.

도 6은 도 5에서 도시하고 있는 헤드구동부(B)의 구성을 나타낸 측면도.

도 7은 도 6에서 도시하고 있는 상부슬라이드(110)의 설치상태를 보이고 있는 평면도.

도 8은 도 1에서 도시하고 있는 스핀들구동부(C)와 스핀들요동부(D) 및 틸팅구동부(E)의 설치상태 및 구성을 보이고 있는 정면도.

도 9는 도 8에서 도시하고 있는 구동부의 측면도.

도 10은 도 8에서 도시하고 있는 틸팅구동부의 구성을 보이고 있는 단면도.

도 11은 도 9에서 도시하고 있는"A-A"의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A: 연마헤드부 B: 헤드구동부

C: 스핀들구동부 D: 스핀들요동부

E: 틸팅구동부

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 사용자 혹은 설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 실시 예에 따라 앞에서 특징지워진 초정밀 구심연마기의 구성은 도 1에서 나타내고 있는 바와 같다. 상기 도 1을 참조하면, 본 발명에서 구현하고자 하는 장치는 렌즈의 표면을 정해진 치수만큼 정확하게 연마하는 장치로서 그 구성은 연마헤드부(A)와 헤드구동부(B) 및 스핀들구동부(C), 스핀들요동부(D), 그리고 틸팅구동부(E)로 구성된다.

상기 연마헤드부(A)는 상부툴(tool)(80)이 결합되는 압력핀(48)을 구비하고 상/하 방향으로 수직 이동하면서 렌즈(84)의 표면을 연마하는 장치이다.

상기 헤드구동부(B)는 전술한 연마헤드부(A)와 연결되고 에어실린더(114)의 구동력으로 연마헤드부(A)를 수직 이동시킨다.

상기 스핀들구동부(C)는 렌즈(84)가 안착되는 하부툴(tool)(82)과 이하부툴(82)을 일정속도로 회전시키는 스핀들 샤프트(216) 및 모터(200)로 구성되고 전술한 연마헤드부(A)와 연계되어 렌즈(84)의 표면을 연마시킨다.

상기 틸팅구동부(E)는 전술한 스핀들구동부(C)를 렌즈 연마 후 항상 최초 위치로 이동시키고 또한 정해진 각도만큼 틸팅시키는 장치이며, 상기 스핀들요동부(D)는 틸딩구동부(E)와 스핀들구동부(C)를 연결시키는 장치이다.

한편 전술한 각 구동부들의 상세구성 및 동작은 후술하는 도 2 내지 도 11에서 상세히 설명될 것이다.

도 2 내지 도 4는 전술한 연마헤드부(A)의 구성을 나타낸 도면으로서, 마이크로헤드((10)는 통상적으로 사용되고 있는"micrometer head"로서 본 발명에서는 연마헤드부의 상부브라켓(12)에 설치되어 있다. 이때 상부브라켓(12)은 브라켓(20)에 볼트로 고정되어 있다.

상기 상부브라켓(12)의 일측단에는 조정볼트(14)가 관통되어 있으며, 이 조정볼트(14)에는 조절너트(16)가 체결되어 있다. 상기 조정볼트(14)의 끝부분에는 인장스프링(18)이 연결되어 있고, 상기 인장스프링(18)의 타측단은 플레이트(34)에 체결된 조절나사(22)에 연결되어 있다. 이때 상기 조절너트(16)는 인장스프링(18)의 텐션력을 조정하며, 상기 인장스프링(18)은 플레이트(34)를 항상 최초의 위치로 복귀시키는 역할을 한다.

한편 전술한 마이크로헤드(10)의 끝부분은 브라켓(26)의 상단면에 삽입되어 있는 스틸볼(76)과 접촉되어 있으며, 상기 마이크로헤드(10)의 동작에 따라 브라켓(26)은 상/하로 이동한다. 즉 도 3,4에 도시한 바와 같이 상기 브라켓(26)의저면부에는 스프링고정판(30)이 볼트로 체결되어 있으며, 이 스프링고정판(30)의 일측단에는 인장스프링(28)이 연결되어 있고, 이 인장스프링(28)의 타측단은 고정핀(24)에 연결되어 있다. 또한 상기 브라켓(26)에는 인디게이터고정구(72)가 볼트로 체결되어 있으며, 이 고정구(72)에는 인디게이터(78)의 로드관(74)이 볼트(73)로 고정되어 있다. 이러한 구성으로 인해 마이크로헤드(10)를 돌리게 되면 브라켓(26)은 아래로 이동하게 되고 역시 인디게이터고정구(72)도 함께 아래로 이동하게 된다. 이때 인디게이터(78)의 감지로드(70)는 로드관(74) 안으로 삽입되어진다.

인디게이터(indicator)(78)는 지침에 의하여 계량과 계측을 하는 계기(計器)로서 통상 시그널 게이지라고도 하며, 이러한 인디게이터(78)는 렌즈(84)의 표면을 연마할 때 연마두께를 설정하고 이 설정된 두께만큼 연마되었을 때 이를 표시하는 계기이다. 이때 상기 인디게이터(78)의 감지로드(70)는 플레이트(34)에 설치된 셋팅볼트(68)와 접촉되어 있으며, 이 셋팅볼트(68)의 타측단은 스토퍼핀(64)과 접촉되어 있다.

한편 전술한 플레이트(34)는 도 3에 도시한 바와 같이 우측단은 인장스프링(18)에 고정되어 있으며 타측단은 볼트(66)로 센터하우징(56)과 체결 고정되어 있다. 또한 상기 플레이트(34)의 중간부분에는 핀(32)이 끼워져 있는데, 이 핀(32)을 중심으로 플레이트(34)는 회전하게 된다.

상기 센터하우징(56)의 중심부에는 내부가 비어있는 로드타입의 압력핀샤프트(52)와 스핀들샤프트(54)가 삽입되어 있으며, 바람직하게는 상기스핀들샤프트(54)의 내부에 압력핀샤프트(52)가 삽입되어 있는 구조를 하고 있다. 이때 상기 압력핀샤프트(52)의 하단부에는 압력핀(48)이 고정되어 있으며, 이 압력핀(48)에는 상부툴(80)이 설치되어 있다. 또한 상기 스핀들샤프트(54)의 하단부에는 자바라 타입의 고무커버(50)가 고정되어 있으며, 이 고무커버(50)의 하단부는 전술한 압력핀샤프트(52)에 고정되어 있으며 이는 상기 압력핀샤프트(52)가 회전할 때 스핀들샤프트(54)도 동시에 회전할 수 있도록 하기 위함이다.

전술한 스핀들샤프트(54)의 상측에는 샤프트고정너트(58)가 체결되어 있으며, 이 샤프트고정너트(58)에는 고정너트(62)의 내주면이 체결되고 상기 고정너트(62)의 외주면은 센터하우징(56)의 상측 내주면에 체결되어 있다. 또한 상기 스핀들샤프트(54)의 상/하 외주연에는 앵귤러베어링(46)이 삽입되어 있고, 이 앵귤러베어링(46)의 사이에는 내륜칼라(44)와 외륜칼라(42)가 각기 삽입되어 있다. 이러한 구조는 전술한 플레이트(34)의 상/하 작동에 따라 압력핀샤프트(52)가 수직 이동할 때 스핀들샤프트(54)는 움직이지 못하도록 하고 또한 상기 압력핀샤프트(52)와 스핀들샤프트(54)가 함께 회전할 수 있도록 하기 위함이다.

전술한 바와 같은 구성을 가지는 연마헤드부(A)는 도 1에 도시한 바와 같이 헤드구동부(B)와 연결되어 있으며, 바람직하게는 상기 센터하우징(56)에는 헤드브라켓(40)이 볼트로 고정되어 있으며 이러한 구조로 인해 상기 연마헤드부(A)는 상/하 방향으로 수직 이동하게 된다. 한편 상기 헤드구동부(B)의 상세 구성은 하기의 설명에 의해 용이하게 이해될 것이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 초정밀 구심연마기에 있어서헤드구동부(B)의 상세구성을 보이고 있는 도면들이다. 상기 각 도면들에 도시한 바와 같이 핸드휘일(100)에는 스크류(106)가 연결되어 있으며, 이 스크류(106)에는 상부슬라이드(110)가 설치되어 상/하 방향으로 이동하고 또한 이동한 후 후술하는 핸들레버(112)에 의해 그 위치에서 고정되어진다. 이때 상기 핸들레버(112)의 일측단에는 체결축(108)이 일체로 형성되어 있으며, 상기 상부슬라이드(110)를 스크류(106)에 고정시켜 렌즈 연마시 상부슬라이드(110)가 움직일 수 없도록 한다.

또한 상기 상부슬라이드(110)의 일측단에는 끝부분이 뾰족한 포인트(128)가 설치되어 있으며, 이 포인트(128)는 칼럼(120)에 부착되어 있는 스케일(126)의 눈금을 가리키게 된다. 한편 위와같은 구조를 가진 상부슬라이드(110)는 렌즈(84)의 두께를 미세하게 조정하는 역할을 하며, 이러한 역할은 후술하는 동작설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

전술한 상부슬라이드(110)는 도 7에 도시한 바와 같이"L"모양으로 형성되고 그 양측단은 제1,2 가이드샤프트(124,104)가 끼워져 있으며, 이 가이드샤프트(124,104)를 따라 상/하로 수직 이동하게 된다. 또한 상기 상부슬라이드(110)의 저면에는 에어실린더(114)가 설치되어 있으며, 이 에어실린더(114)의 피스톤로드(116)는 무드볼트(118)로 헤드브라켓(40)과 체결되어 있다. 이때 상기 헤드브라켓(40)의 일측단은 연마헤드부(A)의 센터하우징(56)에 고정되어 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 초정밀 구심연마기에 있어서 스핀들구동부(C)와 스핀들요동부(D) 및 틸팅구동부(E)의 구성 및 연결상태를 나타낸 도면들이다.

상기한 도면들을 참조하여 설명하면, 스핀들구동부(C)는 소정의 구동력을 발생하는 모터(200)를 구비하며, 이 모터(200)의 샤프트에는 풀리(202)가 삽입되어 있다. 상기 풀리(202)는 폴리막스 벨트(204)로 스핀들풀리(206)와 연결되어 있으며, 상기 스핀들풀리(206)에는 상단부에 하부툴(82)이 설치된 스핀들샤프트(216)가 삽입되어 있으며, 이 스핀들샤프트(216)의 상/하부에는 앵귤러베어링(208)이 삽입되어 있다. 상기 앵귤러베어링(208)의 사이에는 내륜칼라(210)와 외륜칼라(212)가 위치하고 있으며, 상기 칼라(210,212)들은 스핀들샤프트(216)의 외주면을 감싸고 있다. 한편 이러한 구성들 모두는 센터하우징(214)의 내부에 삽입되어 있으며, 상기 센터하우징(214)은"L"자 모양의 고정브라켓(218)에 볼트로 체결 고정되고, 이 고정브라켓(218)에는 스핀들요동부(D)가 조립된다.

즉, 상기 스핀들요동부(D)는 고정브라켓(218)에 볼트로 체결되어 한 몸체를 이루고 설정된 각도만큼만 회전하는 요동샤프트(300)를 구비하고, 이 요동샤프트(300)는 요동아암(302)과 연결되어 있다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이 상기 요동아암(302)은 요동샤프트(300)의 상/하면에 안착된 다음 볼트로 체결 고정되어 있다. 또한 상기 요동아암(302)의 일측단은 연결핀(304)으로 틸딩구동부(E){바람직하게는 상기 요동아암(302)은 크랭크축(444)과 연결되어 있다.}와 연결되어 있으며, 상기 틸팅구동부(E)의 상세구성은 후술하는 바와 같다.

상기 틸팅구동부(E)는 내부가 비어있고 일측단에는 핸드휘일(402)이 결합된 핸들브라켓(404)을 구비하며, 상기 핸들브라켓(404)의 내부에는 핸드휘일(402)에 조립된 핸들샤프트(408)가 설치되어 있다. 상기 핸들샤프트(408)의 양측단에는 볼베어링(406)이 삽입되고 타측단에는 베벨기어(410)가 설치되어 있다. 상기 베벨기어(410)에는 리드스크류(416)에 설치된 베벨기어(412)가 직각으로 맞물려 있으며, 이 리드스크류(416)에는 스크류너트(418)가 체결되어 있고, 상기 스크류너트(418)에는 플레이트(434)의 일측단이 고정되어 있다. 이러한 연결구조는 렌즈(84)의 표면을 연마할 때 스핀들구동부(C)의 위치, 바람직하게는 렌즈(84) 표면을 연마할 때 최초의 연마위치를 설정하기 위함이다.

전술한 플레이트(434)의 후면에는 소정의 구동력을 발생하는 모터(448)가 설치되고, 상기 모터(448)의 구동축(438)은 플레이트(434)를 관통하고 있다. 상기 구동축(434)은 캠베이스(436)와 연결되어 있으며, 이들은 볼트로 체결되어 한 몸체를 이루고 있다.

상기 캠베이스(436)는 중앙부분이 오픈되어 있는"디긋자(ㄷ)"모양으로 형성되고 이 중앙부분에는 편심축(442)이 삽입되어 있다. 이때 상기 켐베이스(436)의 상측(도면상에서)에는 조정나사(432)가 삽입되어 있으며, 이 조정나사(432)는 편심축(442)의 일측단에 연결되어 있다. 즉, 상기 편심축(442)은"T"모양으로 형성되고 이 편심축(442)의 일측단에는 내주면을 따라 나사산을 가지는 원통형 타입의 구멍(443)이 형성되고, 이 구멍(443)에 상기 조정나사(432)가 체결되어진다. 이러한 구성은 상기 편심축(442)의 편심각도를 설정하기 위한 것이며, 예를 들어 조정나사(432)를 돌려 편심축(442)을 위로 이동시키면 틸팅각도가 작아지게 되고 아래로 이동시키면 틸팅각도가 커지게 되므로 스핀들구동부(B)의 틸팅범위는 그에 따라 정해지는 것이다.

상기 편심축(442)에는 슬라이드바디(440)와 크랭크축(444)의 일측단 및 로크볼트(450)가 순차적으로 삽입되어 있다. 이때 상기 슬라이드바디(440)는 편심축(442)을 잡아주는 역할을 하고, 상기 로크볼트(450)는 크랭크축(444)의 이탈을 방지한다. 한편 상기 크랭크축(444)과 편심축(442)의 사이에는 베어링(452)이 삽입되어 있으며, 상기 크랭크축(444)의 타측단은 요동아암(302)과 연결되어 있다.

전술한 플레이트(434)는 도 11에 도시한 바와 같이 센서브라켓(425)에 의해 근접센서(426)가 설치되어 있으며, 캠베이스(436)에는 장공(430)이 형성되고 이 장공(430)에는 체결볼트(428)가 고정되어 있다. 이러한 구조는 캠베이스(436)가 회전한 횟수를 감지하고 아울러 전술한 요동아암(302)이 렌즈 연마 후 최초의 위치로 이동할 수 있도록 하기 위함이다.

이하 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 초정밀 구심연마기의 작동상태를 도 1 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 도 1에 도시한 초정밀 구심연마기를 작동시키기 전에 먼저 렌즈의 두께 및 연마 깊이를, 예를 들어 두께가 5mm인 렌즈의 표면을 균일하게 0.5mm 정도 연마하고자 할 때는 우선 상기 구심연마기의 각 구성요소들을 세팅해야만 한다. 즉, 도 8에 도시한 바와 같이 핸드휘일(402)에 설치된 핸들을 돌리게 되면 핸들샤프트(408)는 회전을 하게 되고 그 구동력은 베벨기어(410,412)에 의해 리이드스크류(416)에 전달되고, 이에 따라 스크류너트(418)는 상기 리이드스크류(416)를 타고 위로 또는 아래로 수직 이동하게 되고 이로 인해 요동아암(302)은 수평을 이루게 된다.

이후 도 10에 도시한 바와 같이 조정나사(432)를 돌려 편심축(442)의 위치를 설정하여 하부툴(82)의 틸팅각도(연마각도)를 제어한 후, 도 5에 도시한 핸들레버(112)를 돌려 렌즈 두께에 따른 연마헤드부(A)의 하강거리를 설정한다. 즉, 상기 핸들레버(112)를 돌리게 되면 상부슬라이드(110)는 스크류(106)를 타고 위/아래로 이동하게 되고 상기 이동거리는 도 6에 도시한 스케일(126)과 포인트(128)에 의해 확인할 수 있으며, 이를 예를 들어 설명하면 하기와 같다.{예를 들어, 7mm인 렌즈 두께를 연마하고자 할 때는 핸들레버(112)를 돌려 상부슬라이드(110)를 위로 2mm만큼, 바람직하게는 포인트(128)가 스케일(126)에 표시된 눈금(2mm)을 가리킬 때까지 이동시키면 된다.}

다음 도 3에 도시한 마이크로헤드(10)를 작동시켜 연마 깊이를 설정, 바람직하게는 상기 마이크로 헤드(10)를 돌리게 되면 인디게이터(78)가 설치된 브라켓(26)은 아래로 이동하게 되고 이와 동시에 감지로드(70)는 로드관(74)의 내부로 삽입된다.

이후, 도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이 하부툴(82)에 렌즈(84)를 올려놓은 다음, 초정밀 구심연마기를 작동시키게 되면 도 5에 도시한 에어실린더(114)는 헤드브라켓(40)을 아래로 이동시키게 되고 이와 동시에 상기 헤드브라켓(40)에 고정된 연마헤드부(A)의 상부툴(80)은 렌즈(84) 표면에 접촉하게 된다.

이어서 도 8,9에 도시한 스핀들샤프트(216)는 모터(200)의 구동력에 의해 일정속도로 회전하게 되고 이와 동시에 도 10에 도시한 편심축(442)도 모터(448)의 구동력에 의해 일정속도로 회전하게 된다. 이에 따라 스핀들구동부(C)는크랭크축(444)과 요동아암(302)을 연결시키는 연결핀(304)을 중심으로 설정된 틸팅각도 만큼 이동하게 되고 이와 동시에 상기 스핀들구동부(C)는 일정한 속도로 회전하게 된다.

이어서 전술한 과정이 계속해서 진행되어 도 3에 도시한 렌즈(84)의 표면이 2mm만큼 연마되었으면, 바람직하게는 인디게이터(78)의 로드관(74) 내부로 삽입된 감지로드(70)는 렌즈(84)의 표면이 조금씩 연마됨에 따라 외부로 돌출되어 지고 이와 동시에 플레이트(34)에 고정된 센터하우징(56)은 핀(32)을 중심으로 아래로 이동하게 된다. 이때 상부툴(80)이 설치된 압력핀샤프트(52)와 스핀들샤프트(54)는 전술한 스핀들샤프트(216)와 연동하여 회전하게 되고 상기 압력핀샤프트(52)는 회전함과 동시에 아래로 수직 이동하게 된다.

이후 인디게이터(78)의 눈금이 설정값을 가리키게 되면, 즉 셋팅볼트(68)와 감지로드(70)가 떨어지게 되면 구심연마기의 콘트롤러는 렌즈(84)의 표면이 연마 완료되었다는 것을 판단하게 되고 이에 따라 도 5에 도시한 에어실린더(114)를 작동시켜 연마헤드부(A)를 위로 수직 이동시키게 되고 이와 동시에 스핀들구동부(C)와 틸팅구동부(E)도 함께 정지하게 된다. 이때 도 9 및 도 11에 도시한 근접센서(426)는 캠베이스(436)의 회전횟수, 바람직하게는 체결볼트(428)의 위치를 확인하여 상기 캠베이스(436)가 최초의 위치에서 정지하지 않았다고 판단되면 상기 모터(448)를 계속해서 구동시켜 최초의 위치로 복귀시킨다. 그러면 상기 스핀들구동부(C)는 최초의 위치로 이동하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 연마장치는 다음과 같은 많은 효과를 달성한다.

첫 번째로, 종래의 렌즈 연마장치는 중/소형용 툴(tool)을 사용하므로 연마헤드부의 자체 중량이 많은 관계로 초소형 렌즈를 연마할 때 섬세함과 세밀함을 만족시켜 주지 못하는 단점이 있었는데 본 발명은 연마헤드부의 구성을 전술한 바와 같이 구성시킴으로서 종래의 문제점을 해소하였고 또한 툴(tool)이 회전하면서 상/하 슬라이딩되도록 구성하여 렌즈표면을 연마할 때 연마공정의 정밀도를 높일 수 있는 장점이 있다.

두 번째로, 종래의 연마장치는 연마헤드부의 상/하 슬라이드 방법을 숙련자의 시각적인 감각에 의해 직접 손으로 조절하였으나 본 발명에서는 LM가이드(제1,2 가이드 샤프트)와 상부슬라이드를 이용하여 연마헤드부를 정밀하게 이송시키고 또한 정밀눈금 게이지로 정확한 치수를 얻을 수 있는 이점이 있다.

세 번째로, 본 발명의 구심연마기는 스핀들구동부의 크기를 최소화하고 또한 스핀들샤프트의 길이를 짧게하여 넓은 작업공간을 확보하고 작업의 편리성을 구현할 수 있는 효과가 있다.

네 번째로, 종래의 연마장치는 스핀들구동부를 틸팅시키는 요동축 포인트가 좌/우 2개소인 관계로 두축간의 상/하, 좌/우 일직선상의 조립공차 문제가 항상 대두되었고 또한 틸팅시 관성에너지에 의해 좌/우, 상/하의 균형이 맞지 않는 문제점이 있었는데, 본 발명은 요동축을 한쪽방향에서 한축을 중심으로 틸팅하도록 구성하여 항상 일정한 동작으로 포인트의 변화가 전혀 없고 특히 전술한 종래의 단점을 획기적으로 해결한 상승적인 효과가 있다.

다섯 번째로, 본 발명은 스핀들구동부의 최초위치를 임의대로 변경할 수 있기 때문에 렌즈의 표면을 균일하게 연마할 수 있고 또한 렌즈의 가장자리만 연마할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 통상의 렌즈 연마장치에서 상부툴이 설치되고 상/하 수직 이동하면서 렌즈의 표면을 연마하는 장치에 있어서,

   브라켓(20)에 고정된 상부브라켓(12)의 일측단에는 마이크로헤드(10)가 설치되고, 상기 상부브라켓(12)의 타측단에는 인장스프링(18)의 일측단이 설치되며, 상기 인장스프링(18)의 타측단은 플레이트(34)의 일측단에 설치되며, 상기 플레이트(34)의 타측단은 센터하우징(56)에 고정되고 핀(32)을 중심으로 회전하며;

   상기 마이크로헤드(10)의 끝부분에는 렌즈(84)의 연마두께를 설정하는 인디게이터(78)가 조립된 브라켓(26)이 설치되어 상/하로 이동하며, 상기 브라켓(26)의 저면부에는 스프링고정판(30)이 고정되고, 상기 스프링고정판(30)의 일측단에는 인장스프링(28)이 설치되며;

   상기 인디게이터(78)의 감지로드(70)에는 상기 플레이트(34)에 설치된 셋팅볼트(68)와 접촉되고, 상기 셋팅볼트(68)는 압력핀샤프트(52)와 접촉되며;

   상기 센터하우징(56)의 내부에는 회전운동을 하는 스핀들샤프트(54)와 수직 및 회전운동을 하는 압력핀샤프트(52)가 순차적으로 삽입되며, 상기 압력핀샤프트(52)의 하단부에는 상부툴(80)이 설치되는 압력핀(48)이 고정되고, 상기 스핀들샤프트(54)의 하단부에는 고무커버(50)가 고정되고, 상기 고무커버(50)의 하단부는 상기 압력핀샤프트(52)에 고정됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기.