KR100935150B1 - 다이아몬드 바이트 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공구대의 위치가 나노미터 단위로 정확하게 조정 취출 세팅됨으로써 다이아몬드 바이트의 팁 형상정밀도가 초정밀도로 균일하게 가공되어 제품의 품질특성 및 생산성을 현저히 향상토록 하는 다이아몬드 바이트 연마장치에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 다이아몬드 바이트가 장착되는 공구대를 기울기와 X,Z축 위치가 초정밀 조정 가능하게 구성되는 공구대 유닛; 상기 공구대 일측에 설치되며 다이아몬드 바이트를 연마하기 위한 연마판과 연마판 주축이 기울기, Z,Y축 방향으로 위치조정이 가능하게 설치되는 연마유닛; 상기 공구대 유닛 일측에 설치되며 상기 연마판을 보정 연삭하기 위한 셀프컷팅휠을 포함하는 보정유닛; 상기 연마유닛 일측에 구비되며 공구대 위치를 현미경 모니터링에 의하여 초정밀 취출하는 공구대 위치 취출유닛; 및 상기 공구대 유닛, 연마유닛, 보정유닛, 공구대 위치 취출유닛이 설치되는 테이블을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

다이아몬드 바이트 연마장치{Polishing apparatus for diamond bite}

본 발명은 공구대의 위치가 나노미터 단위로 정확하게 조정 취출 세팅됨으로써 다이아몬드 바이트의 팁 형상정밀도가 초정밀도로 균일하게 가공되어 제품의 품질특성 및 생산성을 현저히 향상토록 하는 다이아몬드 바이트 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로 다이아몬드 바이트는 초경바이트의 칼날부에 다이아몬드를 붙히거나 다아몬드체를 가공하여 된 다이아몬드팁을 생크(Shank)에 고정시킨 바이트를 일컫는 것으로서 척에 물려서 피가공물을 가공하는 하나의 독립된 공구이다.

이와 같은 다이아몬드 바이트는 초정밀가공에 사용되며 초정밀도를 갖기 위하여는 다이아몬드팁의 형상이 정확하게 가공되어야 한다.

종래기술에서의 다이아몬드 바이트 제조과정을 살펴 보면 원석 상태의 다이아몬드팁을 준비한 후 이 다이아몬드팁이 가지는 결정의 방향성을 확인함과 더불어 결정면을 선정한다.

이후, 연마작업을 수행하여 다이아몬드팁의 군더더기 부분 또는 결함부분을 제거하고, 다이아몬드팁을 보조생크에 용접한다.

그리고, 상기 보조생크에 용접된 다이아몬드팁을 황삭하여 개략적인 형상을 만든 후 다이아몬드팁의 결정면의 1차 방향성검사를 수행한다.

1차 방향성검사를 통과한 다이아몬드팁은 보조생크로부터 분리하여 세척 후 다이아몬드 바이트의 생크가 되는 최종생크의 절삭날부에 용접한다.

이후, 용접 고정된 상태의 다이아몬드팁의 상면인 경사면과 앞면인 여유면을 중삭하여 다이아몬드팁의 형상을 준완성하고 결정방향을 재차검사하는 2차 방향성 검사를 수행한 다음 최종적으로 다이아몬드팁의 형상을 나노미터단위의 정밀도로 완성하는 초정밀 마무리 연삭가공과 최종검사를 통하여 완성된다.

종래기술에서는 상기 가공공정에서 다이아몬드팁의 형상을 가공하는 황삭 및 중삭공정은 정밀도에서 별 문제가 따르지 않으므로 기계적인 연마장치를 통하여도 수행할 수 있었으나 다이아몬드팁의 라운드형상을 완성하는 최종 초정밀 마무리 연삭가공은 숙련된 가공 기술자에 의하여 수작업으로 수행하고 있어 가공비용이 막대하게 소요될 뿐만 아니라 형상정밀도를 정밀하게 맞출 수가 없으므로 제품의 품질이 미흡하고 생산성이 저조한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 공구대의 위치가 나노미터 단위로 정확하게 조정 취출 세팅됨으로써 다이아몬드 바이트의 팁 형상정밀도가 초정밀도로 균일하게 연마가공되어 제품의 품질특성 및 생산성을 현저히 향상토록 하는 다이아몬드 바이트 연마장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 연마장치는

다이아몬드 바이트가 장착되는 공구대를 기울기와 X,Z축 위치가 초정밀 조정 가능하게 구성되는 공구대 유닛;

상기 공구대 일측에 설치되며 다이아몬드 바이트를 연마하기 위한 연마판과 연마판 주축이 기울기, Z,Y축 방향으로 위치조정이 가능하게 설치되는 연마유닛;

상기 공구대 유닛 일측에 설치되며 상기 연마판을 보정 연삭하기 위한 셀프컷팅휠을 포함하는 보정유닛;

상기 연마유닛 일측에 구비되며 공구대 위치를 현미경 모니터링에 의하여 초정밀 취출하는 공구대 위치 취출유닛; 및

상기 공구대 유닛, 연마유닛, 보정유닛, 공구대 위치 취출유닛이 설치되는 테이블을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성을 지닌 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 연마장치는 공구대의 위치가 나노미터 단위로 정확하게 조정 취출 세팅됨으로써 다이아몬드 바이트의 팁 형상정밀도가 초정밀도로 균일하게 가공되어 제품의 품질특성 및 생산성을 현저히 향상시키는 뛰어난 효과가 있다.

이하, 본 발명의 다이아몬드 바이트 연마장치에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 다이아몬드 바이트 연마장치(1)는 다이아몬드 바이트(2)가 장착되는 공구대(11)를 기울기와 X,Z축 위치가 초정밀 조정 가능하게 구성되는 공구대 유닛(10), 상기 공구대(11) 일측에 설치되며 다이아몬드 바이트(2)를 연마하기 위한 연마판(21)과 연마판 주축(미도시)이 기울기, Z,Y축 방향으로 위치조정이 가능하게 설치되는 연마유닛(20), 상기 공구대 유닛(10) 일측에 설치되며 상기 연마판(21)을 보정 연삭하기 위한 셀프컷팅휠(31)을 포함하는 연마판 보정유닛(30), 상기 연마유닛(20) 일측에 구비되며 공구대(11) 위치를 현미경(41) 모니터링에 의하여 초정밀 취출하는 공구대 위치 취출유닛(40) 및 상기 공구대 유닛(10), 연마유닛(20), 연마판 보정유닛(30), 공구대 위치 취출유닛이 설치되는 테이블(50)을 포함하여 구성되는 것이다.

여기서, 상기 공구대 유닛(10)은 공구대(11)를 초정밀, 저속, 고토크로 구동시키는 피에조모터(미도시), 상기 피에조모터가 지지되는 스테이지(13) 및 상기 스테이지(13)를 X축 방향으로 이동시키는 X측 직선이동수단(15)이 구비됨이 바람직하다.

상기 공구대의 X,Z축 위치 조정은 직선이동시키는 스크류 이송부를 이용하여 이루어진다.

또한, 상기 연마유닛(20)은 연마판(21)이 설치되는 주축, 상기 주축의 기울기를 조정하는 기울기 조정부가 구비되는 전방블럭(23), 상기 전방블럭(23)을 Y축 방향으로 직선이동시키는 Y축 직선이동수단(25), 상기 Y축 직선이동수단(25)이 고정 설치되는 메인블럭(27) 및 상기 메인블럭(27)을 Z축 방향으로 직선이동시키는 Z축 직선이동수단(29)을 포함하여 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 연마판 보정유닛(30)은 공구대(11)가 지지되는 스테이지(13)에 설치되고, 상기 스테이지(13)는 X축 방향으로 직선이동 가능하게 설치된다.

상기 X,Z축 방향 직선이동수단은 기계장치에서 직선이동 가이드수단으로 사용되고 있는 직선운동 가이드와 베어링(Linear Motion Guide and Bearing, 이하 "LM시스템"이라 함) 및 도브테일 가이드가 사용될 수 있다.

또한, 상기 공구대(11)의 위치 조정은 나노미터 단위로 초정밀하게 이루어진다.

이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 연마장치(1)의 작 용상태를 살펴본다.

상기 공구대 위치 취출유닛(40)에서 현미경(41)의 배율을 결정하고 컴퓨터 모니터에 피가공될 다이아몬드팁의 도면을 디스플레이시킨다.

공구대(11)에 다이아몬드 바이트(2)를 장착한 다음 X,Z방향으로 공구대(11)를 조정하여 위치를 맞춘다.

이후, 공구대(11)를 Z축 직선이동수단을 이용하여 현미경 하방으로 이동시켜 Z축 방향의 위치를 취출한다.

공구대(11)의 Z축 방향위치는 다이아몬드팁의 라운드형상 수치를 결정하는 대단히 중요한 단계로서, 현미경에 의하여 확대된 다이아몬드팁의 상이 모니터에 디스플레이된 도면과 일치되도록 조정하여 나노미터 단위의 정확한 위치 조정 및 취출이 이루어진다.

이후, 다시 공구대(11)를 연마유닛의 연마판(21) 대응위치로 이동시키고 클램프를 이용하여 고정시킨다.

이후 다이아몬드팁의 여유각에 맞추어 연마판 주축의 기울기를 조정한 다음 단결정 다이아몬드의 결정방위에 맞추어 Y축 직선이동수단을 조정함으로써 정확한 위치 조정이 이루어진다.

그리고, 공구대(11)의 구동이 무진동 에어스핀들이 결합되는 초정밀 피에조모터를 이용하여 이루어짐으로써 다이아몬드팁이 초정밀 형상정밀도로 연마가공된다.

또한, 연마판(21)에 마모 및 불균일이 발생될 경우 상기 연마판 보정유닛의 셀프컷팅휠(31)을 이용하여 연마판의 평활도를 간편하게 보정한다.

이와 같은 본 발명은 공구대의 위치가 나노미터 단위로 정확하게 조정 취출 세팅될 뿐만 아니라 공구대의 구동에 진동이 발생되지 않는 에어스핀들 및 피에조모터를 이용함으로써 다이아몬드 바이트의 팁 형상정밀도가 초정밀하게 균일 가공되어 제품의 품질특성 및 생산성을 현저히 향상시킨다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 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.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명의 다이아몬드 바이트 연마장치

10: 공구대 유닛 20: 연마유닛 30: 연마판 보정유닛

40: 공구대 위치 취출유닛 50: 테이블

Claims (4)

1. 삭제
2. 다이아몬드 바이트(2)가 장착되는 공구대(11)를 기울기와 X,Z축 위치가 초정밀 조정 가능하게 구성되는 공구대 유닛(10);

   상기 공구대(11) 일측에 설치되며 다이아몬드 바이트(2)를 연마하기 위한 연마판(21)과 연마판 주축이 기울기, Z,Y축 방향으로 위치조정이 가능하게 설치되는 연마유닛(20);

   상기 공구대 유닛(10) 일측에 설치되며 상기 연마판(21)을 보정 연삭하기 위한 셀프컷팅휠(31)을 포함하는 연마판 보정유닛(30);

   상기 연마유닛(20) 일측에 구비되며 공구대(11) 위치를 현미경(41) 모니터링에 의하여 초정밀 취출하는 공구대 위치 취출유닛(40); 및

   상기 공구대 유닛(10), 연마유닛(20), 연마판 보정유닛(30), 공구대 위치 취출유닛이 설치되는 테이블(50);을 포함하여 구성된 다이아몬드 바이트 연마장치에 있어서,

   상기 공구대 유닛(10)은 공구대(11)를 초정밀, 저속, 고토크로 구동시키는 피에조모터, 상기 피에조모터가 지지되는 스테이지(13) 및 상기 스테이지(13)를 X축 방향으로 이동시키는 X측 직선이동수단(15)이 구비됨을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 연마장치.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 연마판 보정유닛(30)은 공구대(11)가 지지되는 스테이지(13)에 설치되고,

   상기 스테이지(13)는 X축 방향으로 직선이동 가능하게 설치됨을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 연마장치.

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