KR100778535B1 - Apparatus for formation of fine wave pattern and method for thereof - Google Patents

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황경현
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Abstract

An apparatus for forming of a fine wave pattern and method for a method thereof are provided to form a relatively large horizontal wave pattern by driving an X-Y axial stage and to form a fine vertical wave pattern by driving a processing tool with a PZT(Piezoelectric) actuator. An apparatus for forming of a fine wave pattern comprises an X-Y axial stage(110), a Z axial stage(160), a processing tool(120), and a controller(130). A sample(10) is placed on the X-Y axial stage, and the X-Y axial stage reciprocates to the right and left, and moves back and forth along a pattern forming direction. The Z axial stage is installed to one part of the X-Y axial stage to move up and down on the sample. The processing tool is fixed to the Z axial shaft to vibrate vertically as contacting with the sample. The controller drives the X-Y axial stage, the Z axial stage, and the processing tool simultaneously. Horizontal wave patterns and vertical wave patterns finer than the horizontal wave patterns are formed on the sample by the X-Y axial stage, the Z axial stage, and the processing tool. The processing tool is vibrated vertically by a PZT(Piezoelectric) actuator(140).

Description

미세 파동패턴 가공 장치 및 방법{Apparatus for formation of fine wave pattern and method for thereof}Apparatus for formation of fine wave pattern and method for

도 1은 종래의 직선형 가공 패턴을 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a conventional straight working pattern,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 파동패턴 가공 장치의 개략도,Figure 2 is a schematic diagram of a fine wave pattern processing apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 3은 도 2에 의해 형성되는 미세 파동패턴의 실시예에 관한 사시도, 3 is a perspective view of an embodiment of a fine wave pattern formed by FIG.

도 4는 도 3의 평면도,4 is a plan view of FIG.

도 5는 도 3의 측면도, 5 is a side view of FIG. 3;

도 6은 도 3의 정면도,6 is a front view of FIG. 3;

도 7은 도 3의 다른 실시예에 따른 정면도,7 is a front view according to another embodiment of FIG. 3;

도 8는 도 2의 장치를 이용한 미세 파동패턴 가공 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a method of processing a fine wave pattern using the apparatus of FIG. 2.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10...시편10.Psalms

100...미세 파동패턴 가공 장치 110...X-Y축스테이지100 ... Micro wave pattern processing device 110 ... X-Y axis stage

120...가공툴 130...제어부120 processing tool 130 control unit

140...PZT 액추에이터 151...좌우 파동패턴140 ... PZT actuator 151 ... left and right wave pattern

152...상하 파동패턴 160...Z축스테이지152 ... Upper and down wave pattern 160 ... Z axis stage

본 발명은 미세 파동패턴 가공 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금형의 미세 파동패턴을 가공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for processing a fine wave pattern, and more particularly, to an apparatus and method for processing a fine wave pattern of a mold.

상기 미세패턴 가공 방법에 있어서, 종래에는 도 1과 같이 직선 쉐이핑 방식 이용한 직선형의 패턴 형성 방식이 제안되고 있다.In the above fine pattern processing method, a linear pattern forming method using a linear shaping method has been proposed in the related art.

이러한 상기 종래의 경우에 따르면, 형성된 패턴의 형상이 직선형의 단순한 구조를 가지고 있으며, 또한 패턴의 파동구조가 상하 요동에 의한 단일 구조를 가지고 있어 제작공정이 간단한 이점이 있다.According to the above conventional case, the shape of the formed pattern has a simple straight structure, and the wave structure of the pattern has a single structure by the up and down fluctuations, there is a simple manufacturing process.

그러나, 종래와 같은 직선형 가공방식을 이용하여 금속 또는 플라스틱 소재의 미세패턴을 가공하는 경우 표면 개질이 제대로 이루어지지 못할 수 있으며, 예를 들어 광학필름을 제작하는 경우, 제작된 광학필름의 휘도 특성이 우수하지 못하여 휘도 개선 등의 광특성 조작에 한계가 따르는 문제점이 있다.However, when the micro pattern of the metal or plastic material is processed using the conventional straight processing method as described above, surface modification may not be performed properly. For example, when the optical film is manufactured, the luminance characteristics of the manufactured optical film may be There is a problem in that there is a limit in the operation of the optical characteristics such as brightness improvement is not excellent.

본 발명에 따르면 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 가공 방향을 따라 상하 및 좌우로 요동되는 미세 파동패턴을 형성함에 따라, 이를 이용하여 금속 또는 플라스틱 소재의 표면 개질 효과를 얻을 수 있고 광학용 미세패턴 금형 제조시에 광특성을 용이하게 변경할 수 있는 미세 파동패턴 가공 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.According to the present invention was created to solve the above-described problems, by forming a fine wave pattern that swings up and down and left and right along the processing direction, it is possible to obtain a surface modification effect of the metal or plastic material using the optical It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for processing a fine wave pattern which can easily change optical characteristics when manufacturing a fine pattern mold.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예 에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세 파동패턴 가공 장치는, 상부에 시편이 마련되고 좌우(X축) 왕복이동 및 패턴가공 진행방향을 따라 전후(Y축) 왕복이동되는 X-Y축스테이지; 상기 X-Y축스테이지 일측에 설치되고, 상기 시편 상면으로 상하(Z축) 왕복 이동되는 Z축 스테이지; 상기 Z축스테이지에 고정되어, 상기 Z축스테이지의 이동에 따라 시편 상면을 상하 왕복이동하며 상기 시편에 접촉된 상태로 상하진동 이동되는 가공툴; 및 상기 X-Y축스테이지의 좌우 왕복이동과 패턴가공 진행방향에 관해 설정된 좌우이동주기 신호와 좌우이동폭 신호와 패턴가공방향 신호, 상기 Z축스테이지의 상하 왕복이동에 관해 설정된 상하왕복주기 신호와 상하왕복깊이 신호, 및 상기 가공툴의 상하 진동이동에 관해 설정된 상하진동주기 신호와 상하진동깊이 신호를 이용하여 상기 X-Y축스테이지, 상기 Z축스테이지 및 상기 가공툴의 구동을 동시 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 X-Y축스테이지, Z축스테이지 및 상기 가공툴의 구동에 의해 상기 시편에 좌우방향으로 요동되는 좌우 파동패턴과, 상기 좌우 파동패턴의 패턴방향에 수직되어 상하방향으로 요동되고 상기 좌우 파동패턴에 비해 더욱 미세한 형상을 갖는 상하 파동패턴이 형성된다.The fine wave pattern processing apparatus of the present invention for achieving the above object, the X-Y axis stage is provided with a specimen on the upper and reciprocating (Y-axis) back and forth along the left and right (X-axis) reciprocating movement and pattern processing direction; A Z-axis stage installed at one side of the X-Y-axis stage and vertically reciprocating to the upper surface of the specimen; A processing tool fixed to the Z-axis stage and vertically reciprocating the upper and lower surfaces of the specimen according to the movement of the Z-axis stage and vertically moving in contact with the specimen; And a left and right movement period signal and a left and right movement width signal and a pattern processing direction signal set in relation to the left and right reciprocating movement and the pattern processing direction of the XY axis stage, and the up and down reciprocating cycle signal and the up and down reciprocation movement set up and down in the Z axis stage. And a control unit which simultaneously controls driving of the XY axis stage, the Z axis stage, and the processing tool using a depth signal and an up and down vibration period signal set up and down with respect to the up and down vibration movement of the machining tool. The left and right wave patterns oscillated in the lateral direction by the driving of the XY axis stage, the Z axis stage and the processing tool, and the vertical wave is perpendicular to the pattern direction of the left and right wave patterns, compared to the left and right wave patterns A vertical wave pattern having a finer shape is formed.

또한, 상기 제어부는, 상기 가공툴의 상하진동 및 좌우진동이 동시 구동되기 위한 좌우진동주기 신호와 좌우진동폭 신호가 더 설정되며, 상기 가공툴의 진동이동은, 상기 제어부의 상하진동주기 신호, 좌우진동주기 신호, 상하진동깊이 신호, 좌우진동폭 신호를 입력받아 작동되는 PZT(Piezoelectric) 액추에이터에 의해 구동될 수 있다.The control unit may further set a left and right vibration period signal and a left and right vibration width signal for simultaneously driving up and down and left and right vibrations of the processing tool, and the vibration movement of the processing tool may include up and down vibration period signals, left and right vibrations of the control tool. It may be driven by a PZT (Piezoelectric) actuator that is operated by receiving the vibration period signal, the vertical vibration depth signal, the left and right vibration width signal.

그리고, 상기 좌우 왕복이동 방향에 대한 시편의 단면부 모양은, 상기 제어부에 설정된 상기 좌우이동폭 신호 또는 상기 상하진동깊이 신호에 의해 조절될 수 있다.The cross-sectional shape of the specimen with respect to the left and right reciprocating direction may be adjusted by the left and right movement width signal or the vertical vibration depth signal set in the controller.

또한, 상기 시편은, 금속 또는 비금속 재질일 수 있다.In addition, the specimen may be a metal or a nonmetal material.

그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세 파동패턴 가공 방법은, X-Y축스테이지 상부에 시편을 마련하는 시편 마련 단계; X-Y축스테이지가 제어부에 설정된 좌우이동주기 신호와 좌우이동폭 신호에 따라 좌우(X축) 왕복이동되는 동시에, 패턴가공 진행방향에 관해 설정된 상기 제어부의 패턴가공방향 신호에 따라 전후(Y축) 왕복이동되는 X-Y축스테이지 구동 단계; 상기 X-Y축스테이지의 구동이 이루어지는 동안, 상기 제어부에 설정된 상하왕복주기 신호와 상하왕복깊이 신호에 따라, 가공툴이 고정된 Z축스테이지가 상기 시편 상면을 상하(Z축) 왕복이동되는 동시에, 상기 제어부에 설정된 상하진동주기 신호와 상하진동깊이 신호에 따라 상기 가공툴이 상기 시편에 접촉한 상태로 상하진동 이동되는 가공툴 구동 단계; 및 상기 X-Y축스테이지, Z축스테이지 및 상기 가공툴의 구동에 의해 상기 시편에 좌우방향으로 요동되는 좌우 파동패턴과, 상기 좌우 파동패턴의 패턴방향에 수직되어 상하방향으로 요동되고 상기 좌우 파동패턴에 비해 더욱 미세한 형상을 갖는 상하 파동패턴이 형성되는 미세 파동패턴 형성 단계를 포함한다.In addition, the fine wave pattern processing method of the present invention for achieving the above object, the specimen preparation step of providing a specimen on the X-Y axis stage; The XY axis stage is reciprocated left and right (X-axis) in response to the left and right movement period signal set in the control unit and the left and right movement width signal, and reciprocated back and forth (Y axis) in accordance with the pattern processing direction signal of the control unit set in the pattern processing direction. A XY axis stage driving step that is moved; While the XY axis stage is being driven, the Z axis stage to which the processing tool is fixed is reciprocated up and down (Z axis) at the same time according to the up and down reciprocation period signal and the up and down reciprocation depth signal set in the controller. A machining tool driving step of vertically moving the machining tool in a state in which the machining tool is in contact with the specimen in accordance with a vertical vibration period signal and a vertical vibration depth signal set in a control unit; And a left and right wave pattern oscillated in the left and right directions on the specimen by the driving of the XY axis stage, the Z axis stage, and the processing tool, and vertically oscillated in the vertical direction and in the left and right wave pattern. Comprising a fine wave pattern forming step of forming a vertical wave pattern having a finer shape than that.

또한, 상기의 방법에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가공툴의 상하진동 및 좌 우진동이 동시 구동되기 위한 좌우진동주기 신호와 좌우진동폭 신호가 더 설정되며, 상기 가공툴의 진동이동은, 상기 제어부의 상하진동주기 신호, 좌우진동주기 신호, 상하진동깊이 신호, 좌우진동폭 신호를 입력받아 작동되는 PZT(Piezoelectric) 액추에이터에 의해 구동될 수 있다.In the above method, the control unit, the left and right vibration period signal and the left and right vibration width signal for driving the vertical vibration and the left and right vibration of the machining tool at the same time is further set, the vibration movement of the machining tool, It can be driven by a PZT (Piezoelectric) actuator that is operated by receiving the up and down vibration period signal, the left and right vibration period signal, the up and down vibration depth signal, the left and right vibration width signal.

또한, 상기의 가공 방법에 있어서, 상기 좌우 왕복이동 방향에 대한 시편의 단면부 모양은, 상기 제어부에 설정된 상기 좌우이동폭 신호 또는 상기 상하진동깊이 신호에 의해 조절될 수 있다.In addition, in the above processing method, the cross-sectional shape of the specimen with respect to the left and right reciprocating direction can be adjusted by the left and right movement width signal or the vertical vibration depth signal set in the control unit.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle of definition.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 종래의 직선형 가공 패턴을 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 파동패턴 가공 장치의 개략도, 도 3은 도 2에 의해 형성되는 미세 파동패턴의 실시예에 관한 사시도, 도 4 내지 도 7은 도 3의 평면도, 측면도, 정면 도 및 도 3의 다른 실시예에 따른 정면도, 도 8는 도 2의 장치를 이용한 미세 파동패턴 가공 방법의 흐름도이다.1 is a perspective view showing a conventional straight processing pattern, Figure 2 is a schematic view of a fine wave pattern processing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of an embodiment of a fine wave pattern formed by FIG. 4 to 7 are a plan view, a side view, a front view, and a front view according to another embodiment of FIG. 3, and FIG. 8 is a flowchart of a method of processing a fine wave pattern using the apparatus of FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세 파동패턴 가공 장치(100)는 X-Y축스테이지(110), Z축스테이지(160), 가공툴(120) 및 제어부(130)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the micro wave pattern processing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes an XY axis stage 110, a Z axis stage 160, a processing tool 120, and a controller 130. do.

상기 X-Y축스테이지(110)의 상부에는 패턴 가공을 위한 시편(10)이 마련되며, 이러한 상기 X-Y축스테이지(110)는 상기 시편(10)을 상부에 고정한 상태에서 좌우(X축) 왕복이동 가능하며, 패턴가공 진행방향을 따라 전후(Y축) 왕복이동 가능하다. The specimen 10 for pattern processing is provided on the upper part of the XY axis stage 110, the XY axis stage 110 is capable of reciprocating left and right (X axis) in a state in which the specimen 10 is fixed to the upper part It is possible to reciprocate back and forth (Y axis) along the pattern processing direction.

여기서, 상기 시편(10)은 금속 또는 플라스틱 등의 비금속 재질일 수 있다.Here, the specimen 10 may be a non-metallic material such as metal or plastic.

상기 Z축스테이지(160)는, 상기 X-Y축스테이지(110) 일측에 설치되고, 상기 가공툴(120)을 고정한 상태에서 상기 시편(10) 상면으로 상하(Z축) 왕복이동될 수 있다.The Z-axis stage 160 is installed on one side of the X-Y-axis stage 110, and may be reciprocated vertically (Z-axis) to the upper surface of the specimen 10 in a state in which the processing tool 120 is fixed.

또한, 상기 가공툴(120)은 상기 Z축스테이지(160)에 설치 및 고정되어 상기 Z축스테이지(160)의 이동에 따라 시편(10) 상면에 접촉된 상태로 상하진동되는 부분이다.In addition, the processing tool 120 is installed and fixed to the Z-axis stage 160 is a part that is vertically oscillated in contact with the upper surface of the specimen 10 in accordance with the movement of the Z-axis stage 160.

상기 제어부(130)는 상기 X-Y축스테이지(110)의 좌우 왕복이동과 패턴가공 진행방향에 관해 설정된 좌우이동주기 신호와 좌우이동폭 신호와 패턴가공방향 신호, 상기 Z축스테이지(160)의 상하 왕복이동에 관해 설정된 상하왕복주기 신호와 상하왕복깊이 신호, 및 상기 가공툴(120)의 상하 진동이동에 관해 설정된 상하진동 주기 신호와 상하진동깊이 신호를 이용하여, 상기 X-Y축스테이지(110), Z축스테이지(160) 및 상기 가공툴(120)의 구동을 동시 제어하는 부분이다.The control unit 130 is a left and right reciprocating movement of the XY axis stage 110 and the left and right movement period signal, the left and right movement width signal and the pattern processing direction signal set in relation to the processing direction, the vertical reciprocation of the Z-axis stage 160 The XY axis stage 110, Z using the up and down reciprocation period signal and the up and down reciprocation depth signal set with respect to the movement, and the up and down oscillation cycle signal and the up and down vibration depth signal set with respect to the up and down vibration movement of the processing tool 120. It is a part for simultaneously controlling the driving of the shaft stage 160 and the processing tool 120.

이러한 상기 제어부(130)는 외부로부터 상기 각 신호에 관한 정보를 입력받아 프로그램화되어 구동될 수 있음은 물론이다.The controller 130 may be programmed and driven by receiving information about each signal from the outside.

한편, 상기 가공툴(120)은 상기 제어부(130)의 상하진동주기 신호와 상하진동깊이 신호를 입력받아 작동되는 PZT(Piezoelectric) 액추에이터(140)에 의해 구동될 수 있다. 이러한 상기 PZT(Piezoelectric) 액추에이터(140)에 따르면 미세하고 섬세한 패턴가공 및 패턴의 형상변경에 용이한 장점이 있다.On the other hand, the processing tool 120 may be driven by a PZT (Piezoelectric) actuator 140 is operated by receiving the up and down vibration period signal and the up and down vibration depth signal of the control unit 130. According to the PZT (Piezoelectric) actuator 140 there is an advantage in the fine and delicate pattern processing and the shape change of the pattern.

여기서, 상기 가공툴(120)의 구동원은 상술한 PZT(Piezoelectric) 액추에이터(140)로 한정되지 않으며 가공툴(120)의 모션 구동이 가능한 어떠한 구동장치로 변경 적용되어도 무방함은 물론이다.Here, the driving source of the machining tool 120 is not limited to the above-described Piezoelectric (PZT) actuator 140, and may be changed to any driving apparatus capable of driving the machining tool 120 in motion.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 도 3 내지 도 5와 같이, 상기 제어부(130)의 신호 제어를 통하여 상기 X-Y축스테이지(110), Z축스테이지(160) 및 상기 가공툴(120)의 동시 구동이 수행됨에 따라, 상기 X-Y축스테이지(110) 구동에 의해 상기 시편(10)에 좌우방향으로 요동되는 비교적 큰 형상의 좌우 파동패턴(151)과, 상기 PZT(Piezoelectric) 액추에이터(140)에 따른 상기 가공툴(120)의 구동에 의해 상기 좌우 파동패턴의 패턴방향에 수직되어 상하방향으로 요동되고 상기 좌우 파동패턴(151)에 비해 더욱 미세한 형상의 상하 파동패턴(152)이 형성될 수 있다.According to the present invention as described above, as shown in Figs. 3 to 5, the XY axis stage 110, Z axis stage 160 and the processing tool 120 at the same time through the signal control of the control unit 130 As it is performed, the left and right wave patterns 151 having a relatively large shape swinging on the specimen 10 in the lateral direction by driving the XY axis stage 110 and the PZT (Piezoelectric) actuator 140 By the driving of the machining tool 120, the vertical wave pattern 152 that is perpendicular to the pattern direction of the left and right wave patterns and is swung in the vertical direction and has a finer shape than the left and right wave patterns 151 may be formed.

도 4 내지 도 5를 참고하면, 상기 X-Y축스테이지(110)의 좌우 왕복이동에 관한 좌우이동주기(A) 및 좌우이동폭(B), 상기 가공툴(120)의 상하 왕복이동에 관한 상하진동주기(C) 및 상하진동깊이(D)는 각각 상기 제어부(130)에 설정된 각각의 신호인 좌우이동주기 신호, 좌우이동폭 신호, 상하진동주기 신호, 상하진동깊이 신호에 따라 변경 조절될 수 있으며, 그에 따라 상기 형성되는 미세 파동패턴의 형상 또한 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.4 to 5, the left and right movement period (A) and the left and right movement width (B) for the left and right reciprocating movement of the XY axis stage 110, the up and down vibration for the up and down reciprocating movement of the processing tool 120 The period (C) and the vertical vibration depth (D) may be changed and adjusted according to the left and right moving period signal, the left and right moving width signal, the up and down vibration period signal, and the up and down vibration depth signal, respectively, which are the signals set in the controller 130. As a result, the shape of the fine wave pattern may also be modified in various forms.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 제어부(130)는 상기 가공툴(120)의 상하진동 및 좌우진동이 동시 구동되도록, 상기 좌우진동에 관한 주기정보인 좌우진동주기 신호 및 좌우진동폭 신호가 더 설정될 수 있다. 여기서, 상기 가공툴(120)의 좌우진동이란 상기 X-Y축스테이지(110)의 좌우왕복이동 주기에 비하여 미세한 주기의 진동을 의미한다. 이러한 경우 상기 PZT(Piezoelectric) 액추에이터(140)는 상기 상하진동주기 신호, 상하진동깊이 신호뿐만 아니라 상기 좌우진동주기 신호 및 좌우진동폭 신호를 더 입력받아 상기 가공툴(120)의 미세 모션을 제어할 수 있다.On the other hand, according to the present invention, the control unit 130 may be further set to the left and right vibration period signal and the left and right vibration width signal which is the periodic information on the left and right vibrations so that the vertical vibration and the left and right vibrations of the processing tool 120 is simultaneously driven Can be. Here, the left and right vibration of the processing tool 120 means a vibration of a minute period compared to the left and right reciprocating movement period of the X-Y axis stage 110. In this case, the PZT (Piezoelectric) actuator 140 may further control the fine motion of the machining tool 120 by receiving the left and right vibration period signal and the left and right vibration width signal as well as the vertical vibration period signal and the vertical vibration depth signal. have.

즉, 상기 가공툴(120)은 상하진동뿐만 아니라 좌우진동 구동이 동시 가능함에 따라 도 3 내지 도 5에 비해 더욱 미세하고 정교한 패턴을 형성시킬 수 있음은 물론이다.That is, the processing tool 120 can form a finer and finer pattern than in FIGS.

한편, 도 3 또는 도 6에는 상기 X-Y축스테이지(110)의 좌우 왕복이동 방향에 대한 시편(10)의 단면부 모양이 삼각형 형상인 것으로 도시되어 있으나, 상기 단면부의 모양은 상기 제어부에 설정된 상기 좌우이동폭 신호, 상기 상하진동깊이 신호 등의 각 신호의 변경 제어를 이용하여 상기 삼각형 모양 이외의 도 7의 반원형 또는 도시되지 않은 사다리꼴, 사각형, 다각형 등의 보다 다양한 형상으로 변형될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, although the cross-sectional shape of the specimen 10 with respect to the left and right reciprocating direction of the XY-axis stage 110 is illustrated in FIG. 3 or FIG. 6, the cross-sectional shape of the test piece 10 may be triangular in shape. By using the control of changing each signal such as the movement width signal and the vertical vibration depth signal, it can be transformed into a variety of shapes such as the semicircle of FIG. 7 or the trapezoid, rectangle, polygon, etc. other than the triangular shape. .

이상과 같이, 각 스테이지(110,160)의 왕복이동을 이용한 스테이지 모션 제어에 의한 미세파동패턴 가공과 동시에, 상기 PZT 액추에이터(140)로 상하좌우 진동을 구동함에 따라 상기 스테이지 모션제어에 의한 미세 파동 패턴보다 더 작은 주기의 미세파동 패턴을 가공하여 미세 파형패턴 내에 더 작은 주기의 미세패턴을 가공할 수 있다.As described above, the micro wave pattern is processed by the stage motion control using the reciprocating movement of the stages 110 and 160, and the vertical wave is driven by the PZT actuator 140, so that the fine wave pattern is controlled by the stage motion control. By processing the microwave pattern of a smaller period can be processed a micropattern of a smaller period in the fine wave pattern.

즉, 본 발명에 따르면, 가공 방향을 따라 상하 및 좌우의 주기적인 미세 변위에 의해 요동되는 복잡하고 정교한 미세 파동패턴의 형성이 가능함에 따라, 이를 이용하여 금속 또는 플라스틱 소재의 표면 개질 효과를 얻을 수 있고 광학용 미세패턴 금형 제조시에 휘도특성 등의 광특성을 용이하게 변경 및 향상시킬 수 있는 효과가 있다.That is, according to the present invention, it is possible to form a complex and sophisticated fine wave pattern that is fluctuated by periodic fine displacements in the up, down, left and right directions along the machining direction, thereby using it to obtain a surface modification effect of a metal or plastic material. In addition, there is an effect that can easily change and improve the optical characteristics such as the luminance characteristic when manufacturing the optical fine pattern mold.

이하에서는 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 미세 파동패턴 가공 장치(100)를 이용한 미세 파동패턴 가공 방법에 관하여 도 1 내지 도 8를 참고로 하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, a method of processing a fine wave pattern using the fine wave pattern processing apparatus 100 of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.

먼저, 상기 X-Y축스테이지(110) 상부에, 패턴을 형성하고자 하는 시편(10)을 마련한다(S100).First, the specimen 10 to form a pattern is provided on the X-Y axis stage 110 (S100).

다음으로, 상기 X-Y축스테이지(110)가 제어부(130)에 설정된 좌우이동주기 신호와 좌우이동폭 신호에 따라 좌우(X축) 왕복이동되는 동시에, 패턴가공 진행방향에 관해 설정된 상기 제어부(130)의 패턴가공방향 신호에 따라 전후(Y축) 왕복이동된다(S110).Next, the XY axis stage 110 is reciprocated left and right (X-axis) in accordance with the left and right movement period signal and the left and right movement width signal set in the control unit 130, the control unit 130 is set for the pattern processing direction In accordance with the pattern processing direction of the signal is reciprocated back and forth (Y-axis) (S110).

그리고, 상기 X-Y축스테이지(110)의 구동이 이루어지는 동안, 상기 제어 부(130)에 설정된 상하왕복주기 신호와 상하왕복깊이 신호에 따라, 상기 가공툴(120)이 고정된 Z축스테이지(160)가 상기 시편(10) 상면을 상하(Z축) 왕복이동되는 동시에, 상기 제어부(130)에 설정된 상하진동주기 신호와 상하진동깊이 신호에 따라 상기 가공툴(120)이 상기 시편(10)에 접촉한 상태로 상하진동 이동된다(S120).In addition, the Z-axis stage 160 to which the processing tool 120 is fixed according to the up / down reciprocation period signal and the up / down reciprocation depth signal set in the control unit 130 while the XY axis stage 110 is driven. The upper and lower (Z-axis) reciprocating movement of the upper surface of the specimen 10, the processing tool 120 is in contact with the specimen 10 in accordance with the vertical vibration period signal and the vertical vibration depth signal set in the controller 130 Vertical vibration is moved in one state (S120).

다음으로, 이상과 같은 상기 X-Y축스테이지(110), Z축스테이지(160) 및 상기 가공툴(120)의 구동에 의해, 상기 시편(10) 상면에 좌우방향으로 요동되는 좌우 파동패턴(151)과 상기 좌우 파동패턴의 패턴방향에 수직되는 상하방향으로 요동되는 상하 파동패턴(152)이 형성되어 최종적인 미세 파동패턴을 형성한다(S130).Next, the left and right wave patterns 151 oscillated in the left and right directions on the upper surface of the specimen 10 by the driving of the XY axis stage 110, Z axis stage 160 and the processing tool 120 as described above. And a vertical wave pattern 152 that is oscillated in a vertical direction perpendicular to the pattern direction of the left and right wave patterns to form a final fine wave pattern (S130).

물론 여기서, 상기 가공툴(120)의 상하진동 및 전후왕복 이동은 앞서 상술한 바와 같이, 상기 제어부(130)의 상하진동주기 신호와 상하진동깊이 신호 및 좌우진동주기 신호와 좌우진동폭 신호를 입력받아 작동되는 PZT(Piezoelectric) 액추에이터(140)에 의해 구동될 수 있다.Of course, the vertical vibration and reciprocating movement of the processing tool 120 receives the vertical vibration period signal, the vertical vibration depth signal, the left and right vibration period signal and the left and right vibration width signal of the controller 130 as described above. It may be driven by a piezoelectric (PZT) actuator 140 that is actuated.

또한, 상기 제어부(130)에는 상기 가공툴(120)의 좌우진동주기 신호와 좌우진동폭 신호가 더 설정될 수 있으며, 이러한 경우 상기 가공툴(120)의 상하진동뿐만 아니라 좌우진동이 동시 가능하여 더욱 미세하고 정교한 패턴을 형성시킬 수 있음은 물론이다.In addition, the control unit 130 may further set the left and right vibration period signal and the left and right vibration width signal of the machining tool 120, in this case, as well as the vertical vibration of the machining tool 120 as well as the left and right vibrations Of course, it is possible to form a fine and sophisticated pattern.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 시술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, the present invention has been described by means of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited thereto and is described below by the person skilled in the art and the following description of the present invention. Various modifications and variations are possible without departing from the scope of the appended claims.

본 발명에 따른 미세 파동패턴 가공 장치 및 방법에 따르면, 가공 방향을 따라 상하 및 좌우의 주기적인 미세 변위에 의해 요동되는 복잡하고 정교한 미세 파동패턴의 형성이 가능함에 따라 이를 이용하여 금속 또는 플라스틱 소재의 표면 개질 효과를 얻을 수 있고 광학용 미세패턴 금형 제조시에 광특성을 용이하게 변경할 수 있는 효과가 있다.According to the apparatus and method for processing a micro wave pattern according to the present invention, it is possible to form a complex and fine wave pattern fluctuated by periodic micro displacement of up and down and left and right along the processing direction, thereby using a metal or plastic material. The surface modification effect can be obtained and the optical properties can be easily changed at the time of manufacturing the optical fine pattern mold.

Claims (7)

상부에 시편이 마련되고 좌우(X축) 왕복이동 및 패턴가공 진행방향을 따라 전후(Y축) 왕복이동되는 X-Y축스테이지;An X-Y axis stage provided with a specimen on the upper side and reciprocating back and forth (Y axis) along a left and right (X axis) reciprocating movement and a pattern processing progress direction; 상기 X-Y축스테이지 일측에 설치되고, 상기 시편 상면으로 상하(Z축) 왕복 이동되는 Z축 스테이지;A Z-axis stage installed at one side of the X-Y-axis stage and vertically reciprocating to the upper surface of the specimen; 상기 Z축스테이지에 고정되어, 상기 Z축스테이지의 이동에 따라 시편 상면을 상하 왕복이동하며 상기 시편에 접촉된 상태로 상하진동 이동되는 가공툴; 및A processing tool fixed to the Z-axis stage and vertically reciprocating the upper and lower surfaces of the specimen according to the movement of the Z-axis stage and vertically moving in contact with the specimen; And 상기 X-Y축스테이지의 좌우 왕복이동과 패턴가공 진행방향에 관해 설정된 좌우이동주기 신호와 좌우이동폭 신호와 패턴가공방향 신호, 상기 Z축스테이지의 상하 왕복이동에 관해 설정된 상하왕복주기 신호와 상하왕복깊이 신호, 및 상기 가공툴의 상하 진동이동에 관해 설정된 상하진동주기 신호와 상하진동깊이 신호를 이용하여 상기 X-Y축스테이지, 상기 Z축스테이지 및 상기 가공툴의 구동을 동시 제어하는 제어부를 포함하며,The left and right reciprocating period signal and the left and right drift period signal and the pattern processing direction signal, which are set in relation to the left and right reciprocating movement and pattern processing direction of the XY axis stage, and the up and down reciprocating period signal and up and down reciprocating depth, which are set in the vertical movement And a control unit for simultaneously controlling the driving of the XY axis stage, the Z axis stage, and the processing tool by using a vertical vibration period signal and a vertical vibration depth signal set with respect to the vertical vibration movement of the processing tool. 상기 X-Y축스테이지, Z축스테이지 및 상기 가공툴의 구동에 의해 상기 시편에 좌우방향으로 요동되는 좌우 파동패턴과, 상기 좌우 파동패턴의 패턴방향에 수직되어 상하방향으로 요동되고 상기 좌우 파동패턴에 비해 더욱 미세한 형상을 갖는 상하 파동패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 파동패턴 가공 장치.The left and right wave patterns oscillated in the lateral direction by the driving of the XY axis stage, the Z axis stage and the processing tool, and the vertical wave is perpendicular to the pattern direction of the left and right wave patterns, compared to the left and right wave patterns The fine wave pattern processing apparatus, characterized in that the vertical wave pattern having a more fine shape is formed. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 가공툴의 상하진동 및 좌우진동이 동시 구동되기 위한 좌우진동주기 신호와 좌우진동폭 신호가 더 설정되며,The left and right vibration period signal and the left and right vibration width signal for simultaneously driving up and down and left and right vibrations of the processing tool are further set. 상기 가공툴의 진동이동은,The vibration movement of the processing tool, 상기 제어부의 상하진동주기 신호, 좌우진동주기 신호, 상하진동깊이 신호, 좌우진동폭 신호를 입력받아 작동되는 PZT(Piezoelectric) 액추에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 미세 파동패턴 가공 장치.Fine wave pattern processing apparatus characterized in that it is driven by a PZT (Piezoelectric) actuator that is operated by receiving the vertical vibration period signal, the left and right vibration period signal, the vertical vibration depth signal, the left and right vibration width signal of the control unit. 제 1항에 있어서, 상기 좌우 왕복이동 방향에 대한 시편의 단면부 모양은,According to claim 1, wherein the cross-sectional shape of the specimen with respect to the left and right reciprocating direction, 상기 제어부에 설정된 상기 좌우이동폭 신호 또는 상기 상하진동깊이 신호에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 미세 파동패턴 가공 장치.Fine wave pattern processing apparatus characterized in that the adjustment by the left and right movement width signal or the vertical vibration depth signal set in the control unit. 제 1항에 있어서, 상기 시편은,The method of claim 1, wherein the specimen, 금속 또는 비금속 재질인 것을 특징으로 하는 미세 파동패턴 가공 장치.Microwave pattern processing apparatus, characterized in that the metal or non-metal material. X-Y축스테이지 상부에 시편을 마련하는 시편 마련 단계;A specimen preparation step of preparing a specimen on the X-Y axis stage; X-Y축스테이지가 제어부에 설정된 좌우이동주기 신호와 좌우이동폭 신호에 따라 좌우(X축) 왕복이동되는 동시에, 패턴가공 진행방향에 관해 설정된 상기 제어부의 패턴가공방향 신호에 따라 전후(Y축) 왕복이동되는 X-Y축스테이지 구동 단계;The XY axis stage is reciprocated left and right (X-axis) in response to the left and right movement period signal set in the control unit and the left and right movement width signal, and reciprocated back and forth (Y axis) in accordance with the pattern processing direction signal of the control unit set in the pattern processing direction. A XY axis stage driving step that is moved; 상기 X-Y축스테이지의 구동이 이루어지는 동안, 상기 제어부에 설정된 상하왕복주기 신호와 상하왕복깊이 신호에 따라, 가공툴이 고정된 Z축스테이지가 상기 시편 상면을 상하(Z축) 왕복이동되는 동시에, 상기 제어부에 설정된 상하진동주기 신호와 상하진동깊이 신호에 따라 상기 가공툴이 상기 시편에 접촉한 상태로 상하진동 이동되는 가공툴 구동 단계; 및While the XY axis stage is being driven, the Z axis stage to which the processing tool is fixed is reciprocated up and down (Z axis) at the same time according to the up and down reciprocation period signal and the up and down reciprocation depth signal set in the controller. A machining tool driving step of vertically moving the machining tool in a state in which the machining tool is in contact with the specimen in accordance with a vertical vibration period signal and a vertical vibration depth signal set in a control unit; And 상기 X-Y축스테이지, Z축스테이지 및 상기 가공툴의 구동에 의해 상기 시편에 좌우방향으로 요동되는 좌우 파동패턴과, 상기 좌우 파동패턴의 패턴방향에 수직되어 상하방향으로 요동되고 상기 좌우 파동패턴에 비해 더욱 미세한 형상을 갖는 상하 파동패턴이 형성되는 미세 파동패턴 형성 단계를 포함하는 미세 파동패턴 가공 방법.The left and right wave patterns oscillated in the lateral direction by the driving of the XY axis stage, the Z axis stage and the processing tool, and the vertical wave is perpendicular to the pattern direction of the left and right wave patterns, compared to the left and right wave patterns The fine wave pattern processing method comprising the step of forming a fine wave pattern to form a vertical wave pattern having a finer shape. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 5, wherein the control unit, 상기 가공툴의 상하진동 및 좌우진동이 동시 구동되기 위한 좌우진동주기 신호와 좌우진동폭 신호가 더 설정되며,The left and right vibration period signal and the left and right vibration width signal for simultaneously driving up and down and left and right vibrations of the processing tool are further set. 상기 가공툴의 진동이동은,The vibration movement of the processing tool, 상기 제어부의 상하진동주기 신호, 좌우진동주기 신호, 상하진동깊이 신호, 좌우진동폭 신호를 입력받아 작동되는 PZT(Piezoelectric) 액추에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 미세 파동패턴 가공 방법.`A fine wave pattern processing method characterized in that it is driven by a PZT (Piezoelectric) actuator that is operated by receiving the vertical vibration period signal, the left and right vibration period signal, the vertical vibration depth signal, the left and right vibration width signal of the controller. 제 5항에 있어서, 상기 좌우 왕복이동 방향에 대한 시편의 단면부 모양은,According to claim 5, wherein the cross-sectional shape of the specimen with respect to the left and right reciprocating direction, 상기 제어부에 설정된 상기 좌우이동폭 신호 또는 상기 상하진동깊이 신호에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 미세 파동패턴 가공 방법.Fine wave pattern processing method characterized in that the control by the left and right movement width signal or the vertical vibration depth signal set in the control unit.
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