KR100745665B1 - 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법 - Google Patents

드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 인쇄회로기판의 천공구멍을 가공하는 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 장치로서, 연속적인 공정을 통하여 드릴비트홀더부의 외측으로 노출되는 드릴비트의 노출길이가 항상 일정한 상태로 드릴비트홀더부에 결합하여 드릴비트의 길이 및 종류에 상관없이 드릴비트의 절삭선단과 연삭기 표면과의 접촉압력을 항상 일정하게 유지하여 재연마할 수 있는 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명인 드릴비트의 자동재연마장치는 섕크부와 드릴부로 형성된 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 드릴비트 자동재연마장치에 있어서, 회전동력수단에 의해 회전하는 회전체; 상기 회전체에 결합되고, 상기 드릴비트의 섕크부가 고정결합되는 하나 이상의 드릴비트홀더부; 상기 드릴비트홀더부와 동일한 축상에 구비되고, 상기 드릴비트의 드릴부가 항상 동일 길이만큼 노출된 상태로 상기 드릴비트홀더부에 결합하도록 고저기준선에 자동위치 조절하는 자동위치조절부; 상기 회전체를 중심으로 상기 자동위치조절부의 직각 방향에 위치하고, 상기 자동위치조절부에 의해 위치조절된 상기 드릴비트의 절삭선단의 각도 배향을 자동조절하는 드릴비트각조절부; 상기 회전체를 중심으로 상기 드릴비트각조절부의 작각 방향에 위치하고,상기 드릴비트각조절부에 의해 각도 배향된 상기 드릴비트의 절삭선단을 연마하는 연마부; 및 상기 회전체를 중심으로 상기 연마부의 직각 방향에 위치 하고, 상기 연마부에 의해 연마된 상기 드릴비트가 반송되어 보관되는 적재보관부로 구성되며, 또한 상기 드릴비트 자동재연마장치를 이용하여 이루어지는 자동재연마방법에 그 특징이 있다.
드릴비트, 재연마, 재연마장치, 로더암, 카메라, 연삭기, 드릴비트컨테이너, 이송벨트

Description

드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법{Auto Re-Sharpening Device of Drill Bit and Auto Re-Sharpening Method Using Thereof}
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트 자동재연마장치의 구성을 보여주는 개략도;
도 1b는 드릴비트를 보여주는 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동위치조절부의 일부 구성을 보여주는 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트각조절부에 의해 각도조절되는 드릴비트의 과정을 보여주는 도면;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트컨테이너를 보여주는 사시도;
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 자동재연마방법의 공정순서를 보여주는 블럭도; 및
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 자동위치조절공정의 공정순서를 보여주는 블럭도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 자동재연마장치 110: 회전체
120: 드릴비트홀더부 130: 드릴비트
131a: 절삭선단 200: 자동위치조절부
210: 수평이송체 220: 경사편
230: 수직이송체 240: 드릴비트위치검출부
250: 제1이송벨트 260: 위치조절로더암
270, 520: 드릴비트컨테이너 300: 드릴비트각조절부
310: 카메라부 400: 연마부
410: 연삭기 410a, 410b: 제1, 2연삭헤드
500: 적재보관부 510: 제2이송벨트
530: 분리로더암 A: 고저기준선
B: 각도기준선 D: 노출길이
본 발명은 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 인쇄회로기판의 천공구멍을 가공하는 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 장치로서, 연속적인 공정을 통하여 드릴비트홀더부의 외측으로 노출되는 드릴비트의 노출길이가 항상 일정한 상태로 드릴비트홀더부에 결합하여 드릴비트의 길이 및 종류에 상관없이 드릴비트의 절삭선단과 연삭기 표면과의 접촉압력을 항상 일정하게 유지하여 재연마할 수 있는 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동선으로 배선한 후 보드상에 IC 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들 간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다. 전자부품의 발달로 회로도체를 중첩하여 만드는 다층인쇄회로기판이 개발된 이래, 최근에는 다층인쇄회로기판의 고밀도화에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
다층인쇄회로기판을 만드는 과정 중, 특별한 발전 영역 중 하나는 인쇄회로기판과 관련된 천공 공정(drilling process)이다. 회로기판에는 주로 수천의 작은 직경의 천공 구멍이 형성되어 있는데, 이 천공 구멍들은 리드(lead) 또는 핀(pin)을 수용함으로써, 회로기판에 여러 가지 부품을 접속하고, 한 층의 전기 회로도 트레이스(trace)를 다른 것에 접속하도록 하며, 또한 연속하는 가공에 대한 기준점을 제공하고, 최종 하우징 내에 완전한 인쇄회로기판을 구비할 수 있도록 하는 데 사용된다.
상술한 바와 같이, 인쇄회로기판에 천공된 구멍의 직경은 매우 작아서, 이를 천공하기 위한 드릴비트는 작은 직경의 절삭선단을 가지며, 이는 주로 텅스텐 카바이드(carbide) 등의 매우 단단한 내마모성 재료로 제조된다.
이러한 재료는 마모에 강하지만, 일정한 수의 구멍을 천공한 후에는 드릴비트의 성능이 저하되므로, 구멍에 대한 기준 직경에 대하여 허용 오차를 유지할 수 있을 만큼 날카롭지 않게 된다. 따라서, 상기 드릴비트가 무뎌지는 정도(마모율)를 산출하고, 이 마모율에 기초하여 드릴비트는 일정한 수의 구멍을 천공한 후에는 대 체되는 것이 일반적 경향이다.
그러나, 작은 직경의 절삭선단을 갖는 드릴비트는 텅스텐 카바이드와 같은 단단한 재료로 만들기 때문에 이를 제조하기 힘들다. 따라서, 비용 측면에서 드릴비트의 절삭선단이 무뎌지면 이 드릴비트를 버리는 것보다는 주로 재연마하여 사용하는 것이 유리하다.
예컨대, 한국공개특허 제 2001-0082552호에서는 드릴비트의 재연마장치를 개시하고 있는데, 이는 두 개의 연삭기를 구비하고, 이를 이용하여 드릴비트의 무뎌진 절삭선단을 재연마하고, 재연마 후에 절삭선단에 대한 위치결정링의 위치를 조절하는 기능을 구비한 자동화장치이다.
그러나, 종래의 드릴비트 재연마장치는 홀더부에 고정되어 연삭기에 의해 재연마되는 드릴비트의 절삭선단을 연삭기 표면에 투입하여 연삭하는 과정에 있어서, 재연마하고자 하는 드릴비트의 절삭선단이 연삭기 표면에 닿게 하는 과정이 수동 또는 반수동으로 이루어졌다. 즉, 육안 확인을 통해 드릴비트의 절삭선단과 연삭기 표면을 적절하게 닿게 하고, 일정한 접촉압력을 유지하면서 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 작업이 이루어졌다.
이는 작업자의 경험에 따른 숙련도에 의존하여 드릴비트의 재연마 작업이 이루어지므로, 연삭기에 의해 연마되는 드릴비트 절삭선단의 형상이 원래의 형상으로 정확하고 정밀하게 재연마되기 힘든 문제점이 있었다.
또한, 섕크부와 드릴부로 이루어진 드릴비트는 그 길이가 제품마다 다르기 때문에, 홀더부에 결합한 후 홀더부 외측으로 노출되는 드릴비트의 길이가 달라질 수밖에 없고, 이는 결국 절삭선단과 연삭기 표면이 육안 확인을 통해 접촉이 이루어지는 종래의 재연마방식이 드릴비트의 절삭선단을 정밀하게 재연마할 수 없게 만드는 문제점을 더하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 개선하기 위한 장치로, 수직이송체 상에 드릴비트를 위치시키고, 별도로 구비되는 화상장치에 의한 가상의 기준선을 형성한 후, 상기 수직이송체의 상하이송을 통해 가상의 기준선과 드릴비트의 끝단을 일치시켜, 로더장치를 이용하여 홀더부에 드릴비트를 결착하여 연마하는 자동화장치가 고안되었다.
그러나, 이러한 종래의 자동화장치는 상기 수직이송체의 상하구동방식이 수직이송체 내부에 구비되는 볼스크류 구동방식에 의하거나 기타 기계적 구동방식에 의해 구동하기 때문에, 수직이송체의 수직이송에 의해 가상의 기준선에 드릴비트의 끝단을 맞춘 후 정지하는 과정에서 기계적 구동에 의한 진동으로 인해 정확하게 기준선에 드릴비트의 끝단이 일치하지 않는 문제점이 있었다.
결국, 이러한 문제점으로 인해 연삭기에 의해 재연마되는 드릴비트의 절삭선단이 정확하게 정밀하고 정확하게 연마되지 않는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 드릴비트의 절삭선단과 연삭기 표면과의 접촉압력을 일정하게 유지할 수 있도록, 드릴비트홀더부의 외측으로 노출되는 드릴비트의 노출길이가 항상 일정한 상태로 결합하여 재연마할 수 있는 구조를 갖는 드릴비트 자동재연마장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 드릴비트홀더부에 결합한 드릴비트의 절삭선단의 절삭각도를 일정하게 조절하여 정확하고 정밀한 절삭각도로 재연마될 수 있도록 하는 구조를 갖는 드릴비트 자동재연마장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러, 드릴비트홀더부에 항상 일정한 길이로 드릴비트가 결합되고, 드릴비트의 절삭선단의 절삭각도를 조정하며, 드릴비트를 재연마하는 일련의 연속된 공정을 수행할 수 있는 자동재연마장치를 이용한 드릴비트 자동재연마방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드릴비트 자동재연마장치는 섕크부와 드릴부로 형성된 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 드릴비트 자동재연마장치에 있어서, 회전동력수단에 의해 회전하는 회전체; 상기 회전체에 결합되고, 상기 드릴비트의 섕크부가 고정결합되는 하나 이상의 드릴비트홀더부; 상기 드릴비트홀더부와 동일한 축상에 구비되고, 상기 드릴비트의 드릴부가 항상 동일 길이만큼 노출된 상태로 상기 드릴비트홀더부에 결합하도록 고저기준선에 자동위치 조절하는 자동위치조절부; 상기 회전체를 중심으로 상기 자동위치조절부의 직각 방향에 위치하고, 상기 자동위치조절부에 의해 위치조절된 상기 드릴비트의 절삭선단의 각도 배향을 자동조절하는 드릴비트각조절부; 상기 회전체를 중심으로 상기 드릴비트각조절부의 작각 방향에 위치하고,상기 드릴비트각조절부에 의해 각도 배향된 상기 드릴비트의 절삭선단을 연마하는 연마부; 및 상기 회전체를 중심으로 상기 연마부의 직각 방향에 위치하고, 상기 연마부에 의해 연마된 상기 드릴비트가 반송 되어 보관되는 적재보관부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 드릴비트 자동재연마장치는 상기 드릴비트홀더부가 외측에 결합한 회전체, 상기 자동위치조절부, 상기 드릴비트각조절부, 상기 연마부, 및 상기 적재보관부에 전기적으로 연결되고, 상기 장치에 의한 동작을 제어하는 일련의 프로그램을 내재한 제어부를 더 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 자동위치조절부는 드릴비트의 드릴부 끝단이 고저기준선에 위치하도록 전후 수평운동을 통해 이송시키는 수평이송체; 상기 수평이송체 상에 독립하여 구비되되, 상기 수평이송체의 수평운동에 의해 수직방향으로 연동하여 상기 고저기준선에 위치하도록 수직방향 운동하는 수직이송체; 상기 수평이송체 상에 결합하되, 상기 드릴비트홀더부와 가까운 위치에 형성되고, 상기 수평이송체의 수평운동에 의해 상기 수직이송체를 수직방향 이송시키는 경사편; 및 상기 드릴비트의 고저기준선을 발생시키고, 상기 드릴비트의 드릴부 끝단이 상기 고저기준선에 위치하는지 여부를 검출하는 드릴비트위치검출부를 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 드릴비트위치검출부에 의해 검출되는 고저기준선에 상기 드릴비트의 드릴부 끝단이 정렬되도록 상기 수평이송체를 구동시키고, 상기 드릴비트의 드릴부가 항상 동일한 길이만큼 노출된 상태로 상기 드릴비트의 섕크부가 상기 드릴비트홀더부에 결합하도록 상기 자동위치조절부의 동작을 제어할 수 있다.
좀더 바람직하게는, 상기 자동위치조절부는 상기 드릴비트가 적재된 하나 이상의 드릴비트컨테이너를 이송하는 제1이송벨트; 및 상기 드릴비트컨테이너로부터 상기 드릴비트를 선택하여 상기 수직이송체 및 드릴비트홀더부에 선택적으로 결합 시키는 위치조절로더암을 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 드릴비트각조절부는 상기 드릴비트의 절삭선단의 각도 배향을 위한 각도기준선을 발생시키고, 상기 드릴비트의 절삭선단이 상기 각도기준선에 위치하는지 여부를 검출하는 카메라부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 상기 드릴비트의 절삭선단이 상기 각도기준선에 정렬되도록 상기 드릴비트각조절부 및 드릴비트홀더부의 작동을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 드릴비트 자동재연마방법은 섕크부와 드릴부로 형성된 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 드릴비트 자동재연마장치를 이용한 자동재연마방법에 있어서, 제1이송벨트에 의해 운반되는 드릴비트를 위치조절로더암을 이용하여 드릴비트컨테이너에서 꺼내어 선택하는 선택단계; 상기 선택단계에서 선택된 드릴비트의 드릴부가 항상 동일한 길이만큼 노출되도록 자동위치조절부를 통해 위치조절되는 자동위치조절단계; 상기 자동위치조절단계를 통해 위치조절된 드릴비트의 섕크부를 상기 위치조절로더암을 이용하여 회전체에 결합한 드릴비트홀더부에 고정결합하는 결합단계; 상기 회전체의 직각 회전에 의하여 상기 드릴비트홀더부가 드릴비트각조절부의 방향으로 위치되는 제1회전단계; 상기 드릴비트각조절부에 의하여 상기 드릴비트의 절삭선단의 각도 배향을 위한 각도기준선에 상기 드릴비트 절삭선단의 각도 배향을 조절하는 각도조절단계; 상기 회전체의 직각 회전에 의하여 상기 드릴비트홀더부가 연마부 방향으로 위치되는 제2회전단계; 상기 연마부의 구동에 의하여 상기 드릴비트의 절삭선단을 재연마되는 연삭단계; 상기 회전체의 직각 회전에 의하여 상기 드릴비트홀더부가 적재보관부 방향으로 위치되는 제3회전단 계; 및 상기 연삭단계에 의하여 재연마된 드릴비트가 상기 적재보관부로 반송되는 반송단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 자동위치조절단계는 상기 위치조절로더암을 통해 선택된 상기 드릴비트가 상기 수직이송체의 상부에 위치되는 제1단계; 상기 드릴비트의 드릴부 끝단이 위치하는 고저기준선이 드릴비트위치검출부에 의해 발생하고, 상기 드릴비트의 드릴부 끝단과 고저기준선 사이의 거리오차가 상기 드릴비트위치검출부에 의해 측정되는 제2단계; 상기 제2단계에서 측정된 거리오차가 제어부에 전송되고, 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 거리오차를 보정하여 상기 드릴비트의 드릴부 끝단과 고저기준선을 정렬시키는 제3단계; 및 상기 고저기준선에 정렬된 드릴비트의 드릴부 끝단으로부터 기 설정된 거리에 상기 위치조절로더암을 위치시켜 상기 드릴비트를 집어 올리고, 상기 드릴비트홀더부에 결합하는 제4단계로 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하고자 한다. 첨부 도면 중, 도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트 자동재연마장치의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 1b는 드릴비트를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동위치조절부의 일부 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트각조절부에 의해 각도조절되는 드릴비트의 과정을 보여주는 도면, 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트컨테이너를 보여주는 사시도이다.
먼저, 도 1a 및 도1b를 참조하면, 드릴비트 자동재연마장치(100)는 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)의 끝부분과 드릴비트홀더부(120)의 입구측과의 거리를 항상 일정하게 유지한 상태로 드릴비트홀더부(120)에 드릴비트(130)를 결합하고, 회전체(110)의 회전을 통해 위치 이동한 다음, 드릴비트(130)의 절삭각도를 조정하여 연삭기(410)를 이용하여 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)을 재연마하는데 사용된다.
통상, 드릴비트(130)는 가공물의 구멍을 가공하는 드릴비트 끝단에 절삭선단(131a)이 형성되고, 가공물의 절삭에 의해 발생하는 절삭칩이 유도되어 빠질 수 있도록 주름형상을 갖는 드릴부(131) 및 상기 드릴부(131)와 일체로 형성되어 드릴비트홀더부(120)에 고정되는 부분인 섕크부(132)로 이루어진다.
이러한 드릴비트(130)는 주로 카바이드 또는 텅스텐 카바이드 재질의 재료로 제조되고, 인쇄회로기판(미도시)을 가공하는데 이용된다. 특히, 상기 드릴비트(130)의 드릴부(131)는 인쇄회로기판에 결속되는 전기 부품의 핀 또는 납(lead)을 수용하기 위하여 형성되는 직경이 작은 다수의 구멍을 천공하는데 사용된다.
-회전체(110) 및 드릴비트홀더부(120)
도 1a를 참조하면, 상기 회전체(110)는 회전동력수단(미도시)에 의해 회전하는 것으로, 이 회전체(110)에는 드릴비트(130)의 섕크부(132)가 고정결합되는 하나 이상의 드릴비트홀더부(120)가 외측에 결합하여 있다. 상기 회전체(110)는 제어부(미도시)에 의해 하술할 각 공정들이 수행되면, 시계 반대 방향으로 약 90°씩 회전을 하여 드릴비트(130)가 후속 공정을 수행할 수 있는 위치로 구동하게 된다.
상기 드릴비트홀더부(120)는 각각 드릴비트(130)의 섕크부(132)를 수용하여 고정할 수 있는 척(chuck) 장치로 구성될 수 있으며, 상기 드릴비트홀더부(120)와 드릴비트(130)의 고정/해제는 전체적인 자동연마공정이 이루어지면서 제어부(미도시)에 의해 자동으로 제어된다.
한편, 상기 드릴비트홀더부(120)는 상기 회전체(110) 상에서 각각 짧은 거리로 전후 구동할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 드릴비트홀더부(120)는 상기 회전체(110) 의 외측에 90°간격을 두고 네 곳에 결합하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 그 수는 달라질 수 있음은 자명하다.
그리고, 본 발명에 따른 드릴비트 자동연마공정은 상기 드릴비트홀더부(120)를 구비한 회전체(110)의 회전에 의해서 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)을 재연마하기 위한 일련의 연속적인 공정이 자동으로 수행된다.
-자동위치조절부(200)
도 1a, 도 2, 및 도 5를 참조하면, 상기 자동위치조절부(200)는 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)과 연삭기(410) 표면과의 접촉압력을 일정하게 유지할 수 있도록, 상기 드릴비트홀더부(120)의 외측으로 노출되는 드릴비트(130)의 노출길이(D)를 항상 일정한 상태로 드릴비트홀더부(120)에 드릴비트(130)가 결합하도록 하는 것이다.
즉, 상기 드릴비트홀더부(120)에 결합하는 드릴비트(130)가 드릴비트홀더부(120)에 결합한 후 노출되는 부분의 길이가 항상 일정하도록 하여 최종공정인 연삭공정에서 연삭기 표면과 드릴비트의 절삭선단(131a)이 유지하는 접촉압력을 일정하게 하고, 이에 따라 재연마되는 드릴비트의 절삭선단(131a)의 연마각도를 정확하게 할 수 있게 하는 것이다.
이러한 자동위치조절부(200)는 수평이송체(210)와, 경사편(220)과, 수직이송체(230)와, 드릴비트위치검출부(240)와, 제1이송벨트(250) 및 위치조절로더암(260)을 포함하여 구성된다.
상기 수평이송체(210)는 상기 회전체(110)에 결합한 드릴비트홀더부(120)로부터 일정거리 이격되고, 이는 드릴비트(130)가 하술할 드릴비트위치검출부(240)에 의해 형성되는 고저기준선(A)에 위치하도록 전후 수평운동을 통해 이송시키는 것이다. 상기 수평이송체(210) 상에는 경사편(220)이 구비되어 있으며, 이 경사편(220)의 상부에는 경사편(220)과 별도로 독립하여 구비되되, 상기 경사편(220)의 경사면에서 상하 수직운동하는 수직이송체(230)가 구비된다.
상기 수평이송체(210)는 볼스크류 구동방식으로 구동할 수 있으며, 이 수평이송체(210)가 구동되면, 상기 경사편(220)의 경사면에 접촉하고 있는 수직이송체(230)가 상하구동을 하게 되는 것이다.
상기 경사편(220)은 상기 수평이송체(210) 상에 구비되되, 하술할 위치조절로더암(260)을 이용하여 드릴비트(130)를 드릴비트홀더부(120)에 장착하는 거리를 최대한 가깝게 하기 위하여 상기 드릴비트홀더부(120)와 가까운 위치에 마련하는 것이 바람직하다. 이는 위치조절로더암(260)의 구동 거리를 좁혀 전체적인 재연마작업속도를 향상시키기 위해서도 필요한 것이다.
상기 수직이송체(230)는 상기 수평이송체(210) 상에 독립하게 구비되며, 상기 수평이송체(210)의 수평운동에 의해 경사편(220)의 경사면에서 수직방향으로 연동한다. 상기 경사편(220)의 경사면에 접촉하는 부분에는 회전바퀴(231)를 구비하 는 것이 바람직하며, 이 회전바퀴(231)의 구름작동에 의해 경사면에서 원활하게 이동하게 된다. 즉, 상기 수직이송체(230)는 수평이송체(210) 상에 독립적으로 구비되되, 좌우 방향의 움직임은 없는 고정된 상태가 되고, 단지 수평이송체(210)의 수평운동에 의해 수직방향으로만 운동하게 된다.
한편, 상기 수평이송체(210)와 회전바퀴(231)의 마찰력을 최소화하기 위해서, 상기 수평이송체(210) 및 회전바퀴(231)의 표면은 마찰계수(μ)가 작은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 드릴비트위치검출부(240)는 드릴비트홀더부(120)에 결합하는 드릴비트(130)의 노출길이(D)를 항상 일정한 상태로 하여 드릴비트홀더부(120)에 드릴비트(130)를 결합하기 위해서, 드릴비트(130)의 끝단에 대한 기준선으로서 고저기준선(A)을 형성하고, 상기 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단이 상기 고저기준선(A)에 위치하는지 여부를 검출하는 장치로서, 이는 CCD(Charge Coupled Device)라는 카메라부를 포함하여 구성된다.
예컨대, 본 발명의 실시 예에서 상기 드릴비트위치검출부(240)는 50만 화소급의 CCD(Charge Coupled Device)를 사용하여 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단이 가상의 고저기준선(A)에 정렬하는지 여부를 이미지 촬영하고, 이 이미지 데이터를 제어부(미도시)로 전송하여 제어부(미도시)에 의해 처리되는 오차신호를 피드백하는 과정을 거쳐, 상기 수평이송체(210)를 구동시키고, 이와 연동하여 상기 수직이송체(230)의 고저를 조절하게 된다.
상기 제1이송벨트(250)는 수평이송체(210)와 수직으로 교차 위치하여 다수의 드릴비트(130)가 적재된 하나 이상의 드릴비트컨테이너(270)를 이송하는 장치이다. 상기 드릴비트컨테이너(270)는 내부에 드릴비트(130)의 섕크부(132)가 수용될 수 있도록 드릴비트수용홈(271)이 다수 형성되어 있으며, 이 드릴비트수용홈(271)에 드릴비트(130)가 수직으로 수용된다.
상기 위치조절로더암(260)은 상기 드릴비트컨테이너(270)에 수용된 드릴비트(130)를 선택하여 상기 수직이송체(230) 및 드릴비트홀더부(120)에 선택적으로 결합시키는 장치이다. 이 위치조절로더암(260)은 드릴비트수용홈(271)으로부터 드릴비트(130)를 집어서 상기 수직이송체(230) 상에 위치시키며, 또한 상기 수평이송체(210) 및 드릴비트위치검출부(240)를 통해 고저기준선(A)에 정렬된 드릴비트(130)를 집어서 상기 드릴비트홀더부(120)에 결착시킨다.
상기와 같은 과정에서 위치조절로더암(260)은 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단으로부터 기 설정된 길이만큼의 위치에서 드릴비트(130)를 잡게 되며, 상기 드릴비트(130)의 섕크부(132) 측을 드릴비트홀더부(120) 쪽으로 향하게 하여 결합시키게 된다.
한편, 상기 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단으로부터 섕크부(132) 측으로 기 설정되는 길이는 하술할 연마부(400)를 구성하는 연삭기(410)의 표면과 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단 사이의 거리에 의해 구해지고, 이 설정값은 제어부(미도시)에 입력되어 제어부를 통해 연삭기(410) 표면과 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)의 접촉압력이 제어되면서 상기 드릴비트(130)가 재연마되는 것이다.
-드릴비트각조절부(300)
도 1a 및 도 3을 참조하면, 상기 드릴비트각조절부(300)는 상기 자동위치조절부(200)에 의해 고저기준선(A)에 정렬된 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)의 각도 배향을 자동으로 조절하는 것으로, 이는 CCD(Charge Coupled Device)라는 카메라부(310)를 포함하여 구성된다. 상기 회전체(110)의 직각 회전에 의해 드릴비트(130)가 장착된 드릴비트홀더부(120)가 위치하게 되면, 상기 카메라부(310)를 통해 각도기준선(B)에 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)을 정렬시키기 위해 드릴비트(130)를 회전하게 된다.
예컨대, 본 발명의 실시 예에서 상기 카메라부(310)는 300만 화소급의 CCD(Charge Coupled Device)를 사용하여 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)이 가상의 각도기준선(B)에 정렬하는지 여부를 이미지 촬영하고, 이 이미지 데이터를 제어부(미도시)로 전송하여 제어부(미도시)에 의해 처리되는 오차신호를 피드백하는 과정을 거쳐, 상기 드릴비트(130)가 결합한 드릴비트홀더부(120)를 회전시켜 정렬하게 된다.
-연마부(400)
다시 도 1a을 참조하면, 상기 드릴비트각조절부(300)에 의해 각도 배향이 정렬된 드릴비트(130)는 최종적으로 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)을 연마하기 위한 공정을 거치게 된다. 이는 상기 회전체(110)의 직각 회전을 통해 드릴비트홀더부(120)를 연마부(400)와 동일한 축상에 위치시키고, 제1, 2연삭헤드(410a, 410b)로 구성된 한 쌍의 연삭헤드를 포함한 연마부(400)를 통하여 작업을 수행하게 된다.
좀더 설명하면, 상기 드릴비트(130)의 절삭선단(131a) 양측홈이 제1연삭헤드(410a)의 연삭면에 의해 '거친 연삭'이 되면, 제2연삭헤드(410b)의 연삭면에 의해 '정밀한 연삭'이 이루어진다. 즉, 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)이 회전체(110) 상에서 짧은 거리로 전후 구동할 수 있는 구조를 갖는 드릴비트홀더부(120)에 의해 전진하여, 제1연삭헤드(410a)의 회전 연삭면에 접촉하여 '거친 연삭'이 이루어진 후, 연삭면으로부터 후퇴하여 약 180°회전되고, 그 후 다시 전진하여 제2연삭헤드(410b)의 연삭면과 접촉하여 '정밀한 연삭'이 이루어지게 되는 것이다.
물론, 이러한 연마부(400)의 연삭 공정은 제어부(미도시)에 입력된 연산 로직에 의해 수행되며, 이는 이미 널리 공지된 연삭 공정에 의해 작업이 수행됨을 밝혀둔다.
-적재보관부(500)
또한, 도 1a를 참조하면, 상기 적재보관부(500)는 연마부(400)에 의해 재연마된 드릴비트(130)를 드릴비트홀더부(120)로부터 분리하여 드릴비트컨테이너(520)에 적재시키는 것으로, 이 적재보관부(500)는 제2이송벨트(510), 드릴비트컨테이너(520) 및 분리로더암(530)을 포함하여 구성된다.
이는 상술한 자동위치조절부(200)의 위치조절로더암(260)과 별도로 구비되는 분리로더암(530)에 의해 연삭 공정을 거친 드릴비트홀더부(120)에서 드릴비트(130)를 분리하여 드릴비트컨테이너(520)에 재수용하는 공정을 수행한다. 상기 드릴비트홀더부(120)로부터 드릴비트(130)를 분리하여 드릴비트컨테이너(520)에 반송하여 보관하는 공정은 제어부(미도시)에 의해 전체적으로 제어되면서 수행된다.
-연마공정
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트 자동연마장치에 의한 자동연마공정은 상기 자동연마장치에 대한 구성을 설명하면서 언급했지만, 이하 본 발명의 실시 예에 따른 드릴비트 자동연마공정에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 다시 상세히 설명하고자 한다. 첨부 도면 중, 도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 자동재연마방법의 공정순서를 보여주는 블럭도 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 자동위치조절공정의 공정순서를 보여주는 블럭도이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 드릴비트 자동재연마공정은 선택단계(10S), 자동위치조절단계(20S), 결합단계(30S), 제1회전단계(40S), 각도조절단계(50S), 제2회전단계(60S), 연삭단계(70S), 제3회전단계(80S) 및 반송단계(90S)로 이루어진다.
먼저, 상기 선택단계(10S)는 위치조절로더암(260)을 통하여 제1이송벨트(250)에 의해 운반되는 드릴비트컨테이너(270)로부터 작업할 드릴비트(130)를 선택하여 꺼내는 공정이다.
상기 선택단계(10S)에서 선택된 드릴비트(130)는 자동위치조절단계(20S)를 거치게 되는데, 이는 드릴비트(130)의 드릴부(131)가 항상 동일한 길이만큼 드릴비트홀더부(120)의 외측으로 노출되도록 드릴비트(130)의 위치를 조절하는 공정이다.
이러한 자동위치조절단계(20S)는 상기 위치조절로더암(260)을 통해 선택된 상기 드릴비트(130)가 상기 수직이송체(230)의 상부에 위치되는 제1단계(21S)와, 상기 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단이 위치하는 고저기준선(A)이 드릴비트위치검출부(240)에 의해 발생하고, 상기 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단과 고저기준선(A) 사이의 거리오차가 상기 드릴비트위치검출부(240)에 의해 측정되는 제2단계(22S), 상기 제2단계(22S)에서 측정된 거리오차가 제어부(미도시)에 전송되고, 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 거리오차를 보정하여 상기 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단과 고저기준선(A)을 정렬시키는 제3단계(23S) 및 상기 고저기준선(A)에 정렬된 드릴비트(130)의 드릴부(131) 끝단으로부터 기 설정된 거리에 상기 위치조절로더암(260)을 위치시켜 상기 드릴비트(130)를 집어 올리고, 상기 드릴비트홀더부(120)에 결합하는 제4단계(24S)를 포함하여 이루어지는 공정을 통하여 수행된다.
상기 결합단계(30S)는 위치조절로더암(260)을 이용하여 상기 자동위치조절단계(20S)를 통해 위치조절된 드릴비트(130)의 섕크부(132)를 수직이송체(230)으로부터 분리하여 상기 드릴비트홀더부(120)에 고정결합하는 공정이다. 상기 자동위치조절단계(20S)에서 위치조절된 드릴비트(130)를 상기 위치조절로더암(260)이 집을 때에는 상기 드릴비트(130)가 드릴비트홀더부(120) 외측으로 노출되는 노출길이(D)가 항상 일정하도록 기 설정된 거리에 위치하여 드릴비트(130)를 집고, 상기 드릴비트홀더부(120)에 결합하게 된다.
상기 결합단계(30S)에서 드릴비트(130)가 드릴비트홀더부(120)에 결합하게 되면, 회전체(110)를 직각 회전시켜 드릴비트각조절부(300)의 축방향과 일치시키는 제1회전단계(40S)를 수행하게 된다.
상기 각도조절단계(50S)는 드릴비트각조절부(300)를 통하여 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)의 각도 배향을 위한 각도기준선(B)에 절삭선단(131a)의 연마각도를 맞추는 공정이다. 이는 연마부(400)를 통해 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)을 정확한 각도로 연삭하기 위해서는 필수적인 공정이라 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 각도조절단계(50S)에서는 300만 화소급의 CCD(Charge Coupled Device)를 이용하여 각도기준선(B)에 드릴비트(130)의 절삭선단의 각도 배향을 조절하게 된다.
상기 각도조절단계(50S)가 수행되면, 다시 회전체(110)를 직각 회전하는 제2회전단계(60S)를 수행하고, 상기 연마부(400)와 동일한 방향으로 드릴비트홀더부(120)를 위치시키게 된다.
상기 연삭단계(70S)는 연마부(400)를 구성하는 제1, 2연삭헤드(410a, 410b)의 구동을 통해 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)을 재연마하는 공정으로서, 제1연삭헤드(410a)를 통해 '거친 연삭'이 이루어진 후, 제2연삭헤드(410b)를 통해 '정밀한 연삭'이 이루어지게 된다.
상기 연삭단계(70S)를 통해 재연마 공정이 완료되면, 상기 회전체(110)는 다시 직각 회전하는 제3회전단계(80S)를 수행하게 되고, 최종적으로 상기 연삭단계(70S)에서 재연마된 드릴비트(130)를 적재보관부(500)로 반송하는 반송단계(90S)를 수행하게 된다. 이 반송단계(90S)에서는 자동위치조절부(200)의 위치조절로더암(260)과는 별도로 구비되는 분리로더암(530)을 이용하여 연삭공정이 완료된 드릴비트(130)를 드릴비트홀더부(120)로부터 분리하여 드릴비트컨테이너(520)에 반송하여 적재/보관하고, 이로써 전체적인 재연마 공정이 수행된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법에 의하면, 수평이송체 상에 경사편을 마련하고, 이 경사편의 경사면에서 드릴비트가 놓여진 수직이송체를 수직운동시켜 드릴비트의 끝단을 고저기준선에 정렬하는 구조를 갖는 자동위치조절부를 구비함으로써, 드릴비트홀더부의 외측으로 노출되는 드릴비트의 노출길이가 항상 일정한 상태로 드릴비트홀더부에 결합할 수 있어, 드릴비트의 길이 및 종류에 상관없이 드릴비트의 절삭선단과 연삭기 표면과의 접촉압력을 항상 일정하게 유지하여 재연마할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법에 의하면, 드릴비트홀더부에 결합한 드릴비트의 절삭선단의 각도 배향을 자동으로 조절함으로써, 드릴비트의 절삭선단을 정확하고 정밀한 절삭각도로 재연마할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 드릴비트의 자동재연마장치 및 이를 이용한 자동재연마방법에 의하면, 드릴비트홀더부에 항상 일정한 길이로 드릴비트가 결합되고, 드릴비트의 절삭선단의 절삭각도를 조정하며, 드릴비트를 재연마하는 연속공정을 수행할 수 있다.

Claims (7)

  1. 섕크부와 드릴부로 형성된 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 드릴비트 자동재연마장치에 있어서,
    회전동력수단에 의해 회전하는 회전체(110);
    상기 회전체(110)에 결합되고, 상기 드릴비트(130)의 섕크부(132)가 고정결합되는 하나 이상의 드릴비트홀더부(120);
    상기 드릴비트홀더부(120)와 동일한 축상에 구비되고, 상기 드릴비트(130)의 드릴부(131)가 항상 동일 길이만큼 노출된 상태로 상기 드릴비트홀더부(120)에 결합하도록 고저기준선(A)에 자동위치 조절하는 자동위치조절부(200);
    상기 회전체(110)를 중심으로 상기 자동위치조절부(200)의 직각 방향에 위치하고, 상기 자동위치조절부(200)에 의해 위치조절된 상기 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)의 각도 배향을 자동조절하는 드릴비트각조절부(300);
    상기 회전체(110)를 중심으로 상기 드릴비트각조절부(300)의 직각 방향에 위치하고, 상기 드릴비트각조절부(300)에 의해 각도 배향된 상기 드릴비트(130)의 절삭선단(131a)을 연마하는 연마부(400); 및
    상기 회전체(110)를 중심으로 상기 연마부(400)의 직각 방향에 위치하고, 상기 연마부(400)에 의해 연마된 상기 드릴비트(130)가 반송되어 보관되는 적재보관부(500)로 구성되는 것을 특징으로 하는 드릴비트 자동재연마장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 드릴비트 자동재연마장치는 상기 드릴비트홀더부(120)가 외측에 결합한 회전체(110), 상기 자동위치조절부(200), 상기 드릴비트각조절부(300), 상기 연마부(400), 및 상기 적재보관부(500)에 전기적으로 연결되고, 상기 장치에 의한 동작을 제어하는 일련의 프로그램을 내재한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴비트 자동재연마장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 자동위치조절부(200)는 드릴비트의 드릴부(131) 끝단이 고저기준선(A)에 위치하도록 전후 수평운동을 통해 이송시키는 수평이송체(210);
    상기 수평이송체(210) 상에 독립하여 구비되되, 상기 수평이송체(210)의 수평운동에 의해 수직방향으로 연동하여 상기 고저기준선(A)에 위치하도록 수직방향 운동하는 수직이송체(230);
    상기 수평이송체(210) 상에 결합하되, 상기 수평이송체(210)의 수평운동에 의해 상기 수직이송체(230)를 수직방향 이송시키는 경사편(220); 및
    상기 드릴비트(130)의 고저기준선(A)을 발생시키고, 상기 드릴비트의 드릴부(131) 끝단이 상기 고저기준선(A)에 위치하는지 여부를 검출하는 드릴비트위치검출부(240)를 포함하여 구성되고,
    상기 제어부는 상기 드릴비트위치검출부(240)에 의해 검출되는 고저기준선(A)에 상기 드릴비트의 드릴부(131) 끝단이 정렬되도록 상기 수평이송체(210)를 구동시키고, 상기 드릴비트의 드릴부(131)가 항상 동일한 길이만큼 노출된 상태로 상기 드릴비트의 섕크부(132)가 상기 드릴비트홀더부(230)에 결합하도록 상기 자동위치조절부(200)의 동작을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 드릴비트 자동재연마장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 자동위치조절부(200)는 상기 드릴비트(130)가 적재된 하나 이상의 드릴비트컨테이너(270)를 이송하는 제1이송벨트(250); 및
    상기 드릴비트컨테이너(270)로부터 상기 드릴비트(130)를 선택하여 상기 수직이송체(230) 및 드릴비트홀더부(120)에 선택적으로 결합시키는 위치조절로더암(260)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴비트 자동재연마장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 드릴비트각조절부(300)는 상기 드릴비트의 절삭선단(131a)의 각도 배향을 위한 각도기준선(B)을 발생시키고, 상기 드릴비트의 절삭선단(131a)이 상기 각도기준선(B)에 위치하는지 여부를 검출하는 카메라부(310)를 포함하여 구성되며,
    상기 제어부는 상기 드릴비트의 절삭선단(131a)이 상기 각도기준선(B)에 정렬되도록 상기 드릴비트각조절부(300) 및 드릴비트홀더부(120)의 작동을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 드릴비트 자동재연마장치.
  6. 섕크부와 드릴부로 형성된 드릴비트의 절삭선단을 재연마하는 드릴비트 자동재연마장치를 이용한 자동재연마방법에 있어서,
    제1이송벨트에 의해 운반되는 드릴비트를 위치조절로더암을 이용하여 드릴비트컨테이너에서 꺼내어 선택하는 선택단계;
    상기 선택단계에서 선택된 드릴비트의 드릴부가 항상 동일한 길이만큼 노출되도록 자동위치조절부를 통해 위치조절되는 자동위치조절단계;
    상기 자동위치조절단계를 통해 위치조절된 드릴비트의 섕크부를 상기 위치조절로더암을 이용하여 회전체에 결합한 드릴비트홀더부에 고정결합하는 결합단계;
    상기 회전체의 직각 회전에 의하여 상기 드릴비트홀더부가 드릴비트각조절부의 방향으로 위치되는 제1회전단계;
    상기 드릴비트각조절부에 의하여 상기 드릴비트의 절삭선단의 각도 배향을 위한 각도기준선에 상기 드릴비트 절삭선단의 각도 배향을 조절하는 각도조절단계;
    상기 회전체의 직각 회전에 의하여 상기 드릴비트홀더부가 연마부 방향으로 위치되는 제2회전단계;
    상기 연마부의 구동에 의하여 상기 드릴비트의 절삭선단을 재연마되는 연삭단계;
    상기 회전체의 직각 회전에 의하여 상기 드릴비트홀더부가 적재보관부 방향 으로 위치되는 제3회전단계; 및
    상기 연삭단계에 의하여 재연마된 드릴비트가 상기 적재보관부로 반송되는 반송단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴비트 자동재연마방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 자동위치조절단계는 상기 위치조절로더암을 통해 선택된 상기 드릴비트가 상기 수직이송체의 상부에 위치되는 제1단계;
    상기 드릴비트의 드릴부 끝단이 위치하는 고저기준선이 드릴비트위치검출부에 의해 발생하고, 상기 드릴비트의 드릴부 끝단과 고저기준선 사이의 거리오차가 상기 드릴비트위치검출부에 의해 측정되는 제2단계;
    상기 제2단계에서 측정된 거리오차가 제어부에 전송되고, 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 거리오차를 보정하여 상기 드릴비트의 드릴부 끝단과 고저기준선을 정렬시키는 제3단계; 및
    상기 고저기준선에 정렬된 드릴비트의 드릴부 끝단으로부터 기 설정된 거리에 상기 위치조절로더암을 위치시켜 상기 드릴비트를 집어 올리고, 상기 드릴비트홀더부에 결합하는 제4단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴비트 자동재연마방법.
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