KR100812300B1 - 유리가공장치 및 유리가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리가공장치 및 유리가공방법에 관한 것으로, 유리소재 가공대상물이 안착, 고정되는 테이블부와; 공구가 장착되는 툴홀더와 상기 툴홀더를 회전시키는 스핀들모터를 구비하여 상기 테이블부와의 상대이동에 의해 상기 유리소재 가공대상물을 가공하는 공구회전부와; 상기 공구회전부의 상하부로 승하강이동되며 상기 툴홀더의 공구장착부와 상기 툴홀더에 장착된 공구의 하단부로 고압에어를 분사하는 에어나이프부와; 다수의 연삭공구를 구비하여 상기 공구회전부의 하측에 설치되며, 상기 툴홀더의 이동경로 내외부로 이동되며 상기 툴홀더에 장착된 연삭공구를 자동으로 교환하는 자동공구교환부;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 공구회전장치, 에어나이프, 자동공구교환장치를 적합하게 조합한 구조에 의해 자동공구교환시스템을 적용한 가공공정중에 고압에어를 적정하게 분사조정시킴으로써 보다 신속하고 용이하게 클리닝처리가 이루어질 수 있으며, 툴홀더 및 공구의 오염과 오차범위가 가중, 확대되는 것을 방지하여, 툴홀더와 공구의 수명과 가공정밀도의 저하를 방지시킬 수 있는 유리가공장치 및 유리가공방법에 관한 것이다.

유리 연마 테이블 공구 자동공구교환장치 에어나이프 절삭유

Description

유리가공장치 및 유리가공방법{glass processing apparatus and method}

도 1 - 본 발명에 따른 유리가공장치의 제1실시예를 도시한 정면도

도 2 - 자동공구교환부를 보인 요부정면도

도 3 - 도 1의 우측면도

도 4 - 보조탱크의 종단면을 보인 요부배면도

도 5 - 에어나이프의 각도조정을 보인 요부우측면도

도 6 - 공구교환기의 평면도

도 7 - 공구교환기 이동에 따른 매거진의 개폐상태를 보인 요부우측면도

도 8 - 본 발명에 따른 유리가공방법의 제1실시예를 도시한 흐름도

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

10 : 공구 100 : 테이블부

110 : 테이블 150 : 보조탱크

151 : 케이스 152 : 도입구

153 : 공기배출구 154 : 레벨센서

155 : 배출밸브 156 : 방해격벽

200 : 공구회전부 210 : 툴홀더

220 : 스핀들모터 300 : 에어나이프부

310 : 에어노즐 320 : 업다운실린더

321 : 실린더부 322 : 피스톤부

330 : 조정실린더 400 : 자동공구교환부

410 : 공구교환기 411 : 공구장착부

412 : 이동실린더부 420 : 매거진

421 : 내부공간부 422 : 도어부

430 : 접속판넬 440 : 접속롤러

510 : 제1실린더 520 : 제2실린더

530 : 제3실린더 600 : 흡입후드

610 : 흡입구

본 발명은 유리가공장치 및 유리가공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속회전되는 공구를 지정된 경로를 따라 이송시키며 상기 테이블상에 고정된 가공대상물을 가공하는 유리가공장치 및 유리가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 박판유리를 소형의 지정된 형상으로 절단하는 가공은 유리판의 상측에서 일정한 진동수로 가압시키며 절단선을 따라 이동시키는 것과 같은 방법에 의해 절단형상에 무관하게 일정한 품질을 구현할 수 있으나, 소형으로 절단가공된 유리소재의 얇은 측면부를 연마함에 있어서는 가공대상물인 유리판의 형상에 따라 연마공구와 유리판간의 접촉면적이 달라지게 되어 일정한 품질을 기대하기 어렵다.

연마가공은 가공대상물의 측면에 고속회전되는 연마공구가 접촉되며 거친면을 매끄럽게 깎아내는 가공을 말하는데, 유리판의 측면과 접촉되는 연마공구는 제작 및 설치상의 오차, 기계장치자체의 진동 등의 영향을 받아 그 회전에 의해 불가피하게 진동을 발생시키게 된다.

유리소재의 특성상 이러한 진동에 의해 크랙이 쉽게 발생하고 깨지며 연마면이 튀게되는데, 이를 방지하기 위해서는 유리소재 가공대상물의 특성에 맞는 적정한 공구를 선택하고 적정한 회전수와 이송속도를 적용하는 것도 중요하지만, 특히 기계의 작동성능을 제대로 구현하기 위해서는 공구가 끼워져 홀딩되는 툴홀더와 공구간의 접속상태를 오차없이 유지하는 것이 중요하다.

가공과정에서 발생되는 칩이나 기타 가공부산물이 공구나 툴홀더를 쉽게 오염시키게되므로 상기 툴홀더와 공구간의 접속상태를 깨끗하게 유지하기 위해서 기존에는 가공이 정지된 상태에서 툴홀더와 공구를 브러시로 털고 에어를 분사하며 세정상태를 확인하는 과정을 교대로 반복하는 방법을 사용하고 있다.

근래에는 소비자의 기호에 맞추어 다양한 형상 및 재질특성을 가지는 소재를 가공대상물로 하는 바, 하나의 연속된 가공과정동안 가공대상물의 특성에 따라 공구를 자동으로 교환하는 자동공구교환시스템이 확대적용되는 추세이나, 툴홀더 및 공구의 클리닝공정은 상기와 같이 가공공정의 전, 후에 가공공정과는 별도로 독립되어 이루어지고 있어, 자동공구교환시스템과 적합하게 조합하여 신속한 클리닝처리를 적용하는 데 따른 어려움을 해결하지 못하고 있다.

그리고, 툴홀더나 공구가 교환 전(前)의 가공과정에서 발생된 칩이나 기타 가공부속물에 오염된 상태를 유지하며 교환 후의 가공공정을 연속적으로 수행하게 됨에 따라, 툴홀더로부터 공구를 이탈시키고 툴홀더가 다른 공구측으로 이동되어 다시 홀딩시키는 과정에서 툴홀더 및 공구의 오염과 오차범위가 가중, 확대되어 툴홀더와 공구의 수명에도 악영향을 미칠뿐만 아니라 가공정밀도가 급격히 저하된다는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 자동공구교환시스템과 적합하게 조합하여 보다 신속하고 용이하게 클리닝처리가 이루어질 수 있는 유리가공장치와 유리가공방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 유리소재 가공대상물이 안착, 고정되는 테이블부와; 공구가 장착되는 툴홀더와 상기 툴홀더를 회전시키는 스핀들모터를 구비하여 상기 테이블부와의 상대이동에 의해 상기 유리소재 가공대상물을 가공하는 공구회전부와; 상기 공구회전부의 상하부로 승하강이동되며 상기 툴홀더의 공구장착부와 상기 툴홀더에 장착된 공구의 하단부로 고압에어를 분사하는 에어나이프부와; 다수의 연삭공구를 구비하여 상기 공구회전부의 하측에 설치되며, 상기 툴홀더의 이동경로 내외부로 이동되며 상기 툴홀더에 장착된 연삭공구를 자동으로 교환하는 자동공구교환부;를 포함하여 구성되는 유리가공장치를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 테이블부와 공구회전부는, 전후방, 상하방, 좌우방으로의 왕복경로를 가지는 3개의 실린더에 선택적으로 결합되어 3축방향으로 상대이동되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 공구회전부는 다수의 툴홀더 및 스핀들모터가 상기 테이블부의 상면과 평행을 이루도록 가로방향으로 병렬배치되며, 상기 에어나이프부는 상기 다수의 툴홀더와 일정한 이격거리를 유지하도록 가로방향으로 연장형성되고, 상기 자동공구교환부는 상기 다수의 툴홀더 각각에 대응되는 다수가 가로방향으로 병렬배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 테이블부는, 가공대상물이 안착되는 지지면을 제공하는 테이블과; 가공대상물을 압력차에 의해 상기 테이블 상면에 고정가능하도록 진공압력을 발생시키는 진공펌프와; 상기 테이블 상면으로부터 상기 진공펌프로 공기를 흡입하는 연결경로를 제공하는 튜브와; 상기 테이블 상면과 진공펌프간의 연결경로를 개폐조정하도록 상기 튜브상에 설치되는 밸브와; 상기 테이블 상면으로부터 공기와 함께 도입되는 절삭유를 축적가능한 수용공간부를 구비하여 상기 테이블 상면과 진공펌프간의 연결경로상에 설치되는 보조탱크;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 보조탱크는, 상기 테이블 상면에서 공기와 함께 도입되는 절삭유를 운동에너지의 감소 및 상쇄에 의해 정체가능하도록 연장된 형상의 내부공간을 제공하는 케이스와; 상기 진공펌프측으로 이송중인 절삭유 및 공기가 상기 케이스 내부로 도입되도록 상기 케이스의 일단부에 설치되는 도입구와; 상기 케이스 내부 로 도입된 공기가 상향배출가능하도록 상기 케이스의 타단부에 설치되는 공기배출구와; 상기 케이스 내부에 지정용량 이상 축적된 절삭유를 감지하여 신호를 발생시키는 레벨센서와; 상기 케이스 내부에 축적된 절삭유를 배출조정하도록 상기 케이스 하단에 설치된 배출밸브와; 상기 케이스 내부에서 상기 공기배출구측으로의 절삭유의 이동을 방해하도록 상기 도입구에서 공기배출구로의 직선이동경로를 가로지르며 설치되는 방해격벽;을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 에어나이프부는, 상기 툴홀더측으로의 에어분사 방향을 가지고 상기 공구회전부 전방에 설치되는 에어노즐과; 상기 에어노즐이 상기 공구회전부와 동일한 변위로 이동되면서 상기 공구회전부의 상, 하부로 승하강조정되도록 상기 공구회전부와 에어노즐에 실린더부와 피스톤부가 각각 결합된 업다운실린더와; 상기 업다운실린더와의 상대이동에 의해 상기 에어노즐의 분사방향을 조정하도록 상기 에어노즐의 일측에 왕복이동되는 일단부가 결합된 조정실린더;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 자동공구교환부는, 다수의 공구가 장착 및 이탈가능한 공구장착부와 상기 공구장착부를 전후방으로 왕복이동시키는 이동실린더부가 구비된 공구교환기와; 상기 공구교환기의 공구장착부를 수용가능한 내부공간부와, 상기 내부공간부를 상기 테이블부와 공구회전부 사이에 형성되는 가공공간부와 공간적으로 분리조정하도록 개폐가능한 도어부가 구비된 매거진과; 상기 공구교환기의 공구장착부가 상기 매거진 내외부로 이동되거나 외부에 노출된 상태에서 상기 도어부를 개방된 상태로 유지하도록 상기 도어부와 접속이 이루어지는 단부측으로 돌출되는 측 면형상을 가지고 상기 공구교환기의 공구장착부와 결합되는 접속판넬와; 상기 매거진의 도어부에 외륜이 접하도록 상기 접속판넬의 단부에 설치되는 접속롤러;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 가공중에 발생된 칩이나 절삭유를 흡입하도록 상기 테이블부와 공구회전부 사이의 가공공간부측에 흡입구가 설치된 흡입후드;를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 유리소재 가공대상물을 진공흡입에 의해 테이블에 안착, 고정시키는 대상물고정단계와; 고속회전되는 공구를 지정된 경로를 따라 이송시키며 상기 테이블상에 고정된 가공대상물을 가공하는 대상물가공단계와; 공구를 홀딩하고 있는 툴홀더에 장착된 공구를 가공대상물의 형상이나 소재특성에 따라 자동으로 교환하는 공구교환단계와; 가공중에 발생되는 칩이나 절삭유를 지속적으로 흡입하여 제거시키는 부산물흡입단계와; 상기 툴홀더 장착된 공구의 하부측으로 에어를 분사하여 공구 및 테이블부로부터 칩이나 절삭유를 이탈시키며 클리닝하는 제1클리닝단계와; 상기 툴홀더와 공구의 결합부측으로 에어를 분사하여 상기 툴홀더와 공구로부터 칩이나 절삭유를 이탈시키며 클리닝하는 제2클리닝단계와; 진공흡입 중에 공기와 함께 진공펌프측으로 이송되는 절삭유를 상기 진공펌프 내부로의 도입을 차단하며 축적, 배출시키는 절삭유제거단계;를 포함하여 구성되는 유리가공방법을 다른 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 절삭유제거단계는, 공기와 함께 유동중인 절삭유를 축적 및 수용가능한 보조탱크 내부로 이송시키는 절삭유이송단계와; 상기 보조탱크 내부로 도 입된 공기는 상기 보조탱크 외부로 배출시키고, 절삭유는 운동에너지의 감소 및 상쇄에 의해 정체시켜 축적 및 포집시키는 절삭유포집단계와; 상기 보조탱크 내부에 지정용량 이상 축적된 절삭유를 배출시키는 절삭유배출단계;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

따라서, 공구회전장치, 에어나이프, 자동공구교환장치를 적합하게 조합한 구조에 의해 자동공구교환시스템을 적용한 가공공정중에 고압에어를 적정하게 분사조정시킴으로써 보다 신속하고 용이하게 클리닝처리가 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

이에 따라, 툴홀더가 공구와의 접속부가 노출된 채 다른 공구측으로 이동되어 다시 홀딩하는 과정이 반복되면서 툴홀더 및 공구의 오염과 오차범위가 가중, 확대되는 것을 방지하여, 툴홀더와 공구의 수명과 가공정밀도의 저하를 방지시킬 수 있다는 다른 장점이 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유리가공장치의 제1실시예를 도시한 정면도이고, 도 2는 자동공구교환부를 보인 요부정면도이며, 도 3은 도 1의 우측면도, 도 4는 보조탱크의 종단면을 보인 요부배면도이다. 그리고, 도 5는 에어나이프의 각도조정을 보인 요부우측면도이고, 도 6은 공구교환기의 평면도이며, 도 7은 공구교환기 이동에 따른 매거진의 개폐상태를 보인 요부우측면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 유리가공방법의 제1실시예를 도시한 흐름도이다.

본 발명에 따른 유리가공장치는 크게 테이블부(100), 공구회전부(200), 에어나이프부(300), 자동공구교환부(400)로 이루어지며, 상기 테이블부(100)에 안착, 고정된 유리소재 가공대상물을 상기 공구회전부(200)를 이용해 공구를 일정속도로 회전 및 이송시키며 가공하고, 가공중에 상기 자동공구교환부(400)로 공구의 교환이 자동으로 이루어지면서도 상기 에어나이프부(300)에 의해 상기 테이블부(100), 공구회전부(200), 자동공구교환부(400)의 에어샤워가 이루어질 수 있는 구조를 가진다.

상기 테이블부(100)는 테이블(110), 진공펌프(미도시), 튜브(미도시), 밸브(미도시), 보조탱크(150)로 이루어지며, 상기 테이블(110) 상면에 놓인 유리소재 가공대상물을 진공흡입에 의해 안착, 고정시킬 수 있도록 상기 진공펌프를 이용해 진공압을 형성하고 상기 진공펌프에 의해 발생된 진공압을 상기 튜브에 의해 상기 테이블(110)까지 연장시키며, 상기 튜브상에 설치된 밸브에 의해 상기 진공펌프에서 상기 테이블(110)까지의 진공압의 공급여부나 세기를 조정하고, 상기 진공펌프측으로 흡입되는 공기에 섞인 이물질은 상기 보조탱크(150)에 의해 정체, 축적되어 별도로 배출된다.

상기 테이블(110)은 가공대상물이 안착되는 지지면을 제공하며, 상기 진공펌프는 가공대상물을 압력차에 의해 상기 테이블(110) 상면에 고정가능하도록 진공압력을 발생시키고, 상기 튜브는 상기 테이블(100) 상면으로부터 상기 진공펌프측으로 공기가 흡입되는 연결경로를 제공하며, 상기 밸브는 상기 테이블(100) 상면과 진공펌프간의 연결경로를 개폐조정하도록 상기 튜브상에 설치된다.

상기 테이블(110)의 상면은 일정한 평탄면상에 함몰홈이 격자형으로 연통되게 형성된 형상을 가지며, 상기 함몰홈상에는 상기 테이블(110) 외측까지 연통되는 관통공이 형성되고 상기 관통공의 외측단부에는 상기 튜브가 연결설치되어, 상기 테이블(110) 상면에 상기 함몰홈에 대응되는 위치상에 다수의 통공을 형성시킨 아크릴판과 같은 플라스틱 판재를 두고 고정시킨 후, 상기 판재 위에 가공대상물을 안착시키면 상기 진공펌프에 의해 상기 튜브 및 테이블(110) 상면의 함몰홈에 발생된 진공압이 상기 판재에 형성된 통공을 차단시키며 안착된 가공대상물을 상기 아크릴판상에 흡착시키게 된다.

상기 보조탱크(150)는 상기 테이블(110) 상면으로부터 공기와 함께 도입되는 절삭유를 축적가능한 수용공간부를 구비하여 상기 테이블(100) 상면과 진공펌프간의 연결경로상에 설치되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(151), 도입구(152), 공기배출구(153), 레벨센서(154), 배출밸브(155), 방해격벽(156)으로 이루어진 구성을 가진다.

상기 케이스(151)는 압력차에 의한 공기흐름을 따라 상기 진공펌프측으로 이송중인 상기 절삭유를 일단부에 설치된 상기 도입구(152)를 통해 공기와 함께 도입받으며, 상기 케이스(151) 내부에서 공기와 함께 상기 공기배출구(153)측으로 이동중인 상기 절삭유의 운동에너지를 감소 및 상쇄시키며 정체가능하도록 절삭유 및 공기의 유동경로를 따라 연장된 형상의 내부공간을 제공한다.

상기 공기배출구(153)는 공기에 비해 상대적으로 무거운 절삭유 및 이물질의 통과는 방지시키면서 공기만의 통과가 이루어질 수 있도록 상기 도입구(152)와 충 분한 이격거리를 가지는 상기 케이스(151)의 타단부에 상향배출가능한 경로를 제공하며, 상기 레벨센서(154)는 상기 케이스(151) 내부에 절삭유가 지정용량 이상으로 축적되었을 시, 신호를 발생시킴으로써 상기 배출밸브(155)로 신호를 발생시켜 자동으로 배출조정될 수 있도록 하거나 외부에서 상기 레벨센서(154)의 감지신호를 확인하여 대응할 수 있도록 한다.

상기 방해격벽(156)은 상기 케이스(151) 내부에 절삭유를 보다 효과적으로 정체시키기 위해 부설된 구성요소로, 상기 케이스(151) 내부에서 상기 공기배출구(153)측으로의 절삭유의 원활한 이동을 방해하여 절삭유의 에너지소모를 촉진하고 상기 케이스(151) 내에서 이송경로가 보다 연장되는 효과를 가지도록 상기 도입구(152)에서 공기배출구(153)까지의 직선연장경로를 가로지르도록 설치된다.

상기 케이스(151) 내에서 공기 및 절삭유의 이송경로가 수평방향을 가지면 상기 방해격벽(156)은 이송경로상에 다수의 판재가 수직방향으로 직립된 형상을 가지며, 상기 공기배출구(153)측으로의 공기의 이동과 상기 배출밸브(155)측으로의 절삭유 이동은 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 케이스(151) 내벽 및 상호간에 여유공간부를 두고 설치된다.

상기와 같이 진공펌프측으로 공기와 함께 이송되는 절삭유를 상기 보조탱크(150) 내부에 정체 및 축적시키고 배출조정하여 진공펌프의 내로의 절삭유 유입을 차단시킴에 따라 절삭유 유입에 따른 진공펌프의 모터 및 실린더 손상을 방지해 고가의 진공펌프의 수명을 유지할 수 있으며, 절삭유의 수집, 처리 또한 용이하게 이루어질 수 있다.

상기 공구회전부(200)는 공구(10)가 장착되는 툴홀더(210)와 상기 툴홀더(210)를 회전시키는 스핀들모터(220)를 구비하여, 상기 툴홀더(210)에 가공대상물의 특성에 맞는 적정한 공구를 홀딩시키고 상기 스핀들모터(220)에 의해 적정한 회전수로 회전시키면서 상기 툴홀더(210)를 상기 테이블(110)에 안착된 가공대상물과의 상대이동이 이루어지도록 이송시키며 가공대상물을 가공하게 된다.

상기 테이블(110)과 툴홀더(210)는 상하방으로 이격조정되고, 상기 테이블(110) 상면에 안착된 가공대상물을 상기 툴홀더(210)가 전후방, 좌우방으로 이동되면서 다양한 형상으로 가공할 수 있도록 전후방, 상하방, 좌우방의 3축방향에 해당되는 상대이동을 가짐이 바람직하다.

본 발명에 따른 유리가공장치의 제1실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 전후방, 상하방, 좌우방으로의 왕복경로를 가지는 제1, 2, 3실린더(510, 520, 530)를 구비하고, 상기 테이블부(100)는 상기 제1실린더(510)에 결합되고, 상기 공구회전부(200)는 제2, 3실린더(520, 530)에 결합된 구조를 가진다.

상기 에어나이프부(300)는 에어노즐(310), 업다운실린더(320), 조정실린더(330)로 이루어지며, 고압에어를 분사하는 상기 에어노즐(310)은 상기 업다운실린더(320)에 의해 공구회전부(200)에 연결된 상태로 상하로 이동조정되고 상기 조정실린더(330)에 의해 분사방향이 조정된다.

상기 에어노즐(310)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 툴홀더(210)측으로의 에어분사 방향을 가지고 상기 공구회전부(200) 전방에 설치되며, 상기 업다운실린더(320)는 상기 공구회전부(200)와 에어노즐(310)에 실린더부(321)와 피스톤 부(322)가 각각 결합되어 상기 에어노즐(310)이 상기 공구회전부(200)와 동일한 변위로 이동되면서 상기 공구회전부(200)의 상, 하부로 승하강조정되도록 한다.

상기 조정실린더(330)는 상기 업다운실린더의 피스톤부(322)에 일단부가 결합되고 상기 에어노즐(310)에 왕복이동되는 타단부가 결합되어, 기본적으로는 상기 에어노즐(310)과 동일한 변위로 이동되면서 상기 업다운실린더의 피스톤부(322) 및 에어노즐(310)과의 상대이동에 의해 상기 에어노즐(310)의 분사방향을 조정하게 된다.

상기 테이블(110)상에서 이루어지는 가공에 의해 오염된 상기 툴홀더(210)의 하부나 상기 공구(10)의 상부를 클리닝시키고자 할 시에는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 업다운실린더(320)를 신장조정하여 상기 툴홀더(210)의 하단부에 인접하게 상기 에어노즐(310)을 하강시키고 상기 에어노즐(310)이 상기 툴홀더(210)와 공구(10)의 접속부에 해당되는 방향으로 에어를 분사시키도록 상기 조정실린더(330)를 신장조정한다.

상기 테이블(110)상에서 이루어지는 가공에 의해 가장 오염되기 쉬운 상기 공구(10)의 하부나 상기 테이블(110)의 상면을 클리닝시키고자 할 시에는, 도 5의 (a)와 같은 상태에서 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 조정실린더(330)를 단축조정함으로써, 상기 에어노즐(310)이 상기 공구(10)의 하부에 해당되는 방향으로 에어가 분사됨과 동시에 상기 테이블(110) 상면의 에어샤워도 이루어지도록 할 수 있다.

상기 자동공구교환부(400)는 공구교환기(410), 매거진(420), 접속판넬(430), 접속롤러(440)로 이루어지며, 상기 매거진(420)은 다수의 연삭공구를 구비한 상기 공구교환기(410)를 내부에 수용한 채로 상기 공구회전부(200)의 하측에 설치되고, 상기 공구교환기(410)가 상기 매거진(420)의 내, 외부로 이동되며 상기 툴홀더(210)에 장착된 연삭공구를 자동으로 교환하게 되며, 상기 접속판넬(430) 및 접속롤러(440)에 의해 상기 공구교환기(410)와 매거진(420)간의 접속이 안정되게 이루어지게 된다.

상기 공구교환기(410)는 상기 툴홀더(210)에 장착 및 교환되는 다수의 공구와 상기 툴홀더(210)로부터 이탈된 공구의 받침면을 제공하도록 다수의 공구가 장착 및 이탈가능한 홀딩부를 구비한 공구장착부(411)와, 상기 공구장착부(411)를 전후방으로 왕복이동시키는 이동실린더부(412)를 구비한 구조를 가진다.

상기 매거진(420)은 상기 테이블부(100)와 공구회전부(200) 사이에 형성되는 가공공간부상에서 가공중에 발생되는 칩이나 기타 이물질이 상기 공구교환기(410)를 오염시키는 것을 방지시키기 위해, 상기 공구교환기의 공구장착부(411)를 수용하는 내부공간부(421)와, 상기 공구장착부(411)를 공구교환을 위해 상기 매거진(410) 외부로 노출시킬 시에는 상기 공구장착부(411)의 위치에 따라 개폐조정이 이루어지는 도어부(422)가 구비된다.

상기 접속판넬(430)은 상기 공구교환기의 공구장착부(411)가 상기 매거진(420) 내외부로 이동되거나 외부에 노출된 상태에서 상기 도어부(422)를 개방된 상태로 유지하도록 상기 도어부(422)와 접속이 이루어지는 단부측으로 돌출되는 측면형상을 가지고 상기 공구교환기의 공구장착부(411)에 결합되며, 상기 접속롤 러(440)는 외륜을 가지는 베어링이나 휠과 같은 구조를 가지고 상기 매거진의 도어부(422)에 외륜이 접하도록 상기 접속판넬(430)의 단부에 설치된다.

도 2와 도 7에 도시된 바와 같이 상기 도어부(422)는 상기 매거진(420)의 전방에서 상부가 힌지결합되고, 상기 접속판넬(430)은 상기 공구교환기의 공구장착부(411)의 좌측 내지 우측에서 상기 공구장착부(411)에 일체로 결합되며, 상기 접속롤러(440)는 상기 접속판넬(430)의 전방하부, 전방상부, 후방상부에 해당되는 3개소에 각각 설치된다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 공구장착부(411)가 상기 매거진(420) 내부에 수용된 상태에서는 전방하부에 설치된 접속롤러(440)가 상기 도어부(422)에 접속된 상태를 유지하고, 상기 공구장착부(411)가 도 7의 (b), (c)에 도시된 바와 같이 상기 매거진(420) 내, 외부측으로 이동되는 동안에는 전방상부에 설치된 접속롤러가 상기 도어부(422)를 상측으로 밀어올리거나 하측에서 받치게 되며, 상기 공구장착부(411)가 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 상기 매거진(420) 외부로 이동된 상태에서는 후방상부에 설치된 접속롤러(440)가 상기 도어부(422)를 하측에서 받치게 된다.

본 발명에 따른 유리가공장치의 제1실시예에서, 상기 공구회전부(200)는 4개의 툴홀더(210) 및 스핀들모터(220)가 구비되며, 상기 4개의 툴홀더(210) 및 스핀들모터(220)는 상기 테이블(110)의 상면과 평행을 이루도록 가로방향으로 병렬배치되고, 상기 에어나이프부의 에어노즐(310)은 상기 툴홀더(210)와 일정한 이격거리를 유지하도록 가로방향으로 연장된 형상을 가지며, 상기 공구교환기(410)는 상기 툴홀더(210) 각각에 대응되는 4개가 가로방향으로 병렬배치된 구조를 가진다.

상기 제1실시예는 다수의 가공대상물을 동시가공가능하도록 상기 테이블부(100), 공구회전부(200), 자동공구교환부(400)를 다수개 병렬배치시키는 구조를 가짐에 있어서, 상기 테이블부(100)와 공구회전부(200), 자동공구교환부(400)의 이동동선을 각각 전후방, 상하 및 좌우방, 전후방으로 형성하여 상호간의 이동동선이 교차되거나 동작을 수행함에 있어 저해되지 않도록 함으로써 다수의 소형 가공대상물을 안정적으로 연속하여 대량생산할 수 있다.

본 발명에 따른 유리가공장치는 상기 툴홀더(210), 공구(10), 테이블(110)을 클리닝시킴에 있어서, 상기 에어나이프부(300)를 이용하여 임의의 시점에 언제든지 자동으로 고압에어를 분사함으로써 오염물을 제거할 수 있으며, 상기 에어노즐(310)의 분사각도를 조정함으로써 오염물이 부착된 범위 전반을 용이하게 세정처리할 수 있다.

상기 툴홀더(210), 공구(10) 등에 부착된 오염물을 브러시로 털어내는 수동의 클리닝공정을 함에 있어서도, 상기 에어나이프부(300)를 이용해 고압에어를 지속적으로 분사시키면서 브러시로 털어내게 되면 브러시로 털어내는 동작과 공기를 불어 세정상태를 확인하는 과정을 교대로 반복할 필요가 없어 보다 신속하고 명확하게 클리닝처리가 가능하다.

상기 공구교환기(410)를 구비하여 상기 툴홀더(210)로부터 공구(10)를 이탈시키고 상기 툴홀더(210)가 다른 공구측으로 이동되어 다시 홀딩시키는 과정을 자동으로 연속하여 수행하는 동안에도, 임의의 시점에 상기 에어나이프부(300)에 의 해 상기 툴홀더(210) 및 공구(10)간의 접속부를 깨끗한 상태로 유지하기가 용이하여, 공구교환에 의해 상기 툴홀더(210) 및 공구(10)의 오염과 가공오차가 가중, 확대되는 것을 방지시킬 수 있어 상기 툴홀더(210)와 공구(10)의 수명과 가공정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 테이블부(100)와 공구회전부(200) 사이의 가공공간부에 흡입구(610)가 향하도록 흡입후드(600)를 설치하면, 가공과정에서 발생되는 칩이나 절삭유를 포함한 기타 이물질을 가공공정중에도 지속적으로 흡입, 제거함으로써 상기 툴홀더(210), 공구(10), 테이블(110)의 오염량과 상기 진공펌프측으로 이송되는 절삭유량을 줄일 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 유리가공장치에 의하면 본 발명이 다른 기술적 요지로 하는 대상물고정단계, 대상물가공단계, 공구교환단계, 부산물흡입단계, 제1클리닝단계, 제2클리닝단계, 절삭유제거단계를 포함한 유리가공방법 또한 구현가능하다.

상기 대상물고정단계에서 유리소재 가공대상물을 진공흡입에 의해 상기 테이블(110)에 안착, 고정시키고, 상기 대상물가공단계에서 고속회전되는 공구(10)를 지정된 경로를 따라 이송시키면서 상기 테이블(110)상에 고정된 가공대상물을 가공하며, 상기 공구교환단계에서 상기 툴홀더(210)에 장착된 공구를 가공대상물의 형상이나 소재특성에 따라 자동으로 교환한다.

상기 대상물가공단계와 공구교환단계는 필요에 따라 교대로 반복적용되며, 상기 대상물가공단계와 공구교환단계가 이루어지고 있는 중에도 상기 부산물흡입단 계에서 상기 흡입후드(600)를 이용해 가공중에 발생되는 칩이나 절삭유를 지속적으로 흡입하여 제거시킨다.

상기 제1클리닝단계와 제2클리닝단계에서는 상기 에어나이프부(300)를 이용해 상기 에어노즐(310)로부터 상기 툴홀더(210)에 장착된 공구(10)의 하부측으로 에어를 분사하여 공구(10) 및 테이블(110)로부터 칩이나 절삭유를 이탈시키고, 상기 에어나이프부의 에어노즐(310)의 분사각도를 상향조정함으로써 상기 툴홀더(210)와 공구(10)의 결합부측으로 에어를 분사하여 상기 툴홀더(210)와 공구(10)로부터 칩이나 절삭유를 이탈시킨다.

상기 절삭유제거단계는 진공흡입 중에 공기와 함께 진공펌프측으로 이송되는 절삭유를 상기 진공펌프 내부로의 도입을 차단하며 축적, 배출시키는 공정으로, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 부산물흡입단계와 제1클리닝단계, 제2클리닝단계에서 제거되고 최종적으로 잔재된 절삭유를 제거하는 방법으로도 적용가능하나, 실제로 상기 절삭유제거단계는 가공공정이 이루어지는 공간부와 별도의 독립된 경로를 통해 이루어지게 되므로 상기와 같은 가공공정 중에 병행하여 이루어짐이 바람직하다.

상기 절삭유제거단계는, 절삭유이송단계, 절삭유포집단계, 절삭유배출단계로 이루어지며, 상기 절삭유이송단계에서는 공기와 함께 유동중인 절삭유를 상기 보조탱크(150) 내부로 이송시키고, 상기 절삭유포집단계에서는 상기 보조탱크(150) 내부로 도입된 공기와 절삭유 중에서 공기는 상기 보조탱크(150) 외부로 배출시키고, 절삭유는 운동에너지의 감소 및 상쇄에 의해 정체시켜 축적 및 포집시키며, 상기 절삭유배출단계에서는 상기 보조탱크(150) 내부에 지정용량 이상 축적된 절삭유를 배출시킨다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 공구회전장치, 에어나이프, 자동공구교환장치를 적합하게 조합한 구조에 의해 자동공구교환시스템을 적용한 가공공정중에 고압에어를 적정하게 분사조정시킴으로써 보다 신속하고 용이하게 클리닝처리가 이루어질 수 있다는 효과가 있다.

이에 따라, 툴홀더가 공구와의 접속부가 노출된 채 다른 공구측으로 이동되어 다시 홀딩하는 과정이 반복되면서 툴홀더 및 공구의 오염과 오차범위가 가중, 확대되는 것을 방지하여, 툴홀더와 공구의 수명과 가공정밀도의 저하를 방지시킬 수 있다는 다른 효과가 있다.

또한, 진공펌프측으로 이송되는 절삭유를 정체 및 축척시키는 보조탱크를 구비하여 절삭유가 진공펌프 내로 유입되는 것을 차단시킴으로써 절삭유 유입에 따른 진공펌프의 모터 및 실린더 손상을 방지시킬 수 있다는 다른 효과가 있다.

그리고, 다수의 공구회전장치 및 자동공구교환장치를 병행적용하여 다수의 소형 가공대상물을 안정적으로 연속하여 대량생산할 수 있다는 다른 효과가 있다.

Claims (10)

1. 유리소재 가공대상물이 안착, 고정되는 테이블부(100)와;

   공구(10)가 장착되며 다수가 가로방향으로 병렬배치되는 툴홀더(210)와 상기 툴홀더(210)를 회전시키는 스핀들모터(220)가 구비되며, 상기 테이블부(100)와의 상대이동에 의해 상기 유리소재 가공대상물을 가공하는 공구회전부(200)와;

   상기 다수의 툴홀더(210)와 일정한 이격거리를 유지하도록 가로방향으로 연장형성되며, 상기 공구회전부(200)의 상하부로 승강이동되며 상기 툴홀더(210)의 공구장착부와 상기 툴홀더(210)에 장착된 공구(10)의 하단부로 고압에어를 분사하는 에어나이프부(300)와;

   다수의 공구(10)를 구비하여 상기 공구회전부(200)의 하측에 설치되며, 상기 다수의 툴홀더(210) 각각에 대응되는 다수가 가로방향으로 병렬배치되고, 상기 툴홀더(210)의 이동경로 내외부로 이동되며 상기 툴홀더(210)에 장착된 공구(10)를 자동으로 교환하는 자동공구교환부(400);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공장치
2. 제1항에 있어서, 상기 테이블부(100)와 공구회전부(200)는,

   전후방, 상하방, 좌우방으로의 왕복경로를 가지는 3개의 실린더(510, 520, 530)에 선택적으로 결합되어 3축방향으로 상대이동됨을 특징으로 하는 유리가공장치
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 테이블부(100)는,

   가공대상물이 안착되는 지지면을 제공하는 테이블(110)과;

   가공대상물을 압력차에 의해 상기 테이블 상면에 고정가능하도록 진공압력을 발생시키는 진공펌프와;

   상기 테이블(110) 상면으로부터 상기 진공펌프로 공기를 흡입하는 연결경로를 제공하는 튜브와;

   상기 테이블(110) 상면과 진공펌프간의 연결경로를 개폐조정하도록 상기 튜브상에 설치되는 밸브와;

   상기 테이블(110) 상면으로부터 공기와 함께 도입되는 절삭유를 축적가능한 수용공간부를 구비하여 상기 테이블(110) 상면과 진공펌프간의 연결경로상에 설치되는 보조탱크(150);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공장치
5. 제4항에 있어서, 상기 보조탱크(150)는,

   상기 테이블(110) 상면에서 공기와 함께 도입되는 절삭유를 운동에너지의 감소 및 상쇄에 의해 정체가능하도록 연장된 형상의 내부공간을 제공하는 케이스(151)와;

   상기 진공펌프측으로 이송중인 절삭유 및 공기가 상기 케이스(151) 내부로 도입되도록 상기 케이스(151)의 일단부에 설치되는 도입구(152)와;

   상기 케이스(151) 내부로 도입된 공기가 상향배출가능하도록 상기 케이스(151)의 타단부에 설치되는 공기배출구(153)와;

   상기 케이스(151) 내부에 지정용량 이상 축적된 절삭유를 감지하여 신호를 발생시키는 레벨센서(154)와;

   상기 케이스(151) 내부에 축적된 절삭유를 배출조정하도록 상기 케이스(151) 하단에 설치된 배출밸브(155)와;

   상기 케이스(151) 내부에서 상기 공기배출구(153)측으로의 절삭유의 이동을 방해하도록 상기 도입구(152)에서 공기배출구(153)로의 직선이동경로를 가로지르며 설치되는 방해격벽(156);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공장치
6. 제1항에 있어서, 상기 에어나이프부(300)는,

   상기 툴홀더(210)측으로의 에어분사 방향을 가지고 상기 공구회전부(200) 전방에 설치되는 에어노즐(310)과;

   상기 에어노즐(310)이 상기 공구회전부(200)와 동일한 변위로 이동되면서 상기 공구회전부(200)의 상, 하부로 승강조정되도록 상기 공구회전부(200)와 에어노즐(310)에 실린더부(321)와 피스톤부(322)가 각각 결합된 업다운실린더(320)와;

   상기 업다운실린더(320)와의 상대이동에 의해 상기 에어노즐(310)의 분사방향을 조정하도록 상기 에어노즐(310)의 일측에 왕복이동되는 일단부가 결합된 조정실린더(330);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공장치
7. 제1항에 있어서, 상기 자동공구교환부(400)는,

   다수의 공구(10)가 장착 및 이탈가능한 공구장착부(411)와 상기 공구장착부(411)를 전후방으로 왕복이동시키는 이동실린더부(412)가 구비된 공구교환기(410)와;

   상기 공구교환기의 공구장착부(411)를 수용가능한 내부공간부(421)와, 상기 내부공간부(421)를 상기 테이블부(100)와 공구회전부(200) 사이에 형성되는 가공공간부와 공간적으로 분리조정하도록 개폐가능한 도어부(422)가 구비된 매거진(420)과;

   상기 공구교환기의 공구장착부(411)가 상기 매거진(420) 내외부로 이동되거나 외부에 노출된 상태에서 상기 도어부(422)를 개방된 상태로 유지하도록 상기 도어부(422)와 접속이 이루어지는 단부측으로 돌출되는 측면형상을 가지고 상기 공구교환기의 공구장착부(411)와 결합되는 접속판넬(430)와;

   상기 매거진의 도어부(422)에 외륜이 접하도록 상기 접속판넬(430)의 단부에 설치되는 접속롤러(440);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공장치
8. 제1항에 있어서,

   가공중에 발생된 칩이나 절삭유를 흡입하도록 상기 테이블부(100)와 공구회전부(200) 사이의 가공공간부측에 흡입구(610)가 설치된 흡입후드(600);를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공장치
9. 유리소재 가공대상물을 진공흡입에 의해 테이블(110)에 안착, 고정시키는 대상물고정단계와;

   고속회전되는 공구(10)를 지정된 경로를 따라 이송시키며 상기 테이블(110)상에 고정된 가공대상물을 가공하는 대상물가공단계와;

   공구(10)를 홀딩하고 있는 툴홀더(210)에 장착된 공구(10)를 가공대상물의 형상이나 소재특성에 따라 자동으로 교환하는 공구교환단계와;

   가공중에 발생되는 칩이나 절삭유를 지속적으로 흡입하여 제거시키는 부산물흡입단계와;

   상기 툴홀더(210) 전방에 설치된 에어노즐(310)로부터 상기 툴홀더(210)에 장착된 공구(10)의 하부측으로 에어를 분사하여 공구(10) 및 테이블(110)로부터 칩이나 절삭유를 이탈시키며 클리닝하는 제1클리닝단계와;

   상기 에어노즐(310)의 분사각을 변경하여 상기 툴홀더(210)와 공구(10)의 결합부측으로 에어를 분사하며 상기 툴홀더(210)와 공구(10)로부터 칩이나 절삭유를 이탈시키며 클리닝하는 제2클리닝단계와;

   진공흡입 중에 공기와 함께 진공펌프측으로 이송되는 절삭유를 상기 진공펌프 내부로의 도입을 차단하며 축적, 배출시키는 절삭유제거단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공방법
10. 제9항에 있어서, 상기 절삭유제거단계는,

    공기와 함께 유동중인 절삭유를 축적 및 수용가능한 보조탱크(150) 내부로 이송시키는 절삭유이송단계와;

    상기 보조탱크(150) 내부로 도입된 공기는 상기 보조탱크(150) 외부로 배출시키고, 절삭유는 운동에너지의 감소 및 상쇄에 의해 정체시켜 축적 및 포집시키는 절삭유포집단계와;

    상기 보조탱크(150) 내부에 지정용량 이상 축적된 절삭유를 배출시키는 절삭유배출단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유리가공방법

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