KR100616301B1 - 전자빔 처리장치용 피가공물 공급장치 - Google Patents

전자빔 처리장치용 피가공물 공급장치 Download PDF

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Abstract

다중 기능의 피가공물 유지장치에 의하여 진공 처리 중 피가공물을 교체하는 사이클 시간을 감소시킬 수 있는 전자빔 처리장치용 피가공물 공급장치가 제공된다.

Description

전자빔 처리장치용 피가공물 공급장치{WORKPIECE FEEDER DEVICE FOR AN ELECTRON BEAM PROCESSING DEVICE}
본원 발명은 전자빔 처리장치용 피가공물 공급장치에 관한 것이다.
전자빔 처리, 보다 상세하게는 중형 및 소형 피가공물용 전자빔 용접이 널리 보급되고 있다.
전자빔 용접(electron beam(EB) welding)은, 특히, 여타의 용접 기술에 비하여, 특히 용접시 에너지 도입이 정확하다는 상당한 이점을 갖으므로, 이 결과, 거의 휨이 없이 치수 정확도가 정밀한 용접 처리가 가능하다. 따라서, 수동 또는 자동 변속기용 기어 박스 또는 부품용 기어 휠처럼 가능한 휨이 없이 치수적으로 정확하게 용접이 수행되어야 하는 피가공물은 전자빔 용접을 사용하여 용접되는 것이 바람직하다.
전자빔 용접에 관하여, 상압(normal pressure) 또는 다소 감소된 상압에서의 용접, 즉 비진공 용접과 진공(더 정확하게는, 반진공인 10-2mbar이하 또는 고진공인 10-4mbar이하의 감소된 압력에서의)하의 용접 사이에는 차이가 있다. 진공하의 전자빔 용접은 "클린" 처리, 즉, 실질적으로 오염없는 환경과 실질적으로 일정한 처리 파라미터인 이점이 있으며, 이 파라미터는 압력, 온도, 습도 등이다.
진공 전자빔 용접으로 작은 피가공물의 시리즈 또는 큰 피가공물의 시리즈를 제조하는 것은 피가공물을 진공 환경내에 공급(반입 및 반출하고)하고 진공 환경에서 처리하는 것을 필요로 한다. 공지의 진공 용접 장치에 있어서, 진공 챔버는 각각의 단일 피가공물 또는 다수의 피가공물의 배치(batch)에 대하여 상압으로 가득 채워진 후, 미처리된 피가공물 및 처리된 피가공물의 반입 및 반출이 수행되고, 진공 챔버가 다시 배기되었었다(진공).
전자빔 용접용 장치는 DE 197 29 083 C1에 공지되어 있고, 이 문헌에는 다수의 피가공물이 교체 팔레트에 유지되어 전자빔으로 실질적으로 동시에 용접된다. 복수의 이들 교체 팔레트는 교체 플레이트상에 배열되는데, 교체 플레이트는 전자빔 처리를 위해 처리 챔버의 시일링 플랜지로서 형성된다. 이러한 처리 챔버(진공 챔버)는 각각의 피가공물 교체시 가득 차게 된다.
전자빔 처리장치는 CH 426 025에 공지되어 있고, 이 문헌에는 전자빔 건이 진공 챔버에 배열되어 있다. CH 426 025의 도 1 및 도 2에 도시된 실시예는 2개의 개구부를 갖는 진공 챔버를 포함하고, 할당된 피가공물 유지장치를 갖는 로크 장치가 개구부의 각각에 형성되어 있다. 피가공물이 교체될 때, 로크 장치는 진공 챔버에 대하여 시일링되고, 피가공물 유지장치는 로크의 외부에 위치결정된다. 피가공물은 피가공물 유지장치와 함께 처리를 위해 로크내로 이동되고, 피가공물 유지장치에 연결된 시일링 장치에 의해 로크는 시일링된다. 그 후, 현재 진공 챔버에 연결된 로크내에 위치결정된 피가공물이 전자빔으로 처리될 수 있도록 진공 챔버에 대하여 로크는 개방된다. 처리를 위해 전자빔 건이 각각의 로크로 이동된다.
또한 전자빔 처리장치는 JP 62-248583 A에 대한 일본특허 요약서 및 US 3,731,052의 각각으로부터 공지되어 있다.
기판, 특히, CD 기판 이송용 장치가 EP 0 790 330 B1에 공지되어 있고, 이 문헌에는 진공 챔버는 기판 수용부의 플레이트에 의하여 로크 챔버에 관하여 시일링된다. 로크 챔버가 상압에 대하여 시일링될 때, 기판 수용부를 하강시킴으로써 기판이 턴테이블상에 놓이고 턴테이블로 전달되고, 그후, 턴테이블에 의해 그 처리 위치로 기판이 이동된다.
공지된 기술은 꽤 긴 사이클 시간을 초래하고, 상압의 정기적인 출입으로 인한 진공 챔버 오염의 문제를 갖는다.
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도 1은 피가공물 공급장치의 제1 실시예의 단면도, 및
도 2는 피가공물 공급장치의 제2 실시예의 평면도.
본원발명의 목적은 피가공물의 전자빔 처리를 위한 향상된 피가공물 공급장치를 제공하는 것으로, 상기 장치가 상기 결점을 상당히 감소시키는 것이다.이러한 목적은 청구항 제1항에 기재된 장치에 의해 달성된다.본원발명의 또다른 개량점은 종속항에서 설명된다.본원발명의 또다른 특징 및 이점은 도면을 참조하여 실시예의 설명으로부터 알게 된다.제1 실시예의 피가공물 공급장치의 단면도가 도 1에 도시되었다. 제1 실시예는 전자빔 생성기용 연결부 및 반입/반출(charging/discharging) 개구부를 포함하는데, 이하 설명된다. 도 2에 도시된 평면도, 즉 제2 실시예는 전자빔 생성기용 연결부 및 2개의 반입/반출 개구부를 포함한다. 일반적으로, 전자빔 생성기용 연결부 및 반입/반출 개구부의 갯수는 도시된 실시예에 국한되는 것은 아니다.
제1 실시예가 이제 설명된다. 진공 챔버(1)가 도 1에 도시되어 있다. 진공 챔버의 내부 공간(2)은 반입/반출 개구부(3) 및 배기 개구부(4)를 포함한다. 2개의 피가공물 유지장치(10 및 11) 및 피가공물 홀더 이동장치(20)가 진공 챔버(1)에 배열되어 있다. 피가공물 로킹 장치(30)는 반입/반출 개구부(3)에 위치결정되어 있다. 배기 개구부(4)는 파이프(5)를 경유하여 펌프실(도시되지 않음)에 연결되어 있다.
제1 실시예에 있어서, 진공 챔버(1)는 실제로 원형 단면(제2 실시예에서와 같이; 도 2 참조)과 높이(H)를 갖도록 형성되어 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 진공 챔버(1)는 후술되는 승강 및 회전 장치를 연결하는 3개의 개구부를 포함하는 하부 플레이트(6), 원형의 내부 공간을 형성하는 측벽(7), 및 상부측으로 내부 공간(2)을 형성하는 커버 플레이트(8)로 형성되어 있다. 커버 플레이트(8)는 역시 원형인 반입/반출 개구부(3), 후술될 회전 장치의 베어링을 수용하는 개구부, 전자빔 생성기(40)용 연결 개구부(9)를 포함한다. 공지된 방식으로, 개구부(9)를 경유하여 진공 챔버(1)로 플랜지(41)에 의해 전자빔 생성기(40)가 압력 시일링된다. 전자빔 생성기(40)는 공지된 방식으로 전자빔의 처리 영역을 조정하기 위해 변위장치(42)에 의하여 개구부(9) 위에서 변위가능하다(화살표(43) 참조). 전자빔의 축선은 도 1에서 화살표(44)로 나타내어져 있다.
피가공물 로킹 장치(30)는 개구부(3)에 또는 그 안에 설치된다. 피가공물 로킹 장치(30)는 중공 실린더(31)로 형성되는 것이 바람직하고, 로크(32)는 그 상부측에 배열되어 있다. 로크(32)는 실린더(31)의 상부 개구부를 개방 또는 폐쇄하도록 액추에이팅 부재(34)에 의하여 이동가능한 커버(33)를 포함한다. 실린더(31)는 파이프(36)를 경유하여 펌프실에 연결된 측면 개구부(35)를 포함한다. 실린더의 하부측은 반입/반출 개구부(3)를 경유하여 진공 챔버(1)의 내부 공간(2)으로 개방되어 있다. 이것은, 실린더를 반입/반출 개구부(3)에 삽입하거나, 또는 대안으로, 실린더를 커버 플레이트(8)에 설치하고, 상기 2가지 경우에 있어서 연결부를 시일링함으로써, 도 1에 도시된 실시예의 경우에서와 같이, 구현될 수 있다.
도 1의 실시예에 있어서, 반입/반출 개구부(3)와 연결 개구부(9)는 커버 플레이트(8)의 중심 축선(8a)에 대하여 180°만큼 오프셋되어 있다.
또한, 반입/반출 개구부(3)의 직하방 하부 플레이트(6)의 위치에 개구부가 형성되어 있는데, 이 개구부는 플랜지(6a)에 의하여 압력 시일링된다. 플랜지(6a)는, 후술될 바와 같이, 승강 장치(50)의 승강 바(51)에 압력 시일링된 도관을 제공한다.
실제로 연결 개구부(9)의 직하방 하부 플레이트(6)의 위치에는 개구부가 형성되어 있는데, 이 개구부는 연결 플랜지(6b)에 의하여 압력 시일링된다. 연결 플랜지(6b)는 승강 및 회전 장치(60)의 승강 및 회전 바(61)의 압력 시일링된 도관으로서 역할한다.
중심 축선(8a)의 통과점 주변의 위치에서 하부 플레이트(6)에는 또다른 개구부가 형성되어 있는데, 이 개구부는 플랜지(6c)에 의하여 회전 장치(70)의 베어링(73)을 유지하도록 형성되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 회전 장치(70)는 스위칭 기어(72)를 갖는 모터(71)로서 구현된다. 커버 플레이트의 대응하는 개구부는 회전 장치(70)의 베어링(74)을 유지하는 플랜지(8b)에 의하여 압력 시일링된다. 베어링(73 및 74)은 기어박스(72)를 경유하여 모터(71)에 의해 구동될 수 있는 출력 샤프트(75)를 지지하고 있다. 출력 샤프트(75)는 그 회전축선이 중심 축선(8a)과 일치하도록 배열되어 있다.
이동장치(20)의 회전 홀더(21)는 중심 축선(8a)에 직교하는 평면내에서 중심 축선(8a) 둘레로 회전가능하도록 출력 샤프트(75)에 부착되어 있다. 회전 홀더(21)는 상대적으로 높은 관성 모멘트를 제공하는 원형 플레이트로 구현될 수 있거나, 또는, 선형으로 뻗어있는 암으로 구현될 수도 있다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 회전 홀더(21)는 중심점이 중심 축선(8a)으로부터 거리(A)에 있도록 형성된 2개의 둥근 개구부(22)를 포함한다. 개구부(22)는 커버 플레이트(8)와 대향하는 회전 홀더(21)의 상부측상에 있는 2개의 원형 오목부(23)에 의해 둘러싸여 있는데, 이 오목부(23)는 챔퍼링되어 있고 소정의 직경을 갖는다. 오목부(23)의 소정의 직경은 피가공물 유지장치(10 및 11)의 하부 플레이트(12)의 외경의 필수 공차에 대응하는데, 이것은 후술될 것이다.
회전 홀더(21)는 나사결합에 의하여 출력 샤프트(75)의 스텝에 단단하게 연결된다. 베어링(73)은 축 베어링으로 형성되어 있고 플랜지(6c)에 지지되어 있다. 출력 샤프트(75)는 베어링(74)이 놓인 또다른 스텝을 포함하는데, 이 베어링(74)은 콘(cone) 형상 베어링으로 형성되어 있다. 이러한 구현에 의하여, 압력차의 결과로 초래된 힘 때문에 굽힘에 대한 하부 플레이트(6) 및 커버 플레이트(8)의 강성이 상당히 증가된다. 그러한 굽힘에 의해 야기될 수 있는, 피가공물에의 전자빔 위치의 가능한 편차가 회피될 수 있다.
승강 바(51)의 중심 축선과 승강 및 회전 바(61)의 중심 축선은 중심 축선(8a)의 양편에 거리(A)만큼 떨어져 각각 배열되어 있다.
이러한 배열의 결과로서, 중심 축선(8a)에 대하여 동일한 관계로 배열되어 있는, 회전 홀더(21)의 개구부(22)의 중심점은 승강 바(51)의 중심 축선 및 승강 및 회전 바(61)의 중심 축선이, 도 1에 단면으로 도시된 바와 같이, 이들 중심점을 통하여 각각 뻗어있도록 배열될 수 있다.
승강 장치(50)의 승강 바(51)는 도 1에 도시된 바와 같이 스트로크(H1)만큼 승강 실린더(52)에 의해 상승 및 하강될 수 있다.
승강 및 회전 장치(60)의 승강 및 회전 바(61)는 스트로크(H1)에 대응하는 스트로크만큼 승강 실린더(62)에 의해 상승 또는 하강될 수 있고, 회전 드라이브(63)에 의해 바(61)의 중심 축선 둘레로 회전될 수 있다.
피가공물 유지장치(10 및 11)는 동일한 것으로 도시되어 있어서, 피가공물 유지장치(10)만이 이하 설명된다. 바람직한 실시예에 있어서, 피가공물 유지장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(12), 베이스 플레이트(12)에 부착된 시일(13), 피가공물 홀더(14), 및 맨드릴(15)로 구성되어 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 베이스 플레이트(12)의 형상은 보울(bowl) 형상, 즉 하부와 측벽이 내부 공간을 형성한다. 시일(13)은 측벽의 상부측에 배열되어 있다. 맨드릴(15)은 시일의 반대측 베이스 플레이트(12)의 측면에 형성되어 있다. 베이스 플레이트(12)는 상기된 바와 같이 오목부(23)의 내경에 대응하는 외경을 갖고 형상이 원형이다. 따라서, 피가공물 유지장치(10)는 회전 홀더(21)의 오목부(23)내에 수용될 수 있고 회전 운동에 대하여 지지될 수 있으며, 여기서 맨드릴(15)은 개구부(22)를 통하여 아래로 돌출한다. 베이스 플레이트(12)의 하부측 중심에 형성되어 있는 맨드릴(15)은 아래로 테이퍼된 콘 형상의 단면을 포함한다. 맨드릴(15)은 중심에 관통 구멍을 포함한다.
유지될 피가공물(W)에 따라 형성된 피가공물 홀더(14)는 베이스 플레이트(12)의 상부측 중심에 배열되어 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 피가공물(W)은 용접될 변속 기어이다. 그러한 변속 기어는 관통 구멍을 포함한다. 이러한 관통 구멍을 갖는 피가공물을 유지하기 위해서, 피가공물 홀더(14)는 다음과 같은 소위 콜릿 척(collet chuck)으로 형성되어 있다. 콘형상 부품(14a)은 바(14d)의 상부측에 배열되어 있고, 여기서 바는 맨드릴(15)의 관통 구멍내에서 미끄럼 변위가능하게 지지된다. 콘 형상부는 피가공물 유지장치(10)의 하부측으로 테이퍼져어 있다. 콘형상 부품(14a) 및 바(14d)의 조합은 피가공물 유지장치(10)의 하부측으로 스프링(14c)에 의해 가압된다. 소정 깊이까지 링의 일측으로부터 축방향으로 뻗어있는 복수의 슬롯을 갖으면서 상기 슬롯 사이의 링 세그먼트의 방사상 변위를 허용하는 금속 링과 같은 탄성변형가능한 링(14b)이 콘형상 부품(14a) 주위에 배치되고, 링의 외경은 링이 해제될 때 피가공물(W)의 관통 구멍의 내경보다 약간 더 작다. 맨드릴(15)을 통과하는 바(14d)의 통로는 실질적으로 압력 시일링되도록 구현된다.
이러한 배열로 인하여, 베이스 플레이트(12)는 제 위치에 유지되는 한편, 바(14d) 및 콘(14a)의 조합은 바(14d)의 길이방향으로 및 바(14d)상에 아래로부터 발휘되는 힘에 의해 길이방향으로 윗방향으로 변위될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 피가공물 로킹 장치(30)의 실린더 형상 내부 공간은 직경(d1)을 갖는 원형 단면으로 형성된다. 베이스 플레이트(12)의 측벽은 측벽의 상부측에 배열된 시일(13)이 d1보다 더 큰 외경을 갖도록 대응하는 직경으로 형성된다.
승강 바(51)와 승강 및 회전 바(61)의 각각의 상부측은 콘 형상의 내부 오목부(51a 및 61a)를 갖는 돌출부를 포함한다. 내부 오목부의 콘 형상은 돌출부(15)의 콘 형상에 적합하도록 되어 있다. 제어 바(53)는 구동장치(54)에 의해 그 중심 축선을 따라 시프트 변위가능하도록 승강 바(51)내에 배열되어 있다.
도 1에 도시된 실시예의 동작이 이제 설명되는데, 이 동작은 도시되지 않은 제어장치에 의해 제어된다.
진공 챔버(1)의 내부 공간(2)은 개구부(4)를 통하여 배기된다. 이것에 관해서, 반입/반출 개구부(3)는 도 1의 좌측에 있는 분할된 단면의 우측에 피가공물 유지장치(10)의 단면 표시에 도시된 바와 같이 피가공물 유지장치(10)에 의해 시일링된다. 이 때, 승강 장치(50)의 승강 바(51)는 스트로크(H1)만큼 상승된다. 따라서, 맨드릴(15)은 내부 오목부(51A)와 맞물린다. 피가공물 유지장치(10)는 스트로크(h)만큼 윗방향으로 상승되고(도 1의 좌측 피가공물 유지장치(10)의 단면의 좌측과 우측의 비교 참조) 반입/반출 개구부(3)는 맨드릴(15)의 바(14d)의 시일링된 통로와 시일(13)에 의해 시일링된다. 그것을 상승시킴으로써, 피가공물 유지장치(10)는 회전 홀더(21)의 오목부(23) 밖으로 상승된다.
제어 바(53)는 구동장치(54)에 의해 윗방향으로 이동되고 스프링(14c)의 스프링 힘에 대하여 윗방향으로 바(14d)를 가압한다. 따라서, 어떠한 상당한 힘도 탄성 링(14b)에 발휘되지 않으므로 그 외경은 피가공물(W)의 관통 구멍의 내경보다 더 작다. 피가공물 로킹 장치(30)의 내부 공간은 상압으로 가득 채워진다. 이러한 상태에서, 커버(33)는 상승되고, 예를 들면 변속 기어와 같은 피가공물(W)은 탄성 링(14b) 위에 놓인다.
이 후, 커버(33)는 폐쇄되고 내부 공간은 개구부(35) 및 파이프(36)를 통하여 진공 챔버(1)의 내부 공간(2)의 압력 레벨로 배기된다. 배기후에, 승강 바(51)는 스트로크(H1)만큼 하강되고 제어 바(53)는 후퇴된다.
제어 바(53)를 후퇴시킴으로써, 콘형상 부품(14a)은 피가공물 유지장치(10)의 하부측으로 스프링(14c)의 힘으로 인해 이동되어 탄성 링(14b)은 변형되고 피가공물(W)의 관통 구멍의 내부측에 대하여 가압된다. 이러한 방식으로, 피가공물이 유지된다. 또한, 피가공물 유지장치(10)는 승강 바(51)를 하강시킴으로써 회전 홀더(21)의 오목부(23)내로 설치된다. 이러한 상태는 도 1의 좌측에 피가공물 유지장치(10)의 2부분으로 분할된 단면에서 볼 수 있다.
피가공물 로킹 장치(30)의 내부 공간은 내부 공간(2)과 동일한 압력 레벨로 배기되었기 때문에, 피가공물 유지장치(10)를 하강시키는 것에 의하여 내부 공간(2)의 진공 상태의 어떠한 변화도 야기되지 않는다.
제1 피가공물(W)이 상기 동작에 의해 진공 챔버내로 도입된 후, 회전 장치(70)를 사용하여 회전 홀더(21)를 180°회전시킴으로써 반입/반출 위치(도 1의 좌측)로부터 처리 위치(도 1의 우측)로 이동된다.
승강 및 회전 바(61)가 상승된다. 피가공물 유지장치(11)가 도 1에서 우측에 도시되어 있으므로, 피가공물 유지장치(11)를 참조하여 그 동작이 이제 설명된다.
바(14d)가 윗방향으로 가압되지 않기 때문에, 피가공물(W)은 스프링(14c)의 힘에 의해 유지된다.
승강 및 회전 바(61)의 내부 오목부와 맨드릴(15)의 콘 형상부는 서로 일치하도록 되어 있기 때문에, 이들 사이에 마찰력이 발생되고, 이 마찰력은 피가공물(W)과 함께 피가공물 유지장치(11)를 회전구동시키기에 충분하다.
그후, 피가공물을 처리하기 위하여 소정 조건에 따라 빔 축선(44)을 측방향으로 변위시키고 및/또는 피가공물 유지장치(11)를 회전시킴으로써 피가공물(W)의 용접이 수행된다.
동시에, 피가공물 유지장치(10)는 승강 바(51)에 의해 반입/반출 위치에 다시 상승되어, 처리된 피가공물(W)을 우선 반출한 후 새롭게 처리될 피가공물(W)을 반입함으로써 상기 동작이 다시 수행될 수 있다. 진공 챔버(2)는 피가공물 유지장치(10)가 윗방향으로 가압됨으로써 시일링되기 때문에, 처리 위치에서의 처리는 진공하에서 동시에 수행될 수 있다.
피가공물 로킹 장치(30)의 사용하여, 가득 채워지거나 배기될 체적이 상당히 감소하고 필요한 펌핑 시간이 상당히 감소하는 것은 명백하다. 또한, 피가공물 교체는 처리와 동시에 수행될 수 있으므로, 사이클 시간도 상당히 감소시킬 수 있다.
특히, 이것은 진공 챔버(2) 및 피가공물 로킹 장치(30)를 동시에 시일링하고 피가공물을 유지 및 해제하는 피가공물 유지장치(10 및 11)의 다중 기능으로 인하여 성취될 수 있다. 또한, 그 구성은 처리 위치에서의 피가공물의 이동도 가능하게 한다.
피가공물 유지장치(10)의 바람직한 실시예의 보울 형상은 시일링에 필요한 스트로크 이동이 상당하게 감소된다는 점에서 상당한 이점을 갖는다. 도 1에서 명백한 바와 같이, 챔버내에 도입될 피가공물(W)의 높이가 상당하게 더 커지더라도, 스트로크(h)만이 필요하다.
그럼에도 불구하고, 전자빔으로 피가공물을 처리하기 위한 처리 시간이 피가공물을 교체하는데 필요한 시간보다 더 짧다면, 반입 및 반출을 위한 사이클 시간은 제2 반입/반출 개구부로써 더 감소될 수 있다.
2개의 반입/반출 개구부를 갖는 실시예의 장점은 도 2의 평면도로 개략적으로 도시되어 있다.
도 1의 실시예에 있어서, 연결부 및 반입/반출 개구부는 중심 축선(8a; 피가공물 이동의 회전축선) 둘레에 180°의 분할로 배열되어 있다. 도 2의 실시예에 있어서, 2개의 반입/반출 개구부(3a 및 3b) 및 1개의 연결부(9)는 120°의 분할로(즉, 중심 축선(8a) 둘레에 균등하게 할당되어) 배열되어 있다.
피가공물을 교체하는데 필요한 사이클 시간이 이러한 구현으로써, 더 감소될 수 있음이 명백하므로, 각각의 위치에서의 반입 및 반출이 없거나, 각각의 위치에서는 반입 또는 반출만이 필요할 뿐이다.
또다른 피가공물 교체 로크의 제공만으로, 보다 고가의 전자빔 생성기 및 진공 챔버를 효율적으로 사용하도록 개량할 수 있음을 의미한다.
대안으로, 피가공물 이동장치는 다른 방식으로 형성될 수도 있음은 물론이다. 그러한 목적으로, 회전 운동 대신에 선형 운동이 생각될 수 있다. 그러한 경우에 있어서, 전자빔 생성기용 연결부는 반출 개구부와 반입 개구부 사이에 위치결정될 수 있다.
초반에 상기된 바와 같이, 2개 이상의 전자빔 생성기 및 전자빔 생성기 당 1개 또는 2개의 반입/반출 개구부를 갖는 다른 배열을 사용하는 것도 가능하다.
도 1에 있어서는, 전자빔 생성기의 수직 배열만이 도시되어 있다. 물론, 측면에 전자빔 생성기를 배열하는 것도 가능하다.
도 1의 실시예는 스트로크(h)를 최소화하려는 것이다.
더 바람직한 실시예에 있어서, 시일(13)은 다중 기능의 피가공물 유지장치(10 및 11)에 형성되는 것이 아니라, 반입/반출 개구부를 둘러싸는 피가공물 로크(30)의 하부 경계부에 또는 진공 챔버(1)에 형성된다. 이러한 배열은, 시일 갯수의 감소에 더하여, 시일이 전자빔에 근접하게 되지 않는다는 상당한 이점을 갖는다. 특히, 시일이 절연 재료로 만들어진다면, 정전 충전으로 인한 아크 방전의 위험이 초래된다.
가능한 작은 스트로크(h)가 그다지 중요하지 않다면, 그리고, 진공 챔버의 내부 공간(2)의 오염을 더 감소시키는데 중점을 둔다면, 베이스 플레이트는 보울 형상으로 형성되는 것이 아니라 플랫 형상으로 형성된다. 따라서, 표면적은 상당하게 감소되고, 이 표면적은 피가공물의 교체시에 외부로부터 오염될 수 있다.
상기된 실시예의 바람직한 수정예에 의하면, 예를 들면 수압 장치와 같이, 구현될 수 있는 승강 장치(50)와 승강 및 회전 장치(60)는 대응하는 전자 장치에 의해 대체될 수 있다. 이러한 전자 승강 장치와 이러한 전자 승강 및 회전 장치는 상기 제1 실시예에서와 같이 부분적으로 외부에 배열되는 것이 아니라 진공 챔버내에 배열된다. 또다른 바람직한 수정예에 의하면, 이들 전자 장치는 CNC 머신의 하나의 전기(電氣) 축선을 각각 나타내는데, 여기서 회전 장치(70)는 또한 CNC 머신의 또다른 전기 축선을 나타내는 전기 서보(electronic servo)로서 구현되는 것이 바람직하다.
상기 실시예의 또다른 바람직한 수정예에 의하면, 피가공물 처리를 위한 처리 챔버(처리실)는 처리 위치(도 1의 우측)에 있는 피가공물 유지장치(11)가 상승되도록 형성되어, 피가공물 유지장치(11) 및 개구부(9) 위에 위치결정된 전자빔 생성기(40)의 일부분에 의해 공간이 형성되고 잔여의 진공 챔버(1)에 관하여 공간이 시일링된다. 이것은 플랫 피가공물 유지장치 뿐만 아니라 보울 형상의 피가공물 유지장치로도 별다른 노력없이 가능하다. 피가공물의 처리 중 잔여 진공 챔버에 대해 시일링되는 그러한 처리 챔버의 형성은 전자빔 처리 중 생성된 X선이 처리 챔버로부터 벗어나는 것을 방지하고, 용접 중 불가피하게 생성되는 용접 입자, 금속 증기 등의 오염물질이 잔여 진공 챔버(1)로 들어가지 않고 진공 챔버의 밖으로 흡입된다는 이점을 갖는다.
상기 실시예 및 수정예의 또다른 바람직한 수정예에 의하면, 승강 및 회전 바(61) 및 승강 바(51) 및 피가공물 유지장치(10 및 11) 사이의 연결부는 콘 형상의 돌출부(15) 및 대응하는 콘 형상의 내부 오목부(51A 및 61A) 대신에, 소위 히르트 이빨부(Hirt teething)와 같은 치형상 시스템에 의하여 각각 구현된다. 이러한 이빨부는 전자빔에 의한 처리에 있어서 배향이 중요한 경우에 정확한 상대 위치결정으로 피가공물의 전달 및 위치결정을 각각 가능하게 한다.
상기의 제1 실시예에 있어서, 피가공물 로킹 장치(30)의 내부 공간은 내부 공간(2)과 동일한 압력 레벨로 배기된다. 또다른 수정예에 의하면, 내부 공간(2)의 체적이 피가공물 로킹 장치(30)의 내부 공간의 체적보다 5배, 10배, 20배, 30배 또는 그 이상만큼 상당히 더 크다면, 피가공물 로킹 장치(30)의 내부 공간은 내부 공간(2)과 대략 동일한 압력 레벨까지로 배기되는 것이 바람직하다. 이에 관하여, 대략 동일한 압력 레벨은 피가공물 로킹 장치(30)의 내부 공간의 압력이 내부 공간(2)의 압력 레벨보다 더 높은 인수가 이러한 인수의 1/2 또는 1/4 또는 1/8 또는 그 이하(즉, 1/4×5=1.25)와 같이 체적의 대응하는 인수보다 더 작은 인수일 수 있다는 것을 의미한다.
상기 피가공물 유지장치는 1개의 피가공물을 유지한다. 또다른 수정예에 의하면, 1개 이상의 피가공물, 예를 들면 3개의 피가공물이 단일 피가공물 유지장치에 의해 유지될 수 있다. 이 때, 이것은 단일 피가공물이 개별적으로, 즉, 동일한 피가공물 유지장치에 의해 유지되는 다른 피가공물과 독립하여 이동될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

Claims (9)

  1. 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치에 있어서, 적어도 1개의 전자빔 건(40) 및 피가공물 공급장치를 포함하고, 상기 피가공물 공급장치는,
    각각의 전자빔 건(40)용 적어도 1개의 연결부(9) 및 적어도 1개의 반입/반출 개구부(3; 3a; 3b)를 갖는 진공 챔버(1),
    적어도 2개의 피가공물 유지장치(10, 11),
    적어도 1개의 반입/반출 개구부(3; 3a; 3b)에 대응하는 반입/반출 위치 및 전자빔 건(40)용 적어도 1개의 연결부(9)의 처리 위치에 피가공물 유지장치(10, 11)의 각각을 이동시키기 위한 이동장치(20, 51, 61), 및
    각각의 반입/반출 개구부(3; 3a; 3b)에 있고, 선택적으로 배기되거나 상압을 출입시킬 수 있고, 폐쇄가능한 로크 개구부를 포함하는 1개의 피가공물 로킹 장치(30)를 포함하고,
    피가공물 유지장치(10, 11) 및 이동장치(20, 51, 61)는 진공 챔버(1)내에 배열되어 있고,
    피가공물 유지장치(10, 11)는 반입/반출 개구부(3; 3a; 3b)를 압력 시일링 폐쇄하도록 되어 있고 이동장치(20, 51, 61)에 의해 폐쇄 위치로 선택적으로 이동가능하고,
    피가공물 유지장치(10, 11)의 각각은 베이스 플레이트(12) 및 피가공물 홀더(14)를 포함하고,
    시일(13)은 각각의 피가공물 유지장치에 또는 각각의 반입/반출 개구부에 배열되어 있고,
    피가공물 유지장치는 처리 위치에서 처리 챔버를 시일링하도록 되어 있고, 이 처리 챔버는 전자빔 건(40)용 연결부(9), 전자빔 건(40), 및 피가공물 유지장치(11)에 의해 형성되고,
    이동장치는 피가공물 유지장치가, 상승될 때, 이동장치의 홀더(21)로부터 상승되고, 하강될 때, 이동장치의 홀더에 배치되도록 반입/반출 위치 및 처리 위치에서 피가공물 유지장치를 상승 또는 하강시키는 승강 장치(51, 61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 이동장치(21, 70)는 반입/반출 위치와 처리 위치 사이의 평면내에서 피가공물 유지장치(10, 11)를 이동시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 이동장치(21, 70)는 피가공물 유지장치(10, 11) 당 1개의 유지장치(22, 23)를 갖는 회전 홀더(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 시일은 베이스 플레이트의 에지와 협력하는 반입/반출 개구부(3; 3a; 3b)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치.
  5. 제3항에 있어서, 시일(13)은 반입/반출 개구부(3; 3a; 3b)의 에지와 협력하는 베이스 플레이트(12)의 에지에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치.
  6. 제3항에 있어서, 베이스 플레이트(12)는 보울 형상의 폼을 갖고, 피가공물 홀더(14)는 피가공물(W)을 보울 형상부내에 유지하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 피가공물 유지장치는 승강 장치와 대향하는 측에 돌출부(15)를 포함하고, 이 돌출부는 승강 장치와 맞물리게 될 수 있는 것을 특징으로 하는 전자빔에 의해 피가공물을 처리하는 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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