KR100539702B1 - 정밀 구심 연마장치의 감압구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀 구심 연마장치의 감압구조에 관한 것으로, 광학렌즈를 가압하기 위해 하강되어 광학렌즈와 접하는 압력핀 스핀들의 압력핀에 가해지는 압력을 연마정도에 따라 증가시키거나 감소시키기 위해 가압 스프링과 감압 스프링을 연마 헤드부에 구비하는 정밀 구심 연마장치의 감압구조를 제공한다.

Description

정밀 구심 연마장치의 감압구조{a polishing apparatus}

본 발명은 정밀 구심 연마장치의 감압구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학렌즈를 가압하기 위해 하강되어 광학렌즈와 접하는 압력핀 스핀들의 압력핀에 가해지는 압력을 연마정도에 따라 증가시키거나 감소시키기 위해 가압 스프링과 감압 스프링을 연마 헤드부에 구비하는 정밀 구심 연마장치의 감압구조에 관한 것이다.

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

이때, 상기 광학렌즈의 표면을 정밀하게 연삭하기 위하여 정밀 구심 연마장치가 사용되며, 이러한 정밀 구심 연마장치는 크게 광학렌즈를 소정의 구동력으로 회전시키는 스핀들을 포함하는 회전 구동부 및 요동 구동부와, 회전하는 광학렌즈의 표면에 접촉되어 광학렌즈를 연마하는 연마 헤드부로 크게 구성된다.

한편, 상기 연마 헤드부는 작업대의 상부에 고정 결합되고, 상기 회전 구동부 및 요동 구동부는 작업대의 하부에 고정 결합된다.

그리고, 상기 연마 헤드부의 헤드는 다수 개의 축으로 이루어지고, 각각의 헤드는 홀드에 삽입되어 함께 승강되며, 상기 홀드는 일체적으로 결합되어 다수 개의 헤드를 동시에 움직이도록 구비된다.

또한, 상기 연마 헤드부는 광학렌즈에 압력을 가하여 연마시 광학렌즈를 고정하도록 압력핀 샤프트를 가압하기 위한 가압 스프링을 구비한다.

그러나, 종래의 정밀 구심 연마장치는 연마되는 광학렌즈를 연마해야 하는 두께에 따라 압력핀 샤프트의 끝단에 구비된 압력핀에 서로 다른 압력을 가해야 하는데, 압력핀은 가압 스프링에 의해 하부 방향으로 가압됨과 동시에 압력핀 스핀들의 자중에 의해 광학렌즈에 가해지는 가압은 크게 되어 연마시 광학렌즈가 파손되거나 원하는 두께로 연마하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 연마 헤드부의 가압 플레이트에 지지되는 압력봉에 나사산부를 기준으로 상 ·하부에 감압 스프링과 가압 스프링을 각각 구비함으로써 가압 플레이트에 가해지는 압력을 조절함으로써 광학렌즈에 가해지는 압력핀 샤프트의 압력 및 자중을 줄여 광학렌즈의 원하는 연마를 하도록 하기 위한 정밀 구심 연마장치의 감압구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 작업대 상에서 홀더에 고정된 센터 하우징의 내부에서 슬라이드 하강되는 두 축 이상의 압력핀 샤프트의 압력핀으로 광학렌즈 각각을 가압하고, 상기 광학렌즈를 상부에 안착하며 회전모터의 동력을 전달받아 회전하는 스핀들 샤프트를 갖는 스핀들 박스를 요동모터로 일정 각도 요동시켜 상기 광학렌즈를 연마하는 정밀 구심 연마장치에 있어서, 상기 압력핀 샤프트의 상단과 결합되는 승강 플레이트와, 상기 승강 플레이트와 결합되어 외부력에 의해 압력핀 샤프트와 승강 플레이트를 함께 승강시키는 실린더와, 상기 승강 플레이트의 나사홀에 삽입되며, 그 끝단이 센터 하우징의 상단부에 고정된 고정 플레이트에 지지되는 압력봉과, 상기 압력봉의 중앙부에 삽입되어 승강 플레이트의 나사홀과 치합되어 외력의 작용으로 승강 플레이트에 대해 승강되는 나사산부와, 상기 나사산부를 기준으로 압력봉의 상 ·하부에 각각 삽입되어 나사산부의 회전에 의해 압축 또는 이완되며 압력핀 스핀들을 누르는 가압력을 조절하는 감압 스프링 및 가압 스프링으로 이루어진 구성을 기본적인 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 감압 스프링을 나사산부를 기준으로 압력봉의 상부에 삽입되어 압력봉의 끝단에 결합되는 이탈방지너트에 의해 외부로 이탈방지 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 센터 하우징의 상부에 고정 설치된 고정 플레이트 상에 감속 실린더를 구비하여 하강되는 승강 플레이트의 하강 속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 구성을 개략적으로 보인 정면도 및 측면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 연마 헤드부의 정면도 및 측면도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 회전 구동부의 설치상태를 보인 정면도 및 측면도이다.

그리고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 연마 헤드부의 감압 스프링 및 가압 스프링의 작동 상태를 보인 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 요동 구동부의 틸팅블럭과 요동블럭의 설치상태를 보인 정면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 요동 구동부의 작동 상태도이다.

또한, 도 8은 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 연마 헤드부와 요동 구동부를 일체적으로 결합하는 홀더와 브라켓부재의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 감압구조는 광학렌즈의 표면을 정해진 치수만큼 정확하게 연마하는 장치로서 그 구성은 연마 헤드부(100), 회전 구동부(200), 요동 구동부(300), 홀더(400) 및 브라켓부재(500)로 구성된다.

상기 연마 헤드부(100), 회전 구동부(200), 요동 구동부(300), 홀더(400) 및 브라켓부재(500)는 작업대(10) 상에서 서로 연관되게 설치되고, 상기 작업대(10)는 하부에 베이스 프레임(5)에 의해 지지된다.

상기 베이스 프레임(5)은 작업대(10)가 소정 높이를 갖도록 구비된다.

또한, 상기 작업대(10)의 가장자리에는 상부 프레임(15)이 상부로 연장되고, 상기 상부 프레임(15)에는 컨트롤 박스(520)가 고정되게 설치된다.

한편, 상기 연마 헤드부(100)는 다수 개로 구비되어 압력핀(114)을 구비하고 상 ·하 방향으로 수직 이동하면서 광학렌즈(105)의 표면을 연마하는 장치이다.

그리고, 상기 회전 구동부(200)는 연마 헤드부(100)의 개수와 동일하게 구비되고, 광학렌즈(105)가 안착되는 하부툴(tool,205)과 이 하부툴(205)을 일정속도로 회전시키는 스핀들 샤프트(210) 및 회전모터(220)로 구성되며, 전술한 연마 헤드부(100)와 연계되어 광학렌즈(105)의 표면을 연마시킨다.

또한, 상기 요동 구동부(300)는 전술한 회전 구동부(200) 각각을 광학렌즈(105) 연마 후 항상 최초 위치로 이동시키고 또한 정해진 각도만큼 요동시키고, 회전 구동부(200)를 요동시키도록 구동시키는 장치이며, 상기 홀더(400) 및 브라켓부재(500)는 작업대(10) 상에 결합되어 연마 헤드부(100)와 회전 구동부(200) 및 요동 구동부(300)를 일체적으로 결합하는 장치이다.

한편, 전술한 각 구성요소들의 상세한 구성 및 동작은 도 3a 내지 도 7에서 상세히 설명될 것이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 연마 헤드부(100)는 홀더(400) 각각에 하단부를 고정되게 삽입한 센터 하우징(110)의 내부에 압력핀 샤프트(112)를 승강 가능하게 삽입하고, 상기 압력핀 샤프트(112)의 끝단에 압력핀(114)을 구비하며, 압력핀(114)의 끝단에는 광학렌즈(105)를 가압하여 연마하기 위한 압력핀(114)이 설치된다.

즉, 상기 압력핀(114)의 끝단에는 상부툴(115)이 결합된다.

그래서, 상기 상부툴(115)은 스핀들 샤프트(210)에 설치된 하부툴(205) 상에 안착되는 광학렌즈(105)를 연마하며 광택을 내게 된다.

그리고, 상기 센터 하우징(110)의 상단부 외주면에는 고정 플레이트(120)가 볼트로 체결 고정되어 있고, 상기 센터 하우징(110)의 내부에 승강 가능하게 구비된 압력핀 샤프트(112)는 그 끝단을 가압 플레이트(170)와 체결된다.

상기 압력핀 샤프트(112)는 끝단에 압력핀(114)을 구비하여 하강되면서 광학렌즈(105)를 가압하게 된다.

상기 가압 플레이트(170)에는 압력봉(160)이 끼워져 세트나사로 고정된다.

그리고, 상기 가압 플레이트(170)는 연결구(155)에 끼워지며, 상기 가압 플레이트(170)와 압력핀 샤프트(112)는 체결되고, 상기 압력핀 샤프트(112)는 연결구(155)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된다.

상기 연결구(155)의 상단은 승강 플레이트(130)와 결합되고, 상기 승강 플레이트(130)에는 하나 이상의 가이드봉(150)이 슬라이딩 가능하게 삽입된다.

그리고, 상기 승강 플레이트(130)의 상부로 일부 돌출되는 가이드봉(150)의 상단은 연장편(146)과 결합되고, 상기 연장편(146)의 상부는 실린더(140)의 실린더축(144)의 끝단을 삽입한다.

상기 실린더축(144)의 끝단은 연결구(155)의 상단과 결합된다.

상기 실린더축(144)은 실린더몸체(142)로부터 유압이나 공압의 단속에 의해 승강되게 된다.

한편, 상기 압력봉(160)의 중앙부에는 나사산부(172)가 형성되고, 상기 나사산부(172)에는 압력조절너트(174)가 치합된다.

그리고, 상기 압력조절너트(174)가 일방향 또는 타방향으로 회전되면, 감압 스프링(176) 및 가압 스프링(178)이 눌려지거나 원상태로 복귀하게 된다.

또한, 상기 감압 스프링(176)은 압력조절너트(174)의 상부에 위치하며 감압 스프링(176)의 상부인 압력봉(160)의 상단부에 너트를 치합하여 돌려짐에 따라 늘리거나 풀려지게 된다.

그리고, 상기 센터 하우징에는 고정 플레이트(120)가 고정 체결된다.

또한, 상기 가압 플레이트(170)와 인디케이터(indicator,180)는 연결구(155)에 의해 일체화되어 함께 승강된다.

특히, 상기 인디케이터(180)는 인디케이터 고정구(181)에 삽입되어 고정 설치되며, 상기 인디케이터 고정구(181)는 연결구(155)와 일체적으로 형성된다.

상기 인디케이터(180)는 지침에 의하여 계량과 계측을 하는 계기(計器)로서 통상 시그널 게이지라고도 하며, 이러한 인디케이터(180)는 광학렌즈(105)의 표면을 연마할 때 연마두께를 설정하고 이 설정된 두께만큼 연마되었을 때 이를 표시하는 계기이다.

이때, 상기 인디케이터(180)의 하부에 형성되어 가압 플레이트(170)의 하부로 돌출되는 감지로드(182)는 고정 플레이트(120) 상에 돌설된 마이크로 메타(184)와 접촉되며, 가압량을 측정하고, 목표치에 도달되면 전기적 신호를 출력해 준다.

즉, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 승강 플레이트(130)에는 내주연에 나사산과 나사골이 연속되게 형성된 나사홀(132)을 통공 형성한다.

그리고, 상기 나사산부(172)는 압력봉(160)의 외부에 형성되며, 승강 플레이트(130)의 나사홀(132)과 치합(齒合)되어 외력에 의해 나사홀(132)의 상 ·하부로 이동된다.

이때, 상기 나사산부(172)의 상단에는 압력조절너트(174)가 일체적으로 구비되어 손으로 강제 회전시킨다.

그리고, 상기 압력봉(160)에는 감압 스프링(176)과 가압 스프링(178)이 구비되는데, 압력봉(160) 상에서 나사산부(172)의 상부에는 감압 스프링(176)을 설치하고, 나사산부(172)의 하부에는 가압 스프링(178)이 설치된다.

그래서, 상기 압력조절너트(174)가 일방향으로 회전되면 감압 스프링(176)이 압축되게 된다.

그러면, 상기 감압 스프링(176)의 원상 복귀하려는 힘은 상 ·하로 작용하는데, 이때 하부로 탄동되려는 힘은 승강 플레이트(130)와 치합된 나사산부(172) 및 압력조절너트(174)에 의해 지지되며, 상부로 탄동되려는 힘은 압력봉(160)의 상단에 결합된 이탈방지너트(162)를 가압하면서 결과적으로 나사산부(172)에 슬라이드 가능하게 삽입된 압력봉(160)을 상부로 들어올리게 된다.

그래서, 상기 압력핀 샤프트(112)에 가해지는 가압력이 줄어들게 된다.

또한, 상기 압력조절너트(174)가 타방향으로 회전되면 가압 스프링(178)이 압축된다.

그러면, 상기 나사산부(172)는 가압 스프링(178)을 눌러 가압 플레이트(170)를 가압함으로써 가압 플레이트(170)와 결합된 압력핀 샤프트(112)를 하부로 누르게 된다.

그래서, 상기 압력조절너트(174)는 가압 플레이트(170)를 누르는 압력을 조절함으로써 압력핀 샤프트(112)의 가압력을 조절하게 된다.

이는, 상기 광학렌즈(105)는 압력핀 샤프트(112) 및 이의 끝단에 구비된 압력핀(114)과 필요에 따라 구비되는 상부툴(115)의 총 자중과 가압 플레이트(170)를 누르는 가압 스프링(178)의 가압력에 의해 가압되게 되는데, 이의 가압력이 일정 이상으로 클 경우 가압 스프링(178)에 가해지는 압축력을 제거함과 동시에 감압 스프링(176)을 압축함으로써 광학렌즈(105)를 누르는 가압력을 상향으로 탄동되려는 감압 스프링(176)의 탄동력으로 일부 상쇄하고자 하기 위함이다.

또한, 도 3a, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 고정 플레이트(120) 상에는 감속 실린더(190)가 구비된다.

상기 감속 실린더(190)는 하강하는 승강 플레이트(130)의 하부에 접하며 승강 플레이트(130)의 하강 속도를 조절하게 된다.

즉, 상기 감속 실린더(190)의 실린더 하우징(192)은 고정 플레이트(120)에 고정 설치되고, 에어 또는 오일의 선택적 공급에 의해 실린더 하우징(192)에서 상부로 실린더 샤프트(194)를 상승시키고, 하강되는 승강 플레이트(130)와 접한 실린더 샤프트(194)는 에어 또는 오일을 외부로 배출시키며 서서히 하강되게 된다.

이때, 상기 감속 실린더(190)는 승강 플레이트(130)의 하강속도를 줄이면서 완충역할을 하게 되어 광학렌즈(105)의 파손을 방지하는 목적도 겸하고 있다.

그리고, 상기 승강 플레이트(130)가 상승하게 되면, 실린더 하우징(192)에는 에어 또는 오일이 공급되어 실린더 샤프트(194)는 상승하며 최초 위치로 복귀하게 된다.

또한, 상기 가압 플레이트(170) 상에는 인디케이터(indicator,180)가 구비되어 함께 승강된다.

상기 인디케이터(180)는 지침에 의하여 계량과 계측을 하는 계기(計器)로서 통상 시그널 게이지라고도 하며, 이러한 인디케이터(180)는 광학렌즈(105)의 표면을 연마할 때 연마두께를 설정하고 이 설정된 두께만큼 연마되었을 때 전기적 충격을 얻어 압력핀 샤프트(112)와 승강 플레이트(130)와 하강된 실린더축(144)을 복귀시키는 장치이다.

이때, 상기 인디케이터(180)의 하부에 형성되어 인디케이터 고정구(181)의 하부로 돌출되는 감지로드(182)는 고정 플레이트(120) 상에 돌설된 마이크로메타(184)와 접촉되며, 연마두께를 측정하여 전기적 신호를 발생시킨다.

한편, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 회전 구동부(200)는 소정의 구동력을 발생하는 회전모터(220)를 구비하며, 이 회전모터(220)의 모터축(222)에는 풀리(230)가 삽입되어 있다.

그리고, 상기 풀리(230)는 벨트(250)로 스핀들풀리(240)와 연결되어 있으며, 상기 스핀들풀리(240)에는 상단부에 하부툴(205)이 안착되는 스핀들 샤프트(210)와 결합된다.

한편, 상기 스핀들 샤프트(210)는, 후술할, 요동 구동부(300)의 틸팅블럭(310)에 회전 가능하게 삽입되어 그 끝단을 스핀들 박스(320)의 바닥면에 일부 돌출되게 구비한다.

이때, 상기 스핀들 샤프트(210)의 상단에 하부툴(205)을 안착하고, 광학렌즈(105)는 하부툴(205)에 안착되고, 그 위에 광학렌즈(105)를 안착 후 압력핀(114)으로 가압된 채 회전모터(220)의 구동으로 회전되게 된다.

또한, 도 4a 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 요동 구동부(300)는 한 쌍의 스핀들 샤프트(210)를 고정 결합한 틸팅블럭(310)과 스핀들 박스(320)를 일정 각도 틸팅시키도록 구비된다.

즉, 작업대(10)의 하부 양측에는 왕복대(305) 상에 안내되는 요동모터(330)를 구비하고, 이 요동모터(330)에는 틸팅블럭(310)을 일정 각도 요동시키는 요동부재(340)가 조립된다.

상기 요동부재(340)는 요동모터(330)의 구동축(332)은 요동블럭(342)과 캠구조로 이루어져 있다.

즉, 상기 요동모터(330)가 구동되면, 구동축(332)은 일방향으로 계속적으로 회전되고, 이 구동축(332)과 결합된 요동블럭(342)은 일정각도 범위 내에서 시계방향과 반시계방향으로 번갈아 회동되게 된다.

또한, 상기 요동블럭(342)의 구동축(332)과 결합되는 반대측에는 요동암(344)과 연결된다.

이때, 상기 요동블럭(342)에는 가이드홈(343)이 일직선으로 형성되어 있고, 요동암(344)은 회동되는 요동블럭(342)의 높은 위치에서 낮은 위치로 계속적으로 번갈아 가며 슬라이딩되게 된다.

또한, 상기 요동블럭(342)의 상부면에는 기울기 표시를 위한 눈금이 새겨져 있다.

그리고, 상기 요동암(344)은 요동블럭(342)의 가이드홈(343)을 따라 대략 반원호 궤적으로 그리며 좌 ·우 이동되게 되고, 상기 요동암(344)의 끝단과 결합된 틸팅블럭(310)은 요동암(344)과 함께 대략 반원호 궤적을 그리게 된다.

그러면, 상기 틸팅블럭(310)은 스핀들 박스(320)와 함께 회동되며 이에 고정된 스핀들 샤프트(210) 및 이에 안착된 광학렌즈(105)가 회동되게 된다.

상기 광학렌즈(105)가 회동되면서 압력핀(114)에 의해 연마되게 된다.

그리고, 상기 틸팅블럭(310)은 양쪽 가장자리에 스핀들 박스(320)를 고정하여 함께 회동되며, 상기 스핀들 박스(320)의 상부는 작업대(10) 상에 고정되는 커버(516)에 의해 덮여진다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 홀더(400)는 연마 헤드부(100)의 센터 하우징(110)을 고정하며, 브라켓부재(500)의 상부에 일부 체결되어 고정된다.

상기 홀더(400)는 센터 하우징(110)을 삽입 후 고정하기 위해 조으는 죠(jaw,410)를 구비한다.

그리고, 상기 홀더(400)의 하부 일부는 볼트(420)에 의해 브라켓부재(500)에 결합된다.

한편, 상기 브라켓부재(500)는 평면상으로 봤을 때 'ㄷ'자 형상이고, 정면에서 봤을 때 계단 형상의 외주면을 이루고 있다.

상기 홀더(400)는 브라켓부재(500)의 중앙에 안착되게 결합되고, 홀더(400)에 삽입된 센터 하우징(110)으로부터 슬라이딩되는 압력핀 샤프트(112)는 하부툴(205)에 안착된 광학렌즈(105)의 중심과 일치되게 된다.

그리고, 상기 브라켓부재(500)는 작업대(10) 상에 고정 결합된다.

이때, 상기 압력핀 샤프트(112)의 압력핀(114)과 하부툴(205)의 광학렌즈(105)가 접하도록 작업대(10)는 중앙부분을 연통되게 형성한다.

또한, 상기 브라켓부재(500)의 양쪽 가장자리에는 연장블럭(510)이 형성되고, 상기 연장블럭(510)은 작업대(10) 상에 결합된다.

그리고, 상기 연장블럭(510)의 내부에는 베어링(512)이 구비되고, 상기 베어링(512)의 사이에는 회전축(514)이 삽입되어 틸팅블럭(310)과 고정 결합된다.

그래서, 상기 요동모터(330)의 구동에 의해 틸팅블럭(310)이 회동되면, 틸팅블럭(310)의 상부는 회전축(514)에 지지되며 회동된다.

이때, 상기 틸팅블럭(310)과 스핀들 박스(320)는 회전축(514)과 일직선상에서 결합된다.

한편, 상기 홀더(400)는 각각 분리되어 브라켓부재(500)에 결합되어 센터 하우징(110) 각각을 고정하기 때문에 센터 하우징(110)의 내부에서 승강되는 압력핀 샤프트(112)의 진동을 직접적으로 인접된 압력핀 샤프트(112)에 전달하지 않게 된다.

그리고, 상기 연마 헤드부(100)와 회전 구동부(200) 및 요동 구동부(300)는 다수 개의 조작 스위치(도시하지 않음)에 의해 제어되고, 이러한 스위치를 구비하는 컨트롤 박스(520)는 작업대(10)의 상부측에 구비되어 작업자가 허리를 구부리지 않고 조작할 수 있으며, 작업 중 스핀들 박스(320)에 공급되는 작동유로부터 방유처리할 수 있다.

이하 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 작동상태를 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1에 도시된 정밀 구심 연마장치를 작동시키기 전에 광학렌즈(105)의 두께 및 연마 깊이를 위해 각 구성요소들을 세팅해야만 한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 핸드휠(50)에 설치된 핸들(40)을 돌리게 되면 왕복대(305)는 회전을 하게 되고, 왕복대(305)의 회전으로 인해 요동모터(330)는 이동되며 요동블럭(342) 및 요동암(344)을 설정된 기울기 또는 수평이 되도록 한다.

이 후, 도 3a, 도 3b 및 도 5a, 도 5b에 도시된 바와 같이, 연마 헤드부(100)의 압력조절너트(174)를 돌려 감압 스프링(176) 또는 가압 스프링(178)을 감압 또는 가압하며 광학렌즈(105)에 걸리는 압력핀(114)의 가압력을 조절한다.

즉, 상기 압력조절너트(174)가 구비된 나사산부(172)가 오른쪽 나사일 경우, 작업자가 압력조절너트(174)를 오른쪽으로 회전시키면 나사산부(172)는 승강 플레이트(130)의 나사홀(132)과 치합되며 하강하게 된다.

그러면, 압력봉(160)에 구비된 가압 스프링(178)은 압축되며 하강하게 될 가압 플레이트(170)를 가압하게 된다.

상기 가압 플레이트(170)가 가압되면, 압력핀 샤프트(112)와 함께 하강되는 가압력이 증가되어 압력핀(114)에 의한 광학렌즈(105)의 가압력이 증가된다.

이때, 상기 가압 스프링(178)이 압축됨과 함께 감압 스프링(176)은 인장되어 압축되지 않는 최초 상태로 유지되게 된다.

반대로, 상기 압력조절너트가(174) 왼쪽으로 돌려지면, 나사산부(172)는 나사홀(132)을 통해 상승하게 되면서 감압 스프링(176)은 압축되고, 이와 반대로 가압 스프링(178)은 인장되며 압축력이 약화된다.

그러면, 상기 감압 스프링(176)은 압축되며 상향으로 탄동되는 힘에 의해 가압 플레이트(170)에 가해지는 압력 및 압력봉(160)의 자중을 소정 상쇄하게 된다.

또한, 상기 고정 플레이트(120)에는 감속 실린더(190)가 구비되어 광학렌즈(105) 연마를 위해 하강되는 승강 플레이트(130)의 하강속도를 줄이면서 완충역할을 하게 되어 광학렌즈(105)의 파손을 방지한다.

상기 감속 실린더(190)의 실린더 샤프트(112)는 승강 플레이트(130)를 완충하며 하강되고, 에어나 오일의 주입으로 상승되는 승강 플레이트(130)를 밀어 올림으로써 승강 플레이트(130)의 상승력을 보완하게 된다.

그리고, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 하부툴(205)에 광학렌즈(105)를 올려놓은 다음 실린더(140)에 에어 또는 작동오일을 공급하게 되면, 실린더축(144)이 하강되며 승강 플레이트(130)도 하강하게 된다.

그러면, 압력핀 샤프트(112)는 센터 하우징(110)의 내부에서 하강하게 되며, 압력핀 샤프트(112)의 끝단에 구비된 압력핀(114) 또는 압력핀(114)에 결합된 상부툴(115)이 하부축에 안착된 광학렌즈(105)를 가압하게 된다.

이어서, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 요동 구동부(300)의 요동모터(330)가 설정된 위치에서 작동하게 되면, 요동부재(340)의 요동블럭(342)이 일정 각도 범위 내에서 왕복 회동됨과 함께 요동블럭(342)의 가이드홈(343) 내부에서 요동암(344)이 반원호 궤적을 그리며 회동되고, 그 끝단에 결합된 틸팅블럭(310)이 요동암(344)과 같은 각도상에서 회동되고, 틸팅블럭(310)과 결합된 스핀들 박스(320)도 함께 설정된 틸팅각도 만큼 이동하게 된다.

이어서 전술한 과정이 계속해서 진행되어 도 3a, 도 3b 및 도 5a 및 도 5b에 도시한 광학렌즈(105)의 표면이 설정된 깊이만큼 연마되었으면, 바람직하게는 인디케이터(180)의 감지로드(182)는 마이크로 메타(184)와 접하면서 구심 연마장치의 컨트롤 박스(520)에 구비된 컨트롤러(도시하지 않음)는 광학렌즈(105)의 표면이 연마 완료되었다는 것을 판단하게 되고, 이에 따라 실린더(140)를 작동시켜 연마 헤드부(100)를 위로 수직 이동시키게 되고 이와 동시에 회전 구동부(200)와 요동 구동부(300)도 함께 최초 위치에서 정지하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 감압구조는 광학렌즈에 가해지는 압력핀 샤프트의 자중 및 가압 스프링의 압축력을 가압 플레이트를 통해 압력핀 샤프트에 가해지는 가압력을 줄이기 위해 압력봉에 감압 스프링을 구비하여 필요한 만큼 감압 스프링을 압축하여 상향으로 탄동되도록 함으로써, 압력핀 샤프트의 자중 및 가압 스프링의 감압력을 일부 상쇄하여 광학렌즈를 연마해야 하는 두께만큼 용이하게 연마하며, 연마시 광학렌즈가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 압력핀 샤프트와 함께 하강하는 승강 플레이트의 하강 속도를 조절하기 위해 감속 실린더를 구비함으로써 압력핀이 광학렌즈를 타격하는 것을 방지하고 하강되는 승강 플레이트의 요동을 방지함으로써 광학렌즈의 파손을 방지할 수 있는 효과도 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 구성을 개략적으로 보인 정면도 및 측면도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 연마 헤드부의 정면도 및 측면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 회전 구동부의 설치상태를 보인 정면도 및 측면도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 연마 헤드부의 감압 스프링 및 가압 스프링의 작동 상태를 보인 상태도.

도 6은 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 요동 구동부의 틸팅블럭과 요동블럭의 설치상태를 보인 정면도.

도 7은 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 요동 구동부의 작동 상태도.

도 8은 본 발명에 따른 정밀 구심 연마장치의 연마 헤드부와 요동 구동부를 일체적으로 결합하는 홀더와 브라켓부재의 분해 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 작업대 100: 연마 헤드부

200: 회전 구동부 300: 요동 구동부

400: 홀더 500: 브라켓부재

Claims (3)

1. 작업대 상에서 홀더에 고정된 센터 하우징의 내부에서 슬라이드 하강되는 두 축 이상의 압력핀 샤프트의 압력핀으로 광학렌즈 각각을 가압하고, 상기 광학렌즈를 상부에 안착하며 회전모터의 동력을 전달받아 회전하는 스핀들 샤프트를 갖는 스핀들 박스를 요동모터로 일정 각도 틸팅시켜 상기 광학렌즈를 연마하는 정밀 구심 연마장치에 있어서,

   상기 압력핀 샤프트의 상단과 결합되는 승강 플레이트와;

   상기 승강 플레이트와 결합되어 외부력에 의해 상기 압력핀 샤프트와 승강 플레이트를 함께 승강시키는 실린더와;

   상기 승강 플레이트의 나사홀에 삽입되며, 그 끝단이 상기 센터 하우징의 상단부에 고정된 고정 플레이트에 지지되는 압력봉과;

   상기 압력봉의 중앙부에 삽입되어 상기 승강 플레이트의 나사홀과 치합되어 외력의 작용으로 상기 승강 플레이트에 대해 승강되는 나사산부와;

   상기 나사산부를 기준으로 상기 압력봉의 상 ·하부에 각각 삽입되어 상기 나사산부의 회전에 의해 압축 또는 이완되며 상기 압력핀 스핀들을 누르는 가압력을 조절하는 감압 스프링 및 가압 스프링을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정밀 구심 연마장치의 감압구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 감압 스프링은 상기 나사산부를 기준으로 상기 압력봉의 상부에 삽입되어 상기 압력봉의 끝단에 결합되는 이탈방지너트에 의해 외부로 이탈방지 되는 것을 특징으로 하는 정밀 구심 연마장치의 감압구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 센터 하우징의 상부에는 고정 플레이트가 고정 설치되며,

   상기 고정 플레이트의 상면에는 감속 실린더가 구비되어 하강되는 승강 플레이트의 하강 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 정밀 구심 연마장치의 감압구조.