KR100586563B1 - Superfinisher and control system of superfinisher - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필름 연마재가 사용되며 자동으로 연마 작업이 이루어지는 초정밀 연마기 및 그 제어시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ultra precision polishing machine in which a film abrasive is used and the polishing operation is performed automatically and a control system thereof.
본 발명에 의한 초정밀 연마기 및 그 제어시스템은, 가공물의 표면에 냉각수를 공급하는 냉각수공급단계(S200)와, 필름연마재(170)가 일정한 텐션(tension)을 가지도록 조절하는 장력조절단계(S210)와, 상기 필름연마재(170)가 좌우로 요동하도록 하는 요동단계(S220)와, 좌우로 요동하는 필름연마재(170)가 가공물 표면에 접촉되도록 하는 접촉단계(S230)와, 상기 필름연마재(170)에 의해 가공물을 연마하는 연마단계(S240)와, 상기 필름연마재(170)를 가공물로부터 이격시키는 후퇴단계(S250)와, 냉각수를 차단하는 냉각수중지단계(S260)와, 상기 필름연마재(170)의 좌우 요동을 정지시키는 요동정지단계(S270)와, 상기 필름연마재(170)의 공급을 중지하는 필름차단단계(S280)와, 상기 필름연마재(170)에 가해지는 텐션(tension)을 해제하는 장력해제단계(S300) 등으로 구성되며, 상기의 각 단계는 자동으로 이루어진다. 이와 같은 구성에 의하면, 정밀한 연마가 가능하며 연마 작업이 편리해지는 이점이 있다.Ultra-precision polishing machine and the control system according to the present invention, the cooling water supply step of supplying the cooling water to the surface of the workpiece (S200), and the tension adjusting step (S210) to adjust the film polishing material 170 to have a constant tension (tension) And, the rocking step (S220) to rock the film polishing material 170 to the left and right, the contact step (S230) to make the film polishing material 170 rocking to the left and right to contact the workpiece surface, and the film polishing material 170 The polishing step (S240) of polishing the workpiece by, the retraction step (S250) of separating the film abrasive material 170 from the workpiece, the cooling water stop step (S260) of blocking the cooling water, and the film polishing material (170) of A rocking stop step (S270) to stop the left and right swing, the film blocking step (S280) to stop the supply of the film abrasive material 170, and the tension release to release the tension (tension) applied to the film abrasive material 170 Step S300 and the like, the Each step is done automatically. According to such a configuration, it is possible to precisely polish and there is an advantage that the polishing operation is convenient.
연마기, 초정밀, 필름연마재, 자동, 제어시스템Grinding Machine, High Precision, Film Grinding, Automatic, Control System
Description
도 1은 종래기술에 의한 연마기의 사용상태를 보인 사시도.1 is a perspective view showing a state of use of the polishing machine according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a preferred embodiment of the ultra-precision polishing machine according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 초정밀 연마기의 우측면도.3 is a right side view of the ultra-precision polishing machine shown in FIG.
도 4는 도 2에 도시된 초정밀 연마기 내부의 요부구성을 보인 평면도.4 is a plan view showing a main portion of the interior of the ultra-precision polishing machine shown in FIG.
도 5는 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 바람직한 실시예를 구성하는 필름연마재의 사용상태를 보인 개략 상태도.Figure 5 is a schematic state diagram showing the state of use of the film abrasive material constituting a preferred embodiment of the ultra-precision polishing machine according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 초정밀 연마기 제어시스템에 의해 연마기가 자동으로 작동되는 순서를 보인 플로우챠트.6 is a flowchart showing a sequence in which the grinding machine is automatically operated by the ultra-precision grinding machine control system according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 초정밀 연마기 제어시스템에 의해 연마기가 자동으로 정지되는 순서를 보인 플로우챠트.7 is a flowchart showing a sequence in which the polishing machine is automatically stopped by the ultra-precision polishing machine control system according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100. 지지판 110. 지지프레임100.
120. 공급롤러 122. 공급모터120.
124. 공급축 126. 회수롤러124.
130. 제1지지롤러 132. 제2지지롤러130.
134. 제3지지롤러 136. 제4지지롤러134.
140. 요동장치 142. 접촉롤러140.
144. 전후이동수단 146. 요동판144. Forward and backward movement means 146. Oscillating plate
150. 요동수단 152. 캠모터150. Oscillating means 152. Cam motor
154. 편심캠 156. 커넥터154.Eccentric Cam 156.Connector
158. 캠축 160. 고정판158. Camshaft 160. Retaining Plate
170. 필름연마재 180. 냉각수파이프170. Film abrasive 180. Coolant pipe
S200. 냉각수공급단계 S210. 장력조절단계S200. Cooling water supply step S210. Tension Control Stage
S220. 요동단계 S230. 접촉단계S220. Rocking stage S230. Contact stage
S240. 연마단계 S250. 후퇴단계S240. Polishing step S250. Retreat Stage
S260. 냉각수중지단계 S270. 요동정지단계S260. Cooling water stop step S270. Rocking stop
S280. 필름차단단계 S300. 장력해제단계S280. Film blocking step S300. Tension release stage
본 발명은 연마기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필름 연마재가 사용되며 자동으로 연마 작업이 이루어지는 초정밀 연마기 및 그 제어시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing machine, and more particularly, to a super precision polishing machine and a control system in which a film polishing material is used and polishing is automatically performed.
일반적으로 연마(硏磨,polishing)라 하면, 굳기가 높은 입상이나 분말상의 물질을 이용하여 가공물 표면을 갈고 닦아 가공물의 품질을 높이는 마무리 가공법 을 의미한다.In general, polishing means a finishing method of improving the quality of a workpiece by grinding and polishing the surface of the workpiece using granular or powdery materials having high hardness.
일반적으로 종래의 연마작업은 숫돌을 이용하여 이루어지는데, 숫돌입자를 이용하는 가공법을 총칭하여 숫돌입자가공이라 한다. In general, a conventional grinding operation is performed by using a grindstone, the processing method using the grindstone particles collectively referred to as grindstone grain processing.
즉 종래의 연마기는 도 1과 같이 단순히 모터(도시되지 않음)의 회전축(10)에 원형의 숫돌(20)이 장착되어 회전하는 구성을 가진다. 따라서 사용자가 가공물(30)을 손으로 직접 파지한 상태에서 가공물(30)을 숫돌(20)의 원주면에 접하게 하여 연마를 실시하였다.That is, the conventional grinding machine has a configuration in which a
이처럼 사용자가 직접 가공물(30)을 연마 숫돌(20)에 접촉시켜 연마 작업을 수행하는 경우에는 정밀한 연마 작업이 어려우며, 안전사고가 발생하게 되는 문제도 있었다.As such, when the user directly touches the
또한 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 가공물(30)을 인위적으로 좌우 이동시킬 수 있도록 된 지그(도시되지 않음)에 장착시킨 상태에서 연마를 실시하도록 하는 것이 제안되어 사용되고 있으나, 이 경우에도 안전사고의 위험은 줄어드나 정밀한 연마는 어려웠다.In addition, in order to solve the above problems, it is proposed to use the polishing in a state where the
따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 필름 연마재를 사용하여 미세한 연마 작업이 가능한 초정밀 연마기를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to provide an ultra-precision polishing machine that can perform fine polishing operations using a film abrasive.
본 발명의 다른 목적은, 필름 연마재가 사용되는 초정밀 연마기가 자동으로 작업이 가능하도록 하는 초정밀 연마기의 제어시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a control system for an ultra-precision polishing machine, which enables the ultra-precision polishing machine in which a film abrasive is used to be automatically operated.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 초정밀 연마기는, 다수의 부품이 내장되는 지지프레임과; 가공물과 접하여 가공물 표면을 연마하는 필름연마재와; 상기 지지프레임의 일측에 돌출 형성되어, 상기 필름연마재를 공급하는 공급롤러와; 상기 지지프레임의 일측에 돌출 설치되어, 가공물의 연마에 사용된 필름연마재를 회수하는 회수롤러와; 상기 지지프레임의 일측에 돌출 형성되어, 상기 공급롤러로부터 공급되어 상기 회수롤러로 이동하는 필름연마재를 지지하는 다수의 지지롤러와; 상기 지지프레임의 일측에 설치되어 좌우로 유동하며, 상기 필름연마재가 가공물 표면에 접하도록 하는 접촉롤러와, 상기 접촉롤러의 전후 이동을 강제하는 전후이동수단이 구비되는 요동장치와; 상기 요동장치의 일측에 구비되어, 상기 요동장치가 좌우로 요동되도록 강제하는 요동수단과; 상기 필름연마재와 접하여 가공되는 가공물 표면에 냉각수를 공급하는 냉각수공급수단과; 상기 냉각수공급수단과 상기 요동수단 그리고 상기 전후이동수단이 순차적으로 연속 작동되도록 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.The ultra-precision polishing machine according to the present invention for achieving the above object includes a support frame in which a plurality of parts are embedded; A film abrasive material in contact with the workpiece to polish the workpiece surface; A protruding roller formed on one side of the support frame to supply the film abrasive; A recovery roller which protrudes on one side of the support frame and recovers the film abrasive used for polishing the workpiece; A plurality of support rollers protruding from one side of the support frame and supporting the film abrasive material supplied from the supply rollers and moving to the recovery rollers; A swinging device which is installed at one side of the support frame and flows from side to side, and includes a contact roller for allowing the film polishing material to contact the surface of the workpiece, and a forward and backward movement means for forcibly moving the contact roller back and forth; Rocking means provided on one side of the rocking device and forcing the rocking device to rock left and right; Cooling water supply means for supplying cooling water to the surface of the workpiece to be processed in contact with the film polishing material; It characterized in that it has a configuration including a control unit for controlling the cooling water supply means, the rocking means and the back and forth movement means sequentially and continuously.
상기 요동수단은, 회전 동력을 제공하는 캠모터와, 상기 캠모터에 의해 회전하는 캠(cam)을 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.The rocking means is characterized in that it comprises a cam motor for providing rotational power and a cam (rotated) by the cam motor.
상기 전후이동수단은 상기 접촉롤러의 후측에 연결 설치되는 유압실린더를 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.The front and rear movement means is characterized by having a configuration including a hydraulic cylinder connected to the rear side of the contact roller.
상기 회수롤러의 일측에는 회수모터가 설치되어 상기 회수롤러의 회전을 제어하는 것을 특징으로 한다.One side of the recovery roller is characterized in that the recovery motor is installed to control the rotation of the recovery roller.
상기 접촐롤러의 외주면에는 고무재질의 탄성부재가 구비됨을 특징으로 한다.The outer peripheral surface of the contact roller is characterized in that the elastic member of the rubber material is provided.
상기 요동수단에 의해 좌우로 유동되는 상기 요동장치의 좌우 요동 거리는 1mm 이상임을 특징으로 한다.The left and right oscillation distance of the oscillation device flowing left and right by the oscillation means is characterized in that more than 1mm.
상기 요동수단에 의해 좌우로 유동되는 상기 요동장치의 좌우 요동 거리는 5 내지 7mm 임을 특징으로 한다.The left and right oscillation distance of the oscillation device flowing left and right by the oscillation means is characterized in that 5 to 7mm.
또한 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 제어시스템은, 가공물의 표면에 냉각수를 공급하는 냉각수공급단계와, 필름연마재가 일정한 텐션(tension)을 가지도록 조절하는 장력조절단계와, 상기 필름연마재가 좌우로 요동하도록 하는 요동단계와, 좌우로 요동하는 필름연마재가 가공물 표면에 접촉되도록 하는 접촉단계와, 상기 필름연마재에 의해 가공물을 연마하는 연마단계를 포함하는 구성을 가지며, 상기의 각 단계는 동시 또는 순차적으로 자동 시행됨을 특징으로 한다.In addition, the control system of the ultra-precision polishing machine according to the present invention, the cooling water supply step of supplying the cooling water to the surface of the workpiece, the tension control step of adjusting the film polishing material to have a constant tension (tension), and the film polishing material swings left and right And a contacting step for causing the film polishing material that swings from side to side to the workpiece surface, and a polishing step for polishing the workpiece by the film polishing material, wherein each step is performed simultaneously or sequentially. It is characterized by automatic enforcement.
상기 요동단계는, 캠(cam)의 회전운동에 의해 상기 필름연마재의 일부가 좌우로 직선 왕복운동하도록 하는 단계임을 특징으로 한다.The rocking step is characterized in that the part of the film polishing material to linearly reciprocate left and right by the rotational movement of the cam (cam).
또한 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 제어시스템은, 필름연마재에 의해 가공물을 연마하는 연마단계와, 상기 가공물과 접하는 상기 필름연마재를 가공물로부터 이격시키는 후퇴단계와, 상기 가공물의 표면에 공급되는 냉각수를 차단하는 냉각수중지단계와, 상기 필름연마재의 좌우 요동을 정지시키는 요동정지단계와, 상기 필름연마재의 공급을 중지하는 필름차단단계를 포함하는 구성을 가지며, 상기 각 단계는 동시 또는 순차적으로 자동 시행됨을 특징으로 한다.In addition, the control system of the ultra-precision polishing machine according to the present invention includes a polishing step of polishing a workpiece by a film abrasive, a retreat step of separating the film abrasive in contact with the workpiece from the workpiece, and blocking the cooling water supplied to the surface of the workpiece. It comprises a cooling water stopping step, the rocking stop step of stopping the left and right rocking of the film polishing material, and the film blocking step of stopping the supply of the film polishing material, each step is characterized in that it is automatically carried out simultaneously or sequentially It is done.
그리고 상기 필름차단단계 다음에는 상기 필름연마재에 가해지는 텐션(tension)을 해제하는 장력해제단계가 더 행해짐을 특징으로 한다.And after the film blocking step is characterized in that the tension release step of releasing the tension (tension) applied to the film polishing material is further performed.
상기 장력해제단계는 상기 필름차단단계의 시행 후 10초 이상 경과된 후에 시행됨을 특징으로 한다.The tension release step is characterized in that it is carried out after 10 seconds or more after the implementation of the film blocking step.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 초정밀 연마기 및 그 제어시스템에 의하면, 정밀한 연마가 가능하며 연마 작업이 편리해지는 이점이 있다.According to the ultra-precision polishing machine and the control system according to the present invention having such a configuration, it is possible to precise polishing and the polishing operation is convenient.
이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2와 도 3에는 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 사시도와 우측면도가 각각 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 내부 구성이 평면도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 초정밀 연마기를 구성하는 필름연마재의 장착상태가 개략적으로 도시되어 있다.2 and 3 are a perspective view and a right side view of the ultra-precision polishing machine according to the present invention, respectively, FIG. 4 is a plan view showing the internal configuration of the ultra-precision polishing machine according to the present invention, and FIG. 5 is the ultra-precision according to the present invention. The mounting state of the film polishing material constituting the polishing machine is schematically shown.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 하단에는 지지판(100)이 전후로 구비되며, 이러한 지지판(100)은 선반이나 다른 공작기계에 장착 가능하도록 구성된다.As shown in these figures, the
상기 지지판(100)의 상측에는 다수의 부품이 내장되는 지지프레임(110)이 형성된다. 상기 지지프레임(110)은 내부에 소정의 공간이 형성되는 박스 형상을 가지며, 이러한 지지프레임(110)의 내부에는 아래에서 설명할 편심캠(154)과 제어부(도시되지 않음) 등의 다수 부품이 설치된다.On the upper side of the
상기 지지프레임(110)의 우측에는 공급롤러(120)가 돌출 형성된다. 상기 공급롤러(120)는 아래에서 설명할 필름연마재(170)를 공급하기 위한 것으로, 원통 형 상으로 성형되어 외주면에는 필름연마재(170)가 다수 회 감겨져 있다.The
상기 공급롤러(120)의 좌측에는 공급모터(122)가 설치된다. 상기 공급모터(122)는 상기 공급롤러(120)에 회전동력을 제공하는 것으로, 상기 지지프레임(110)의 내부에 설치된다. 상기 공급모터(122)는 상기 공급롤러(120)와 동일한 위치에 설치되며, 공급축(124)에 의해 서로 연결되어 회전력이 전달된다.The
상기 공급롤러(120)의 하측에는 회수롤러(126)가 설치된다. 상기 회수롤러(126)는 가공물의 연마에 사용된 필름연마재(170)를 회수하는 것으로, 상기 공급롤러(120)와 같이 원통형상으로 성형되어 외주면에 필름연마재(170)가 감겨진다. 그리고 상기 회수롤러(126)의 좌측에는 상기 공급모터(122)와 대응되는 회수모터(도시되지 않음)가 설치되어 상기 회수롤러(126)에 회전동력을 제공한다.A
상기 지지프레임(110)의 우측에는 상기 공급롤러(120)로부터 공급되어 상기 회수롤러(126)로 이동하는 필름연마재(170)를 지지하는 다수의 지지롤러(130,132,134,136)가 더 설치된다. 즉 상기 공급롤러(120)의 전방에는 제1지지롤러(130)가 설치되고, 상기 회수롤러(126)의 전방에는 제2지지롤러(132)가 설치된다. 그리고 아래에서 설명할 요동장치(140)에는 제3지지롤러(134)와 제4지지롤러(136)가 각각 구비된다. 상기의 지지롤러(130,132,134,136)는 회전 가능하게 설치되어 아래에서 설명할 필름연마재(170)가 원활히 유동 가능하도록 지지한다.A plurality of
상기 지지프레임(110)의 우측 선단 부분에는 좌우로 유동 가능한 요동장치(140)가 설치된다. 상기 요동장치(140)는 아래에서 설명할 필름연마재(170)가 가공물 표면에 접하도록 지지하는 접촉롤러(142)와, 상기 접촉롤러(142)의 상,하측에 구비되어 접촉롤러(142)로 공급되거나 접촉롤러(142)를 통과한 필름연마재(170)를 지지하는 제3지지롤러(134) 및 제4지지롤러(136)와, 상기 접촉롤러(142)의 전후 이동을 강제하는 전후이동수단(144)과, 상기 접촉롤러(142)와 제3지지롤러(134) 및 제4지지롤러(136)의 양단을 지지하는 요동판(146) 등으로 구성된다.A rocking
상기 접촉롤러(142)는 상기 요동장치(140)의 최선단으로 돌출되어 있으며, 이러한 접촉롤러(142)의 전면에 아래에서 설명할 필름연마재(170)가 지지되어 가공물을 연마하게 된다. 상기 접촉롤러(142)의 외주면에는 탄성부재가 구비된다. 즉 상기 접촉롤러(142)의 외주면에는 고무재질과 같은 탄성부재가 구비되어 상기 필름연마재(170)의 슬라이딩이 방지되도록 구성된다.The
상기 접촉롤러(142)의 양단에는 롤러장착부(142')가 전후로 더 구비된다. 상기 롤러장착부(142')는 상기 요동판(146)과 슬라이딩되도록 설치되며 상기 전후이동수단(144)과 연결된다. 따라서 상기 롤러장착부(142')가 상기 전후이동수단(144)의 동작에 따라 상기 요동판(146)과 슬라이딩하여 전후로 이동되면 상기 접촉롤러(142)가 전후로 이동되어 가공물과 선택적으로 접촉하게 된다.At both ends of the
상기 전후이동수단(144)은 상기 접촉롤러(142)의 후측에 설치되어 상기 접촉롤러(142)가 전후로 일정 부분 이동되도록 하는 유압실린더로 이루어진다. 상기의 유압실린더(油壓실린더, hydraulic cylinder)는 유체의 압력에너지를 직선운동형의 기계적에너지로 변환시키는 구조를 가지는 것으로, 여기서는 유체로 에어(air)가 사용된다. 상기와 같은 유압실린더의 구성과 기능은 일반적으로 알려져 있으므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.The front and rear movement means 144 is installed on the rear side of the
상기 좌우의 요동판(146)은 연결부(148)에 의해 서로 일체로 결합된다. 상기 연결부(148)는 중앙부가 비어있는 중공축으로 이루어지고 이러한 연결부(148)의 내부에는 아래에서 설명할 고정판(160)에 일체로 형성되는 고정축(162)이 관통 설치된다.The left and right rocking
상기 요동장치(140)의 좌측에는 상기 요동장치(140)가 좌우로 요동되도록 강제하는 요동수단(150)이 구비된다. 상기 요동수단(150)은 상기 지지프레임(110)의 내부에 구비되며, 회전 동력을 제공하는 캠모터(152)와, 상기 캠모터(152)에 의해 회전하는 편심캠(154,cam)과 이러한 편심캠(154)의 회전 운동을 직선운동으로 변환하여 상기 요동장치(140)에 전달하는 커넥터(156) 등으로 이루어진다.On the left side of the
상기 캠모터(152)의 회전력은 캠축(158)에 의해 상기 편심캠(154)에 전달되며, 상기 캠축(158)과 편심지게 형성되는 편심축(158')에는 상기 커넥터(156)의 일단이 연결 설치된다. 그리고 상기 커넥터(156)에는 상기 요동장치(140)의 요동판(146)이 연결 설치되어 상기 편심캠(154)의 회전운동과 연동하여 좌우로 요동하도록 구성된다.The rotational force of the
상기 지지프레임(110)의 우측에는 소정 거리 이격되어 고정판(160)이 형성된다. 상기 고정판(160)은 선단부와 후단부에 각각 형성되는 고정축(162)에 의해 상기 지지프레임(110)에 고정되며, 이러한 고정축(162)의 외측에는 상기 요동장치(140)를 구성하는 요동판(146)의 연결부(148)가 위치된다. 따라서 상기 요동장치(140)는 상기 고정축(162)에 의해 가이드(guide)되어 좌우로 요동하게 된다. The fixing
즉 도 4에 도시된 바와 같이 상기 전후의 고정축(162) 중 앞쪽의 고정축 (162) 외측에 상기 연결부(148)가 감싸여져 있으므로, 이러한 고정축(162)과 연결부(148)의 슬라이딩에 의해 상기 요동장치(140)가 좌우로 직선 왕복운동을 하게 된다.That is, since the connecting
상기 요동수단(150)에 의해 좌우로 유동되는 상기 요동장치(140)의 좌우 요동 거리는 적어도 1mm 이상이 되도록 구성되며, 보다 바람직하게는 약 5mm 내지 7mm가 되도록 설치된다.The left and right oscillation distance of the
상기 공급롤러(120)에는 필름연마재(170)가 다수 권회되어 있다. 연마재(硏磨材,abrasives)는 연마작업에 사용되는 굳기가 매우 높고 인성을 가진 물질을 일컫는 것으로, 연삭재라고도 한다. 연마재는 입상이나 분말상으로 되어 있으며, 연마되는 물체보다 모스굳기 또는 비커스굳기가 높은 것을 택해야 한다. A plurality of
상기 필름연마재(170)는 필름 형태를 가지는 연마재의 일종으로, 연마입자가 균일하게 도포되어 있으므로 균일한 표면 조도를 형성이 가능하여 뛰어난 연삭력을 가지는 특징이 있다.The film abrasive 170 is a kind of abrasive having a film form, and since abrasive particles are uniformly applied, it is possible to form a uniform surface roughness and has excellent grinding power.
상기 필름연마재(170)는 도 3에 상세히 도시된 바와 같이 상기 공급롤러(120)로부터 상기 제1지지롤러(130)를 거쳐 상기 제3지지롤러(134)와 접촉롤러(142) 그리고 제4지지롤러(136)에 순차적으로 접하며, 상기 제2지지롤러(132)를 거친 다음 상기 회수롤러(126)에 감겨진다.The
상기 필름연마재(170)는 적절한 장력을 가지도록 상기 공급모터(122)와 회수모터(도시되지 않음)에 의해 텐션(tension)이 조절되며, 상기 접촉롤러(142)에 의해 전방으로 돌출되어 가공물의 표면과 접하게 가공물을 연마한다. 즉 상기 필름연 마재(170)는 일정속도로 상기 공급롤러(120)로부터 회수롤러(126)로 이동하면서 가공물을 연마하게 된다.The
한편 도시되지는 않았지만, 상기 지지프레임(110)의 내부 또는 외부 일측에는 냉각수모터 등으로 구성되어 상기 필름연마재(170)와 접하여 가공되는 가공물 표면에 냉각수를 공급하는 냉각수공급수단이 더 구비된다. 상기 냉각수공급수단은 상기 필름연마재(170)와 가공물의 접촉부위에 냉각수를 공급하여 열을 식히는 역할을 하는 것으로, 상기 지지프레임(110)의 측면에는 냉각수의 통로가 되는 냉각수파이프(180)가 벤딩(bending) 가능하게 설치된다.On the other hand, although not shown, the inner or outer side of the
상기 지지프레임(110)의 외부 일측에는 다수의 전장부품이 내장되는 제어부(도시되지 않음)가 더 구비된다. 상기 제어부(도시되지 않음)는 상기에서 설명한 각 부품의 작동을 제어하는 것으로, 특히 상기 냉각수공급수단과 요동수단(150) 그리고 상기 전후이동수단(144)이 순차적으로 연속 작동되도록 제어한다.The outer side of the
즉 상기와 같은 구성을 가지는 초정밀 연마기가 자동으로 작동될 때 상기 냉각수공급수단이 먼저 작동되어 냉각수를 공급하도록 하며, 그 다음에 상기 요동수단(150)이 작동되어 상기 요동장치(140)가 좌우 요동운동을 하도록 하고, 연이어 상기 전후이동수단(144)에 의해 상기 접촉롤러(142)가 전방으로 전진하여 가공물과 접하여 연마작업을 할 수 있도록 제어한다. 이러한 제어부의 역할은 아래에서 보다 상세히 설명한다.That is, when the ultra-precision polishing machine having the above configuration is automatically operated, the cooling water supply means first operates to supply the cooling water, and then the swinging means 150 is operated so that the rocking
이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 초정밀 연마기의 작용과 제어시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation and control system of the ultra-precision polishing machine having the above configuration will be described.
먼저 외부로부터 상기 초정밀 연마기로 전원이 인가되면, 사용자는 콘트롤판넬(도시되지 않음)에 구비된 다수의 조작버튼을 조작하여 초정밀 연마기를 작동시킨다. 이때 사용자는 '수동모드'와 '자동모드'를 선택할 수 있는데, 이하에서는 '자동모드'로 작동하는 경우를 도 6을 참조하여 설명한다.First, when power is applied to the ultra-precision polishing machine from the outside, the user operates the ultra-precision polishing machine by operating a plurality of operation buttons provided on the control panel (not shown). In this case, the user may select 'manual mode' and 'automatic mode'. Hereinafter, the case of operating in the 'automatic mode' will be described with reference to FIG. 6.
도 6에 플로우챠트로 개략적으로 도시된 바와 같이 '자동모드'에 의해 설비가 작동하면 먼저 냉각수공급단계(S200)가 시행된다. 이때에는 상기 제어부(도시되지 않음)의 명령에 따라 상기 냉각수모터(도시되지 않음)가 작동되어 상기 냉각수파이프(180)를 통해 냉각수가 공급되며, 이러한 냉각수는 가공물의 표면을 적시게 된다.As schematically shown in the flow chart in Figure 6 when the equipment is operated by the 'automatic mode' first cooling water supply step (S200) is carried out. At this time, the coolant motor (not shown) is operated according to the command of the controller (not shown) to supply the coolant through the
다음으로는 상기 필름연마재(170)가 일정한 텐션(tension)을 가지도록 조절하는 장력조절단계(S210)가 시행된다. 이때에는 상기 공급모터(122)와 회수모터(도시되지 않음)가 작동하여 상기 필름연마재(170)가 적절한 장력을 가지도록 한다. 즉 상기 공급롤러(120)와 다수의 지지롤러 그리고 접촉롤러(142) 및 회수롤러(126)에 걸어져 있는 필름연마재(170)가 설정된 적절한 장력을 가지도록 상기 공급모터(122)와 회수모터(도시되지 않음)가 회전한다.Next, the tension control step (S210) for adjusting the
연이어 상기 필름연마재(170)가 좌우로 요동하도록 하는 요동단계(S220)가 행해진다. 이는 상기 요동장치(140)가 상기 고정축(162)에 의해 안내되어 좌우로 유동하도록 하는 것으로, 이러한 요동장치(140)의 유동은 상기 요동수단(150)에 의해 이루어진다. 즉 상기 캠모터(152)의 회전에 의해 상기 편심캠(154)이 회전하면, 상기 편심캠(154)에 일단이 연결된 커넥터(156)가 좌우로 유동하고, 따라서 상기 커넥터(156)와 연결되어 있는 상기 요동장치(140)가 좌우로 요동하게 되어 상기 필름연마재(170)의 일부(상기 접촉롤러 부근의 필름연마재)가 좌우로 함께 요동한다.Subsequently, the rocking step (S220) is performed to rock the film abrasive 170 to the left and right. This causes the
상기와 같이 요동장치(140)가 좌우로 유동하면, 다음에는 접촉단계(S230)가 시행된다. 상기 접촉단계(S230)는 좌우로 요동하는 상기 필름연마재(170)가 가공물 표면에 접촉되도록 하는 단계로, 이때에는 상기 전후이동수단(144)을 이루는 유압실린더에 의해 상기 롤러장착부(142')가 전방으로 이동한다. 따라서 상기 접촉롤러(142)가 전방으로 일정 거리 이동하게 되어 상기 필름연마재(170)가 가공물의 표면에 접촉하게 된다.If the swinging
이와 같이 상기 접촉롤러(142)가 전방으로 이동하면, 상기 필름연마재(170)가 가공물에 접하게 되어 연마작업을 하는 연마단계(S240)가 시행된다. 즉 상기 필름연마재(170)가 가공물의 표면에 접하여 가공물을 가공한다.As such, when the
상기와 같은 과정이 자동적으로 시행됨에 따라 가공물의 연마 작업을 이루어지며, 상기의 각 단계는 순차적으로 이루어짐이 바람직하다. 즉 미세한 시간 간격을 두고 각 단계가 순차적으로 이루어진다. 물론 상기의 각 단계가 동시에 시행되도록 프로그래밍(programming)하는 것도 가능함은 물론이다.As the above process is carried out automatically, the work of polishing the workpiece is made, and each of the above steps is preferably performed sequentially. That is, each step is performed sequentially with a small time interval. Of course, it is also possible to program such steps to be performed simultaneously.
상기와 같은 과정에 의해 연마작업이 이루어진 다음에는 상기 초정밀 연마기의 작동을 멈추고 작업을 완료하게 되는데, 이러한 과정은 도 7에 플로우챠트로 도시되어 있다.After the polishing operation is performed by the above process, the operation of the ultra-precision polishing machine is stopped and the operation is completed. This process is illustrated by a flowchart in FIG.
이에 도시된 바와 같이, 상기 연마단계(S240)의 시행에 의해 공작물의 가공이 완료된 다음, 사용자가 '자동모드'에 의해 정지되도록 작동시키면, 가공물과 접 하는 상기 필름연마재(170)를 가공물로부터 이격시키는 후퇴단계(S250)가 진행된다. As shown in the figure, after the processing of the workpiece is completed by the implementation of the polishing step (S240), when the user operates to stop by the 'automatic mode', the film
이때에는 상기 전후이동수단(144)에 의해 상기 접촉롤러(142)가 후방으로 후퇴하게 된다. 즉 상기 전후이동수단(144)을 구성하는 유압실린더의 작동에 의해 상기 롤러장착부(142')가 상기 요동판(146)과 슬라이딩하게 되어 상기 접촉롤러(142)가 후방으로 후퇴한다. 이렇게 되면, 상기 접촉롤러(142)의 선단부에 지지되던 필름연마재(170)가 가공물과 이격된다.At this time, the
다음으로는 냉각수중지단계(S260)가 시행된다. 이때에는 상기 냉각수파이프(180)를 통해 냉각수를 공급하던 냉각모터(도시되지 않음)의 작동이 정지된다.Next, the cooling water stop step (S260) is carried out. At this time, the operation of the cooling motor (not shown) that supplies the cooling water through the cooling
연이어 상기 요동장치(140)의 좌우 요동이 정지된다.[요동정지단계;S270] 상기 요동정지단계(S270)는 요동수단(150)에 의해 이루어진다. 즉 상기 캠모터(152)가 정지되면, 상기 편심캠(154)의 회전이 정지되므로 이러한 편심캠(154)과 연결되어 있는 상기 요동장치(140)의 좌우 유동이 멈추게 되는 것이다.The left and right swings of the swinging
상기 요동장치(140)가 정지되면, 상기 필름연마재(170)의 공급이 중지된다.[필름차단단계;S280] 상기 필름차단단계(S280)는 상기 공급모터(122)와 회수모터(도시되지 않음)의 정지에 의해 이루어진다.When the
상기 필름연마재(170)의 공급이 중지되면, 다음으로는 제어부(도시되지 않음)에서는 설정된 시간(T)이 경과하였는지를 카운트(count)한다.(S290)When the supply of the
그리고 설정된 일정 시간(T)이 경과하고 난 후에, 상기 필름연마재(170)에 가해진 장력을 해제하는 장력해제단계(S300)가 시행된다. 즉 상기 공급모터(122)와 회수모터(도시되지 않음)의 작동에 의해 상기 필름연마재(170)에 가해진 텐션(tension)이 제거된다.After the set time T has elapsed, the tension release step S300 of releasing the tension applied to the film abrasive 170 is performed. That is, the tension applied to the film abrasive 170 is removed by the operation of the
상기에서 설명한 바와 같이, 상기 장력해제단계(S300)는 상기 필름차단단계(S280)의 시행 후 일정시간(약 10초 내지 30초 정도)이 경과된 후에 시행됨이 바람직하다. 이는 가공물과 상기 필름연마재(170)의 손상을 방지하기 위함이다. 즉 상기 필름차단단계(S280)에 의해 필름연마재(170)의 공급이 중단되면, 상기 필름연마재(170)는 늘어나게 되는데, 이때 상기 필름연마재(170)에 가해진 텐션(tension)이 동시에 제거되면 필름연마재(170)가 느슨해지면서 이미 가공된 가공물 표면에 접하여 가공물의 조도에 영향을 미칠 수 있으며, 또한 필름연마재(170) 자체의 손상도 야기될 수 있기 때문이다. 따라서 상기 장력해제단계(S300)는 상기 필름차단단계(S280)의 시행 후 적어도 10초 이상 경과된 경우에 시행되어야 하며, 보다 바람직하게는 약 30초 후에 시행된다.As described above, the tension release step (S300) is preferably performed after a predetermined time (about 10 seconds to about 30 seconds) after the implementation of the film blocking step (S280). This is to prevent damage to the workpiece and the film abrasive 170. That is, when the supply of the film
상기와 같은 장력해제단계(S300)가 끝나면 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 작동은 완료되며, 따라서 사용자는 상기 필름연마재(170)를 교환하거나 계속해서 다른 연마작업을 수행할 수 있게 된다.When the tension release step (S300) as described above is completed, the operation of the ultra-precision polishing machine according to the present invention is completed, so that the user can replace the
그리고 본 발명에 의한 초정밀 연마기의 정지를 위한 상기의 각 단계는 일정한 시간 간격을 두고 순차적으로 이루어짐이 바람직하나, 동시에 각 단계가 시행되도록 구성하는 것도 가능하다.And the above steps for the stop of the ultra-precision polishing machine according to the present invention is preferably made sequentially at regular time intervals, it is also possible to configure so that each step is carried out at the same time.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the above technical scope.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가공물의 연마를 위해 필름연마재가 사용된다. 따라서 종래의 숫돌 작업에 비해 가공물 표면의 조도가 향상되는 효과가 있다. 즉 좁은 입자분포를 가지는 필름연마재에 의해 가공이 이루어지므로, 가공정밀도가 향상되는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, a film abrasive is used for polishing a workpiece. Therefore, the roughness of the workpiece surface is improved compared to the conventional grinding wheel operation. That is, since the processing is performed by the film abrasive having a narrow particle distribution, there is an advantage that the processing precision is improved.
뿐만 아니라, 본 발명에 의한 초정밀 연마기 및 그 제어시스템에서는 연마작업을 자동으로 수행할 수 있게 된다. 따라서 수작업시에 야기되는 가공물 표면조도의 비균일성이 해소되므로 품질이 향상되며, 작업속도가 향상되는 장점이 있다. 그리고 수작업시에 문제되는 안전사고의 위험도 줄어드는 이점이 있다.In addition, the ultra-precision polishing machine and its control system according to the present invention can perform the polishing operation automatically. Therefore, since the non-uniformity of the surface roughness of the workpiece caused by manual work is eliminated, the quality is improved, and the working speed is improved. In addition, there is an advantage in reducing the risk of safety accidents that are a problem at hand.
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