KR100935033B1 - 싱글볼 가공방법 - Google Patents

Abstract

싱글볼 가공방법이 개시된다. 그러한 싱글볼 가공방법은 싱글볼 공급부에 의하여 싱글볼을 저장하고, 순차적으로 정렬하여 픽업위치로 이동시키는 제 1단계; 상기 픽업위치로 이동된 싱글볼을 픽업하여 홀더에 의하여 가공위치로 이동시키는 제 2단계; 상기 가공위치에 정렬된 싱글볼을 복수개의 척부를 X축 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 척부의 스핀들이 상기 싱글볼에 삽입되도록 함으로써 지지하는 제 3단계; 그리고 상기 복수개의 척부에 의하여 지지된 싱글볼을 헤드부의 바이트 조립체를 회전시킴으로써 가공하여 싱글볼의 표면에 무늬를 형성하는 제 4단계를 포함한다.

싱글볼, 가공, 방법, 척부, 스핀들, 실린더

Description

싱글볼 가공방법{METHOD FOR CUTTING SINGLE BALL}

본 발명은 싱글볼 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싱글볼의 연마 및 광택공정을 자동적으로 실시할 수 있는 싱글볼 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 금, 은, 보석 등의 귀금속을 연마하거나 광택작업을 실시하는 경우에는 적절한 귀금속 가공장치에 의하여 가공하게 된다.

특히, 팔찌 또는 목걸이 등과 같은 장식용 액세서리는 줄에 구슬형상의 싱글볼을 다수개 꿰어서 제조하게 된다.

그리고, 작업자는 금 또는 은 등과 같은 귀금속을 적절한 가공도구를 이용하여 가공함으로써 구슬형상의 싱글볼을 가공할 수 있다.

그러나, 작업자가 재단된 싱글볼을 손으로 잡고 그라인더를 이용하여 표면을 연마하기 때문에 생산성이 저하되고, 수작업으로 싱글볼의 표면을 연마하기 때문에 연마 후에 싱글볼의 두께 및 폭이 균일하지 않아 제품의 상품가지가 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 작업자가 싱글볼을 손으로 잡고 그라인더를 이용하여 표면을 연마하기 때문에 작업의 안전도가 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 싱글볼의 표면에 무늬를 가공하는 공정을 자동적으로 실시할 수 있는 싱글볼 가공장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 싱글볼 공급부에 의하여 싱글볼을 저장하고, 순차적으로 정렬하여 픽업위치로 이동시키는 제 1단계; 상기 픽업위치로 이동된 싱글볼을 픽업하여 홀더에 의하여 가공위치로 이동시키는 제 2단계; 상기 가공위치에 정렬된 싱글볼을 복수개의 척부를 X축 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 척부의 스핀들이 상기 싱글볼에 삽입되도록 함으로써 지지하는 제 3단계; 그리고 상기 복수개의 척부에 의하여 지지된 싱글볼을 헤드부의 바이트 조립체를 회전시킴으로써 가공하여 싱글볼의 표면에 무늬를 형성하는 제 4단계를 포함하는 싱글볼 가공방법을 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 싱글볼 가공방법은 싱글볼의 공급과, 척부에 의한 지지 및 회전과, 싱글볼의 표면을 바이트에 의하여 가공하여 무늬를 형성하는 과정이 자동화됨으로써 용이하게 싱글볼을 가공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 싱글볼 가공장치의 제어방법이 첨부된 도면 에 의하여 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글볼 가공장치의 제어방법을 보여주는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 싱글볼 가공장치를 보여주는 사시도이고, 도 3은 정면도이고, 도 4는 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 싱글볼 가공장치(1)의 제어방법은 싱글볼(B)을 저장하고, 순차적으로 정렬하여 픽업위치로 이동시키는 제 1단계(S110)와; 상기 픽업위치로 이동된 싱글볼(B)을 픽업하여 가공위치로 이동시키는 제 2단계(S120)와; 상기 가공위치에 정렬된 싱글볼(B)을 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4)에 의하여 X축 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 싱글볼(B)을 지지 및 회전시키는 제 3단계(S130)와; 그리고 상기 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4)에 의하여 지지된 싱글볼(B)의 표면에 무늬(W)를 형성하는 제 4단계(S140)와, 상기 싱글볼(B)이 가공된 후, 상기 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4)를 원위치로 복귀시키고, 상기 싱글볼(B)을 낙하시켜서 저장하는 제 5단계(S150)를 포함한다.

이러한 순서로 진행되는 싱글볼 가공장치의 제어방법에 있어서, 상기 제 1단계(S110)에서는 싱글볼(B)을 픽업위치로 이동시킨다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 싱글볼(B)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2싱글볼 공급부(11,13)에 의하여 픽업위치로 공급될 수 있다.

즉, 싱글볼(B)은 상기 제 1 및 제 2싱글볼 공급부(11,13)의 드럼(117)에 다수개의 싱글볼(B)을 저장하는 단계와, 상기 드럼(117)을 진동시키는 단계와, 진동에 의하여 상기 싱글볼(B)들이 일렬로 정렬되어 상기 픽업위치로 이동되는 단계를 통하여 공급될 수 있다.

이때, 상기 제 1 및 제 2싱글볼 공급부(11,13)는 동일한 구조를 갖음으로이하, 제 1싱글볼 공급부(11)에 의하여 싱글볼(B)이 공급되는 과정을 설명한다.

즉, 상기 제 1싱글볼 공급부(11)는 다수개의 싱글볼(B)이 저장되는 드럼(117)과, 상기 드럼(117)을 진동시키는 진동부(118)와, 진동에 의하여 상기 싱글볼(B)들이 일렬로 정렬되어 이동되도록 하는 가이드부(119)와, 가이드부(119)에 의하여 픽업위치까지 이동된 싱글볼(B)들을 픽업하여 가공위치로 이동시키는 홀더(130)를 포함한다.

그리고, 상기 드럼(117)은 내측 외주부에 싱글볼(B)이 이동하는 통로가 형성된다. 따라서, 상기 진동부(118)가 구동하는 경우, 상기 드럼(117)이 진동함으로써 싱글볼(B)들이 통로를 따라 가이드부(119)로 이동한다.

이때, 상기 드럼(117)이 진동함으로써 싱글볼(B)을 정렬하여 이동시키는 방식은 널리 알려진 방식이다.

그리고, 상기 가이드부(119)의 상면에는 가이드홈(121)이 형성됨으로써, 드럼(117)에 저장된 다수개의 싱글볼(B)들이 일렬로 이동될 수 있다.

또한, 상기 가이드홈(121)에는 가이드바(G)가 구비됨으로써 싱글볼(B)의 각 부분의 직경 차이에 따라서 싱글볼(B)의 삽입홀(h;도5a)이 양측방향으로 향하도록 배치한다.

즉, 싱글볼(B)의 양측에 각각 형성된 삽입홀(h)간의 직경(D;도5a)과 그 외 부분의 직경(D1;도5a)은 길이의 차이가 있음으로 이러한 싱글볼(B)이 진동에 의하 여 진동하는 과정에 가이드바(G)에 의하여 걸리게 된다.

그리고, 가이드바(G)에 걸린 싱글볼(B)은 눕혀짐으로써 삽입홀(h)이 측방향으로 향하게 되고, 이때, 가이드홈(121)은 픽업위치 방향으로 직선형상이므로 상기 싱글볼(B)은 이러한 가이드홈(121)에 놓여짐으로써 상기 삽입홀(h)이 측방향에서 픽업위치 방향으로 정렬되어 이동될 수 있다.

상기 제 1단계(S110)가 완료되면, 싱글볼(B)들을 픽업하여 가공위치로 이동시키는 제 2단계(S120)가 진행된다.

상기 제 2단계(S120)에서는 가이드홈(121)을 따라 픽업위치로 이동된 싱글볼(B)들을 홀더(130)가 픽업하여 가공위치로 이동시킨다.

즉, 상기 제 2단계(S120)에서는 상기 홀더(130)의 실린더(125)가 구동함으로써 피스톤(52)이 상기 픽업위치로 이동하는 단계와, 상기 픽업위치로 이동된 피스톤(52)의 선단에 구비된 픽업기(127)가 진공압에 의하여 싱글볼(B)을 픽업하는 단계가 진행된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 홀더(130)는 홀더(130)를 지지하는 지지 브래킷(123)과, 상기 지지 브래킷(123)의 일측에 구비되는 실린더(125)와, 상기 실린더(125)에 연결되어 전후진이 가능하며 진공압에 의하여 싱글볼(B)을 픽업하는 픽업기(127)를 포함한다.

상기 실린더(125)는 통상적인 구조의 공압 실린더를 의미한다. 따라서, 상기 실린더(125)가 구동하는 경우, 피스톤(52)이 전후진을 한다.

이때, 상기 피스톤(52)의 선단에는 상기 픽업기(127)가 구비된다. 이 픽업기(127)는 진공장치(도시안됨)와 배관을 통하여 연결된다.

따라서, 상기 픽업기(127)는 진공압에 의하여 가이드부(119)의 싱글볼(B)을 픽업할 수 있다.

상기 픽업기(127)가 싱글볼(B)을 픽업하면, 상기 피스톤(52)이 전진함으로써 싱글볼(B)을 가공위치로 이동시킨다.

상기에서는 싱글볼이 싱글볼 공급부에 의하여 자동으로 가공위치에 공급되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 작업자가 수작업에 의하여 싱글볼을 가공위치로 공급할 수도 있다.

이와 같이, 상기 싱글볼(B)이 픽업기(127)에 의하여 가공위치에 도달하는 단계가 완료되면, 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4)중 서로 대응되는 2개의 척부가 싱글볼(B)을 지지하여 회전시키는 제 3단계(S130)가 진행된다.

이러한 제 3단계(S130)는 상기 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4)가 1차 X축 이송부(17)에 의하여 X축 방향으로 1차적으로 이동하는 단계와; Y축 이송부(19)에 의하여 제 2 및 제 3이송 플레이트(37,39)가 Y축 방향으로 이동하는 단계와; 2차 X축 이송부(18)에 의하여 제 4 및 제 5이송 플레이트(65,63)가 X축 방향으로 2차적으로 이동하는 단계와; 상기 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4)가 상기 가공위치로 이동하여 싱글볼(B)을 고정시키는 단계를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면, 베이스(3)상에 구비되어 X축 방향으로 운동하는 1차 X축 이송부(17)와, 상기 1차 X축 이송부(17)의 상부에 구비되어 Y축 방향으로 운동하는 Y축 이송부(19)와, 상기 Y축 이송부(19)의 상부에 구비되어 X축 방향으로 운동하는 2차 X축 이송부(18)에 의하여 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4), 즉 제 1 내지 제 4척부가 가공위치로 이동될 수 있다.

즉, 상기 1차 X축 이송부(17)는 제 1베이스 플레이트(21)의 상면에 배치된 한 쌍의 제 1레일(23)을 포함한다. 그리고, 한 쌍의 제 1레일(23)에는 제 1이송 플레이트(25)가 활주가능하게 안착된다. 즉, 상기 제 1이송 플레이트(25)의 저면에는 한 쌍의 가이드홈(27)이 형성되며, 한 쌍의 가이드홈(27)은 한 쌍의 제 1레일(23)상에 안착된다.

그리고, 상기 제 1이송 플레이트(25)의 일측에는 제 1서보모터 조립체(29)가 연결됨으로써 제 1이송 플레이트(25)를 X축 방향을 따라 왕복운동시킨다.

이때, 상기 제 1서보모터 조립체(29)에 연결된 볼스크류(31)는 제 1이송 플레이트(25)의 측면에 연결된다.

따라서, 제 1서보모터 조립체(29)가 구동하는 경우, 상기 볼스크류(31)가 회전함으로써 상기 제 1이송 플레이트(25)가 X축 방향을 따라 왕복 운동을 한다.

물론, 상기 볼 스크류방식에 한정되는 것은 아니고, 실린더 방식에 의하여 제 1이송 플레이트를 이동시키는 것도 가능하다.

그리고, 상기 Y축 이송부(19)가 Y축 방향으로 이동하는 단계는 제 2 및 제 3이송 플레이트(37,39)를 Y축 방향을 따라 1차적으로 이동시키는 단계와; 상기 제 2 및 제 3이송 플레이트(37,39)의 일측에 구비된 실린더(51)를 구동함으로써 제 2 및 제 3이송 플레이트(37,39)를 2차적으로 이동시키는 단계를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 Y축 이송부(19)는 제 1이송 플레이트(25)의 상면에 배치된 제 2베이스 플레이트(33)와; 상기 제 2베이스 플레이트(33)의 상면에 배치된 한 쌍의 제 2레일(35)과; 한 쌍의 제 2레일(35)의 일측상에 활주가능하게 안착된 제 2이송 플레이트(37)와; 한 쌍의 제 2레일(35)의 타측상에 활주가능하게 안착되어 상기 제 2이송플레이트(37)에 대응되는 제 3이송 플레이트(39)와; 상기 제 2이송 플레이트(37)의 일측에 연결된 제 2서보모터 조립체(41)와; 상기 제 3이송 플레이트(39)의 타측에 연결된 제 3서보모터 조립체(43)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 Y축 이송부에 있어서, 상기 제 2베이스 플레이트(33)의 저면과 제 1이송 플레이트(25)의 상면 사이에는 지지축(45)이 배치된다.

따라서, 제 1이송 플레이트(25)가 이동하는 경우, 상기 제 2베이스 플레이트(33)도 같이 이동가능하다.

상기 제 2이송 플레이트(37) 및 제 3이송 플레이트(39)는 제 2레일(35)상에 각각 활주가능하게 장착되어 Y축 방향을 따라 이송된다.

이러한 제 2 및 제 3이송 플레이트(37,39)는 저면에 가이드홈(47)이 형성되며, 이 가이드홈(47)이 제 2레일(35)상에 안착된다.

따라서, 상기 제 2 및 제 3서보모터 조립체(41,43)가 구동되는 경우, 제 2 및 제 3이송 플레이트(37,39)가 각각 Y축방향을 따라 이동가능하다.

상기 제 2서보모터 조립체(41)는 제 2이송 플레이트(37)의 일측에 구비됨으로써 상기 제 2이송 플레이트(37)를 이동시킬 수 있다.

이러한 제 2서보모터 조립체(41)는 제 2베이스 플레이트(33)상에 구비된 지지 프레임(49)과; 상기 지지 프레임(49)상에 안착된 실린더(51)와; 상기 실린더(51)에 구비되어 상기 제 2이송 플레이트(37)에 연결된 피스톤(52)과; 상기 지지 프레임(49)을 관통하여 상기 제 2이송 플레이트(37)에 연결되는 이송축(53)을 포함한다.

이때, 상기 이송축(53)은 지지 프레임(49)을 관통하며, 일측은 상기 지지 프레임(49)의 외측으로 돌출되고, 타측은 상기 실린더(51)에 체결된다.

따라서, 상기 이송축(53)을 회전시키는 경우, 상기 실린더(51)가 Y축 방향을 따라 전후진하게 된다.

그리고, 상기 실린더(51)를 전진시킴으로써 제 2이송 플레이트(37)를 이동시켜서 제 3척부(C3)를 2차적으로 이동시킴으로써 싱글볼(B)을 고정시킨다.

또한, 제 3이송 플레이트(39)의 일측에 연결된 상기 제 3서보모터 조립체(43)가 구동함으로써 상기 제 3이송 플레이트(39)가 Y축 방향을 따라 전후진하게 된다.

이때, 상기 제 3서보모터 조립체(43)는 제 2서보모터 조립체(41)와 동일한 구조 및 작용을 하므로 이하, 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 상기 제 3이송 플레이트(39)의 상부에는 제 4척부(C4)가 구비된 상태이다.

따라서, 상기 제 3 및 제 4척부(C3,C4)가 제 2 및 제 3이송플레이트(37,39)의 이동에 의하여 가공위치로 이동될 수 있다.

이와 같이, 1차 X축 이송부(17)가 이동하고, Y축 이송부(19)가 이동함으로써 제 3 및 제 4척부(C3,C4)가 가공위치로 이동하게 된다.

반면에, 2차 X축 이송부(18)에 의하여 제 1 및 제 2척부(C1,C2)가 가공위치로 이동하게 된다.

즉, 상기 2차 X축 이송부(18)가 X축 방향으로 이동하는 단계는 제 4 및 제 5이송 플레이트(65,63)에 연결된 이송축(150,71)을 회전시킴으로써 X축 방향을 따라 1차적으로 이동시키는 단계와; 상기 제 4 및 제 5이송플레이트(65,63)의 일측에 구비된 실린더(152,67)를 구동함으로써 제 4 및 제 5이송플레이트(65,63)를 2차적으로 이동시키는 단계를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제 2차 X축 이송부(18)는 상기 제 2이송 플레이트(37)의 상부에 배치되는 제 3베이스 플레이트(59)와, 상기 제 3베이스 플레이트(59)의 상부에 배치되는 한 쌍의 제 3레일(61)과, 한 쌍의 제 3레일(61)상에 각각 안착되는 제 4 및 제 5이송 플레이트(65,63)와, 상기 제 4 및 제 5이송플레이트(65,63)에 각각 구비되어 이동시키는 제 4 및 제 5서보모터 조립체(58,57)를 포함한다.

상기 제 4이송 플레이트(65)는 상기 제 3레일(61)의 일측에 활주가능하게 구비된다. 그리고, 제 4이송 플레이트(65)의 일측에는 제 4서보모터 조립체(58)가 연결된다. 이때, 상기 제 4서보모터 조립체(58)는 상기 제 2서보모터 조립체(51)와 동일한 구조를 갖는다.

즉, 제 4서보모터 조립체(58)의 이송축(150)을 회전하는 경우, 실린더(152)가 이동되고, 실린더(152)의 피스톤(154)이 제 4이송 플레이트(65)에 연결된다.

따라서, 상기 제 4서보모터 조립체(58)가 구동하는 경우, 상기 제 4이송 플 레이트(65)가 X축 방향을 따라 전후진가능하다.

상기 제 5이송 플레이트(63)는 제 3레일(61)의 타측에 활주가능하게 구비된다. 그리고, 상기 제 5이송 플레이트(63)의 일측에는 제 5서보모터 조립체(57)가 연결된다.

이때, 상기 제 5서보모터 조립체(58)는 제 2서보모터 조립체(41)와 동일한 구조를 갖는다.

즉, 제 5서보모터 조립체(58)의 지지 프레임(74)에는 이송축(71)이 구비되고, 상기 이송축(71)을 회전하는 경우, 실린더(67)가 이동되고, 실린더(67)의 피스톤(69)이 제 5이송 플레이트(63)에 연결된다.

따라서, 상기 제 5서보모터 조립체(58)가 구동하는 경우, 상기 제 4이송 플레이트(65)가 X축 방향을 따라 전후진가능하다.

상기에서는 1차 및 2차 X축 이송부(17,18)와, Y축 이송부(19)에 의하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, Y축 이송부와 2차 X축 이송부만을 포함할 수도 있고, 동일 플레이트상에 제 2 내지 제 5이송플레이트가 같이 배치될 수도 있다.

상기한 바와 같이, 제 1 및 제 2척부(C1,C2) 혹은 제 3 및 제 4척부(C3,C4)는 선택적으로 가공위치로 이동함으로써 싱글볼을 지지할 수 있다.

한편, 상기 제 1 척부(C1)는 제 4이송플레이트(65)의 상면에 구비된 제 1하우징(85)과, 상기 제 1하우징(85)에 베어링(도시안됨)에 의하여 공회전 가능하게 장착되는 제 1스핀들(79)을 포함한다.

이때, 상기 제 1스핀들(79)의 선단부(141)는 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 쐐기형상을 갖음으로써 싱글볼(B)의 삽입홀(h) 일측에 삽입되어 지지할 수 있다.

그리고, 상기 제 2척부(C2)는 제 1척부(C1)와 유사한 구조를 갖는다. 즉, 제 2척부(C2)는 상기 제 5이송 플레이트(63)의 상면에 구비된 제 2하우징(89)과, 제 2하우징(89)에 회전가능하게 장착되어 상기 제 1스핀들(79)에 대응되는 제 2스핀들(77)과, 상기 제 2스핀들(77)을 회전시키는 제 1모터 조립체(91)를 포함한다.

상기 제 2스핀들(77)은 제 1스핀들(79)과 동일하게 선단부(139)가 쐐기형상을 갖는다. 그리고, 상기 제 2스핀들(77)은 제 1모터 조립체(91)에 의하여 회전된다.

상기 제 1모터 조립체(91)는 제 2하우징(89)에 연결되며, 제 1모터 조립체(91)의 제 1회전축(93)은 상기 제 2스핀들(77)에 연결된다.

따라서, 상기 제 1모터 조립체(91)가 구동되는 경우, 제 1회전축(93)이 회전하므로써 상기 제 2스핀들(77)이 회전될 수 있다.

따라서, 제 1스핀들(79)과 제 2스핀들(77)이 서로 대응되도록 배치된 상태에서, 양 선단부(141,139)가 상기 싱글볼(B)을 지지할 수 있다. 그리고, 제 2스핀들(77)이 회전하는 경우, 제 1스핀들(79)도 같이 공회전함으로써 지지된 싱글볼(B)을 자전시킨다.

따라서, 바이트 조립체(107)의 가공날(145)이 싱글볼(B)의 외주면에 접촉함으로써 홈(W;도6)을 가공할 수 있다.

이때, 후술하는 제 3 및 제 4스핀들(75,81)은 싱글볼(B)로부터 떨어져 위치함으로써 제 1 및 제 2스핀들(79,77)과 간섭이 되는 것을 방지할 수 있다.

다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제 3척부(C3)는 제 1척부(C1)와 동일한 구조를 가지며, 다만, 배치위치가 다르다.

즉, 상기 제 3척부(C3)는 제 2이송 플레이트(37)의 상부에 구비된 제 3하우징(83)과, 상기 제 3하우징(83)에 회전가능하게 장착되는 제 3스핀들(75)을 포함한다.

이때, 상기 제 3스핀들(75)의 선단부(135)는 오목홈 형상을 갖음으로써 싱글볼(B)의 표면에 마찰접촉한다.

따라서, 제 2이송 플레이트(37)가 전후진하는 경우, 상기 제 3척부(C3)도 같이 전후진될 수 있다.

그리고, 상기 제 4척부(C4)는 제 2척부(C2)와 동일한 구조를 가지며, 상기 제 3척부(C3)와 대응되도록 배치된다.

즉, 상기 제 4척부(C4)는 제 3이송 플레이트(39)의 상부에 구비된 제 4하우징(87)과, 상기 제 4하우징(87)에 회전가능하게 장착되는 제 4스핀들(81)과, 상기 제 4스핀들(81)을 회전시키는 제 2모터 조립체(95)를 포함한다.

이때, 상기 제 4스핀들(81)의 선단부(137)는 제 3스핀들(75)의 선단부(135)와 동일하게 오목홈 형상을 갖음으로써 싱글볼(B)의 표면에 마찰접촉할 수 있다.

따라서, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 및 제 4척부(C3,C4)가 가공위치에 도달한 경우, 상기 제 3 및 제 4스핀들(75,81)의 오목홈 형상의 선단부(135,137)가 싱글볼(B)의 표면에 마찰접촉함으로써 싱글볼(B)을 지지할 수 있다.

그리고, 제 3 및 제 4스핀들(75,81)이 싱글볼(B)을 지지한 상태에서, 제 4스핀들(81)이 회전함으로써 헤드부(9;도1)의 바이트 조립체(107;도5)의 가공날(145;도5)이 싱글볼(B)의 외주면에 접촉함으로써 홈(W)을 가공할 수 있다.

이때, 상기 제 1 및 제 2스핀들(79,77)은 싱글볼(B)로부터 떨어져 위치함으로써 제 3 및 제 4스핀들(75,81)과 간섭이 되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 4스핀들(77,79,75,81)에 의하여 싱글볼(B)이 지지될 수 있다.

이와 같이, 4개의 척부(C1,C2,C3,C4)가 싱글볼(B)을 지지하고 회전시키는 단계가 완료되면, 싱글볼(B)의 표면에 무늬를 가공하는 제 4단계(S140)가 진행된다.

상기 제 4단계(S140)에서는 헤드부(9)의 바이트 조립체(107)가 회전함으로써 싱글볼(B)의 표면에 무늬(W)를 형성하게 된다.

이러한 제 4단계에는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 헤드부(9)가 X축부(99),Y축부(104) 및 Z축부(98)에 의하여 X축, Y축, Z축 방향으로 이동하는 단계와; 상기 바이트 조립체(107)가 상기 싱글볼(B)의 표면에 접촉하여 홈(W)을 형성하는 단계와; 상기 싱글볼(B)의 표면 일측에 홈(W)을 형성한 후, 상기 헤드부(9)의 θ축부(100)를 회전시킴으로써 상기 바이트 조립체(107)를 회전시켜 상기 홈(W)의 인접위치에 다른 홈을 형성하는 단계를 포함한다.

이러한 헤드부(9)를 보다 상세하게 설명하면, 상기 헤드부(9)는 X축방향으로 이동가능한 X축부(99)와; 상기 X축부(99)에 연결되어 Y축 방향으로 이동가능한 Y축부(104)와, 상기 Y축부(104)에 연결되어 상하방향의 Z축운동이 가능한 Z축부(98)와; 상기 Z축부(98)에 연결되어 회전운동이 가능한 θ축부(100)와; θ축부(100)의 하부에 회전가능하게 구비되어 상기 싱글볼(B)의 표면에 접촉하여 무늬를 형성하는 바이트 조립체(107)와; 상기 바이트 조립체(107)를 회전시키는 구동부(102)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 헤드부에 있어서, 상기 X축부(99)는 지지 프레임(f)의 저면에 고정적으로 장착된 X축 베이스 플레이트(160)와; X축 베이스 플레이트(160)의 일측에 돌출된 X축 지지바(162)와; 상기 X축 베이스 플레이트(160)의 저면에 X축 방향으로 이동가능하게 결합된 X축 이송 플레이트(164)와; 상기 X축 지지바(162)와 X축 이송 플레이트(164)를 서로 연결함으로써 회전시 상기 X축 이송 플레이트(164)를 X축 방향으로 이송시키는 X축 조절나사(166)를 포함한다.

상기 X축 베이스 플레이트(160)의 저면에는 한 쌍의 X축홈(168)이 형성되며, 상기 X축 이송 플레이트(164)의 상면에는 한 쌍의 X축 레일(170)이 돌출 형성된다. 그리고, 상기 한 쌍의 X축 레일(170)은 한 쌍의 X축홈(168)에 활주가능하게 결합된다.

따라서, 상기 X축 조절나사(166)를 회전시키는 경우, 상기 X축 레일(170)이 X축홈(168)에 활주가능하게 결합되어 있음으로 상기 X축 이송 플레이트(164)가 이동가능하다.

이러한 X축 조절나사(166)는 일단은 상기 X축 지지바(162)에 삽입되어 있고, 타단은 상기 X축 이송 플레이트(164)의 측면에 형성된 X축 나사홀(h1)에 나사결합된다.

그리고, 상기 X축 조절나사(166)에는 제 1스토퍼(172)가 구비됨으로써 X축의 정방향 이동을 제한하고, 제 2스토퍼(174)가 구비됨으로써 역방향 이동을 제한한다.

이때, 상기 X축 지지바(162)는 X축 이송 플레이트(164)의 측면 양단으로부터 각각 돌출된 한 쌍의 연결축(176a,176b)에 의하여 고정된 상태이다. 그리고, 상기 X축 지지바(162)에는 반원형홈(178)이 형성됨으로써 상기 X축 조절나사(166)가 삽입된다.

따라서, 상기 X축 조절나사(166)를 정회전시키는 경우, 제 1스토퍼(172)가 X축 지지바(162)의 외측면에 접촉하게 되므로, 상기 X축 이송플레이트(164)가 X축의 정방향으로 이동가능하고, 상기 X축 조절나사(166)를 역회전시키는 경우, 제 2스토퍼(174)가 상기 X축 지지바(162)의 내측면에 접촉하게 되므로, 상기 X축 이송플레이트(164)가 X축의 역방향으로 이동가능하다.

결과적으로, 상기 X축 조절나사(166)가 정회전되거나, 역회전됨으로써 X축 이송 플레이트(164)가 X축 방향을 따라 적절하게 이동될 수 있다.

그리고, 상기 Y축부(104)는 X축부(99)와 유사한 구조를 가지며, 그 배치방향이 Y축 방향으로 배치됨으로써 Y축 방향을 따라 이동한다.

이러한 Y축부(104)는 X축 이송 플레이트(164)의 저면에 장착된 Y축 베이스 플레이트(180)와; Y축 베이스 플레이트(180)의 일측에 돌출된 Y축 지지바(182)와; 상기 Y축 베이스 플레이트(180)의 저면에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합된 Y축 이송 플레이트(184)와; 상기 Y축 지지바(182)와 Y축 이송 플레이트(184)를 서로 연결함으로써 회전시 상기 Y축 이송 플레이트(184)를 Y축 방향으로 이송시키는 Y축 조절나사(186)를 포함한다.

상기 Y축 베이스 플레이트(180)의 저면에는 한 쌍의 Y축홈(188)이 형성되며, 상기 Y축 이송 플레이트(184)의 상면에는 한 쌍의 Y축 레일(190)이 돌출 형성된다. 그리고, 상기 한 쌍의 Y축 레일(190)은 한 쌍의 Y축홈(188)에 활주가능하게 결합된다.

따라서, 상기 Y축 조절나사(186)를 회전시키는 경우, 상기 Y축 레일(190)이 Y축홈(188)에 활주가능하게 결합되어 있음으로 상기 Y축 이송 플레이트(184)가 이동가능하다.

이러한 Y축 조절나사(186)는 일단은 상기 Y축 지지바(182)에 삽입되어 있고, 타단은 상기 Y축 이송 플레이트(184)의 측면에 형성된 Y축 나사홀(h2)에 나사결합된다.

그리고, 상기 Y축 조절나사(186)에는 제 3스토퍼(192)가 구비됨으로써 Y축의 정방향 이동을 제한하고, 제 4스토퍼(194)가 구비됨으로써 역방향 이동을 제한한다.

이때, 상기 Y축 지지바(182)는 Y축 이송 플레이트(184)의 측면 양단으로부터 각각 돌출된 한 쌍의 연결축(194a,194b)에 의하여 고정된 상태이다. 그리고, 상기 Y축 지지바(182)에는 반원형홈(193)이 형성됨으로써 상기 Y축 조절나사(186)가 삽 입된다.

따라서, 상기 Y축 조절나사(186)를 정회전시키는 경우, 제 3스토퍼(192)가 Y축 지지바(182)의 외측면에 접촉하게 되므로, 상기 Y축 이송플레이트(184)가 Y축의 정방향으로 이동가능하고, 상기 Y축 조절나사(186)를 역회전시키는 경우, 제 4스토퍼(194)가 상기 Y축 지지바(182)의 내측면에 접촉하게 되므로, 상기 Y축 이송플레이트(184)가 Y축의 역방향으로 이동가능하다.

결과적으로, 상기 Y축 조절나사(186)가 정회전되거나, 역회전됨으로써 Y축 이송 플레이트(184)가 Y축 방향을 따라 적절하게 이동될 수 있다.

상기한 바와 같이, X축부(99) 및 Y축부(104)를 적절하게 이동시킴으로써 헤드부(9)의 바이트 조립체(107)를 싱글볼 위치로 이동시킬 수 있다.

상기 헤드부(9)가 싱글볼(B)의 상부 소정 위치에 도달하면, Z축부(101)에 의하여 바이트 조립체(107)를 하강시킴으로써 싱글볼의 표면을 가공할 수 있다.

이러한 Z축부(101)는 Y축 이송 플레이트(184)에 장착된 Z축 베이스 플레이트(196)와, Z축 베이스 플레이트(196)의 일측면에 상하 운동가능하게 장착된 Z축 이송 플레이트(198)와, 상기 Z축 이송 플레이트(198)를 승하강시키는 Z축 서보모터 조립체(200)를 포함한다.

상기 Z축 베이스 플레이트(196)의 일측면에는 한 쌍의 Z축 레일(202)이 돌출 형성되고, Z축 이송 플레이트(198)의 일측면에는 한 쌍의 가이드홈(204)이 형성되어 한 쌍의 Z축 레일(202)에 활주가능하게 결합된다.

따라서, Z축 서보모터 조립체(200)가 구동하는 경우 상기 Z축 이송 플레이트(196)가 Z축 베이스 플레이트(196)상에서 승하강이 가능하다.

상기 Z축 서보모터 조립체(200)는 동력을 발생시키는 실린더(206)와, 상기 실린더(206)에 진퇴가능하게 구비되며 상기 Z축 이송 플레이트(198)에 연결되는 피스톤(208)을 포함한다.

따라서, 상기 피스톤(208)이 진출하는 경우에는 상기 Z축 이송 플레이트(198)가 하강하고, 상기 피스톤(208)이 수축하는 경우에는 상기 Z축 이송 플레이트(198)가 상승한다.

이와 같이, 상기 헤드부(9)는 X축부(99) 및 Y축부(104)에 의하여 가공위치로 이동한 후, Z축부(101)에 의하여 승하강함으로써 바이트 조립체(107)가 싱글볼(B)의 표면에 접촉할 수 있다.

그리고, 상기 θ축부(100)는 상기 Z축 이송 플레이트(198)에 연결된 θ축 브래킷(210)과, 상기 θ축 브래킷(210)의 상부에 구비되어 회전력을 발생시키는 서브 모터(212)와, 상기 θ축 브래킷(210)의 하부에 구비되어 상기 서브모터(212)에 연결됨으로써 회전가능하며, 상기 구동부(102) 및 바이트 조립체(107)가 구비되는 θ축 회전플레이트(214)를 포함한다.

상기 서브모터(212)는 제어부(15)의 신호에 의하여 제어되며, 서브모터(212)의 피스톤(208)은 일정 각도씩 회전가능하다.

따라서, 상기 서브모터(212)가 구동하는 경우, 상기 θ축 회전플레이트(214)가 일정 각도씩 회전함으로써 싱글볼(B)을 가공하는 바이트 조립체(107)가 싱글볼(B)의 표면에 대하여 일정 각도씩 회전함으로써 가공할 수 있다.

따라서, 상기 서브모터(212)가 일정 각도로 회전함에 따라, 상기 바이트 조립체(107)도 같이 회전함으로써 싱글볼(B)의 표면에 다수개의 홈(W)을 형성할 수 있다.

한편, 상기 구동부(102)는 θ축 브래킷(105)의 일측에 구비된 구동모터(103)와, 상기 구동모터(103)의 하부에 구비되며 일측에 상기 바이트 조립체(107)가 연결되는 피동축(111)과, 상기 구동모터(103)의 회전축(109)과 피동축(111)을 연결하여 회전력을 전달하는 풀리(113)를 포함한다.

따라서, 상기 구동모터(103)가 구동하는 경우, 상기 풀리(113)를 통하여 회전력이 피동축(111)에 전달됨으로써 상기 바이트 조립체(107)를 회전시킬 수 있다.

그리고, 상기 바이트 조립체(107)는 몸체(146)와, 상기 몸체(146)의 일측에 구비되어 싱글볼(B)의 표면에 홈을 형성하는 가공날(145)과, 상기 몸체(146)의 타측에 구비되어 바이트 조립체(107)의 회전시 중심을 유지하는 균형추(147)를 포함한다.

이때, 상기 가공날(145)은 회전시 싱글볼(B)의 표면에 무늬(W)을 형성할 수 있는 재질이며, 바람직하게는 다이아몬드 재질이다.

따라서, 상기 바이트 조립체(107)가 구동부(102)에 의하여 회전하는 경우, 상기 가공날(145)이 싱글볼(B)의 표면에 접촉하게 됨으로써 홈(W)을 형성한다.

이때, 상기 θ축부(100)가 일정 각도로 회전함에 따라, 상기 바이트 조립체(107)도 같이 회전하게 된다.

따라서, 상기 θ축부(100)를 회전시킴으로써 싱글볼(B)에 형성된 홈(W)의 인 접 위치로 바이트 조립체(107)를 위치시킨다.

그리고, 바이트 조립체(107)가 다시 회전함으로써 상기 싱글볼(B)의 표면에 다른 홈이 형성된다. 이러한 과정을 반복함으로써 싱글볼(B)의 표면에 무늬(W)가 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 헤드부(9)는 가공날(145)과 싱글볼(B)간의 간격, 회전각도, 회전속도 등의 변수를 적절히 조절함으로써 싱글볼(B)의 표면에 다양한 형상의 무늬를 형성할 수 있다.

상기한 바와 같이 싱글볼(B)에 대한 가공이 완료되면, 싱글볼(B)을 저장하기 위한 제 5단계(S150)가 진행된다.

즉, 상기 싱글볼(B)이 가공되면, 상기 복수개의 척부(C1,C2,C3,C4)가 원위치로 복귀된다.

이때, 상기 싱글볼(B)을 지지하던 스핀들(75,77,79,81)이 원위치로 복귀됨으로써 상기 싱글볼(B)은 낙하된다. 낙하된 싱글볼(B)은 하부에 구비된 저장조(R)에 저장된다. 물론, 별도의 저장조가 생략되고 베이스(3)에 낙하될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글볼 가공장치의 제어방법을 보여주는 순서도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 싱글볼 가공장치의 구조를 보여주는 사시도이다.

도 3은 도 2의 정면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 제 1 내지 제 4척부의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도 5(a) 및 도 5(b)는 스핀들이 싱글볼을 고정하고 있는 상태를 보여주는 도면이다.

도 6은 도 2에 도시된 헤드부의 바이트 조립체를 확대하여 보여주는 부분 확대사시도이다.

도 7은 도 6에 도시된 헤드부의 X축부 및 Y축부의 구조를 확대하여 보여주는 저면 사시도이다.

도 8은 도 7의 정면도이다.

Claims (10)

1. 싱글볼 공급부에 의하여 싱글볼을 저장하고, 진동에 의하여 순차적으로 정렬하여 픽업위치로 이동시키는 제 1단계;

   상기 픽업위치로 이동된 싱글볼을 픽업하여 홀더에 의하여 가공위치로 이동시키는 제 2단계;

   복수개의 척부중, 서로 대응되도록 배치된 척부를 X축 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 척부의 스핀들이 상기 가공위치에 정렬된 싱글볼을 지지하고 회전시키는 제 3단계;

   상기 복수개의 척부에 의하여 지지된 싱글볼의 표면에 회전하는 바이트를 접촉시킴으로써 홈을 가공하여 무늬를 형성하는 제 4단계; 그리고

   상기 싱글볼이 가공된 후, 상기 복수개의 척부를 원위치로 복귀시키고, 상기 싱글볼을 낙하시켜서 저장하는 제 5단계를 포함하는 싱글볼 가공방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1단계에서는 상기 싱글볼 공급부의 드럼에 다수개의 싱글볼을 저장하는 단계와, 상기 드럼을 진동시키는 단계와, 진동에 의하여 상기 싱글볼들이 일렬로 정렬되어 상기 픽업위치로 이동되는 단계를 포함하는 싱글볼 가공방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2단계에서는 상기 홀더의 실린더가 구동함으로써 피스톤이 상기 픽업위치로 이동하는 단계와, 상기 픽업위치로 이동된 피스톤의 선단에 구비된 픽업기가 진공압에 의하여 싱글볼을 픽업하는 단계를 포함하는 싱글볼 가공방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제 3단계에서는 상기 복수개의 척부가 1차 X축 이송부에 의하여 제 1이송 플레이트가 X축 방향으로 1차적으로 이동하는 단계와, Y축 이송부에 의하여 제 2 및 제 3이송 플레이트가 Y축 방향으로 이동하는 단계와, 2차 X축 이송부에 의하여 제 4 및 제 5이송 플레이트가 X축 방향으로 2차적으로 이동하는 단계와, 상기 복수개의 척부가 상기 가공위치로 이동하여 싱글볼을 고정시키는 단계를 포함하는 싱글볼 가공방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 X축 방향으로 1차적으로 이동하는 단계에서는 상기 제 1이송플레이트의 일측에 구비된 제 1서보모터 조립체의 피스톤이 X축 방향을 따라 왕복운동을 함으로써 제 1이송 플레이트가 X축 방향을 따라 왕복 운동을 하는 것을 특징으로 하는 싱글볼 가공방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 Y축 방향으로 이동하는 단계에서는 제 2 및 제 3이송 플레이트에 연결된 이송축을 회전시킴으로써 Y축 방향을 따라 1차적으로 이동시키는 단계와, 상기 제 2 및 제 3이송 플레이트의 일측에 구비된 실린더를 구동함으로써 제 2 및 제 3이송 플레이트를 2차적으로 이동시키는 단계를 포함하는 싱글볼 가공방법.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 X축 방향으로 2차적으로 이동하는 단계에서는 제 4 및 제 5이송 플레이트에 연결된 이송축을 회전시킴으로써 X축 방향을 따라 1차적으로 이동시키는 단계와, 상기 제 4 및 제 5이송플레이트의 일측에 구비된 실린더를 구동함으로써 제 4 및 제 5이송플레이트를 2차적으로 이동시키는 단계를 포함하는 싱글볼 가공방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 제 2 및 제 3이송플레이트에 각각 구비된 제 1 및 제 2척부의 제 1 및 제 2스핀들의 쐐기형 선단부가 상기 싱글볼의 삽입홀 양측에서 삽입되는 것을 특징으로 하는 싱글볼 가공방법.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 제 4 및 제 5이송플레이트에 각각 구비된 제 3 및 제 4척부의 제 3 및 제 4스핀들의 오목형 선단부가 상기 싱글볼의 표면에 마찰접촉하는 것을 특징으로 하는 싱글볼 가공방법.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 제 4단계에서는 X축방향으로 이동가능한 X축부와, 상기 X축부에 연결되어 Y축 방향으로 이동가능한 Y축부와, 상기 Y축부에 연결되어 상하방향의 Z축운동이 가능한 Z축부와, 상기 Z축부에 연결되어 회전운동이 가능한 θ축부와, 상기 θ축부의 하부에 회전가능하게 구비되어 상기 싱글볼의 표면에 접촉하여 무늬를 형성하는 바이트 조립체와, 상기 바이트 조립체를 회전시키는 구동부를 포함하는 헤드부가 상기 X축부 및 Z축부에 의하여 X축 및 Z축 방향으로 이동하는 단계와;

    상기 구동부에 의하여 회전함으로써 상기 바이트 조립체의 가공날이 상기 싱글볼의 표면에 접촉하여 홈을 형성하는 단계와;

    상기 싱글볼의 표면 일측에 홈을 형성한 후, 상기 헤드부의 θ축부를 회전시킴으로써 상기 바이트 조립체를 회전시켜 상기 홈의 인접위치에 다른 홈을 형성하는 단계를 포함하는 싱글볼 가공방법.

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