KR100982457B1 - 그라인딩, 래핑 및 폴리싱 가공이 가능한 다기능 연마장비 - Google Patents

그라인딩, 래핑 및 폴리싱 가공이 가능한 다기능 연마장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대상물을 연마 가공하는 연마장비에 관한 것이다. 상기 연마장비는 상기 연마장비의 각 구성요소들을 지지하고 보호하는 몸체부; 상기 대상물을 홀딩하거나 대상물을 가공하는 정반과, 상기 정반을 구동시키는 제1 구동부를 포함하는 정반부; 대상물을 홀딩하는 척 및 대상물을 가공하는 연마휠을 선택적으로 착탈할 수 있는 스핀들과 상기 스핀들을 구동하는 제2 구동부를 포함하는 스핀들부; 상기 스핀들부를 이송하여 상기 대상물의 연마 깊이를 조절하는 스핀들 이송부; 사용자입력부; 및 상기 사용자입력부를 통해 사전에 정해진 작업이 선택된 경우, 상기 선택된 작업에 대응하도록 상기 구성요소들을 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 한대의 연마장비에서 다양한 연마작업이 가능하도록 설계됨으로써, 다양하고 효율적인 연마작업이 가능하다.
연마장비, 스핀들, 척, 정반

Description

그라인딩, 래핑 및 폴리싱 가공이 가능한 다기능 연마장비{Multifuction grinding machine for grinding, lapping and polishing}
본 발명은 기계 재료를 절삭 가공하는 공작기계에 관한 것으로, 구체적으로는, 재료를 연마하는 작업을 수행하는 연마장비에 관한 것이다.
연마장비는, 그라인딩 연마작업, 래핑 연마작업, 폴리싱 연마작업을 수행하는 장비로서, 기계 가공 분야뿐만 아니라 재료 가공 분야에서도 활용도가 높아지고 있는 공작기계의 일종이다.
그러나, 종래의 연마장비는 위의 다양한 작업을 수행하기 위해서, 사용자가 각각의 전용장비인 그라인딩 머신, 래핑 머신, 폴리싱 머신을 별도로 구입해야 하는 비용상의 문제가 있고, 작업 공정이 늘어나 생산성이 떨어지는 문제가 발생하고 있다.
또한, 종래의 연마장비에서 사용되는 진공 척은 연마 과정에서 가공 대상물에 진공함몰을 발생시키는 문제가 있고, 연마장비에서 사용되는 정반 등의 구성요소들이 가공 작업시 활용되는 범위가 제한되어 있는 문제가 있다.
그리고, 종래의 연마장비는 연마에 사용되는 스핀들 숫자가 적고 또한 이들 스핀들을 하나의 단위로서 효과적으로 제어하는 기술에 대한 연구가 미비한 실정이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다양한 연마 작업을 한대의 연마 장비에서 수행함으로써 설비 투자 비용을 줄일 수 있고, 종래 연마 장비의 연마 효율을 높임으로써 생산성을 제고할 수 있고 및 제조원가를 낮출 수 있는 연마장비를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 그라인딩, 래핑 및 폴리싱 가공이 가능한 연마장비에 관한 것으로서, 상기 연마장비는 상기 연마장비의 각 구성요소들을 지지하고 보호하는 몸체부; 상기 대상물을 홀딩하거나 대상물을 가공하는 정반과, 상기 정반을 구동시키는 제1 구동부를 포함하는 정반부; 대상물을 홀딩하는 척 및 대상물을 가공하는 연마휠을 선택적으로 착탈할 수 있는 스핀들과 상기 스핀들을 구동하는 제2 구동부를 포함하는 스핀들부; 상기 스핀들부를 이송하여 상기 대상물의 연마 깊이를 조절하는 스핀들 이송부; 사용자입력부; 및 상기 사용자입력부를 통해 사전에 정해진 작업 중 하나가 선택된 경우, 상기 선택된 작업에 대응하도록 상기 구성요소들을 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
전술한 사용자입력부는 그라인딩 작업, 래핑작업 및 폴리싱 작업 중 하나의 작업을 선택할 수 있는 메뉴 화면을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 스핀들에 상기 연마휠이 장착되어있고 상기 사용자입력부의 메뉴 화면을 통해 그라인딩 작업이 선 택된 경우, 상기 정반부의 정반이 상기 대상물을 홀딩하도록 제어하고, 상기 스핀들부의 연마휠이 상기 대상물을 연마하도록 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부 를 제어하는 제1 제어루틴과, 상기 스핀들에 상기 척이 장착되어있고 상기 사용자입력부의 메뉴 화면을 통해 래핑 작업이 선택된 경우, 상기 척이 상기 대상물을 홀딩하도록 제어하고, 상기 정반부의 정반이 상기 대상물을 연마하도록 상기 제1 구동부 및 제2 구동부를 제어하는 제2 제어루틴과, 상기 스핀들에 상기 척이 장착되어 있고 상기 사용자입력부를 통해 폴리싱 작업이 선택된 경우, 상기 정반이 상기 폴리싱 패드판을 홀딩하도록 제어하고 상기 척이 대상물을 홀딩하도록 제어하며 상기 홀딩된 폴리싱 패드판이 상기 대상물을 연마하도록 상기 제1 구동부 및 제2 구동부를 제어하는 제3 제어루틴을 구비한다.
전술한 몸체부는 주물로 형성된 프레임을 포함하고, 상기 프레임의 리브는 벌집 모양으로 형성된다.
전술한 정반부는, 제1 구동모터와, 상기 제1 구동모터와 상기 정반을 연결하여 동력을 전달하는 정반 구동축을 구비하고, 상기 정반 구동축에 축 방향으로 제1 중공이 형성되어 있고, 상기 제1 중공은, 상기 정반이 상기 대상물을 홀딩하는 경우 상기 정반이 상기 대상물을 흡착하도록 내부의 공기를 외부로 유출하는 통로가 되고, 상기 정반이 상기 대상물을 가공하는 경우 상기 정반에 냉각제를 공급하는 통로가 될 수 있다.
여기서, 상기 정반부는, 상기 제1 중공에 공기 및 냉각제를 통과시키기 위한 배관과 상기 배관의 꼬임을 방지하기 위한 로터리조인트밸브가 상기 정반 구동축 하부에 설치되어 있다.
그리고, 상기 정반부의 정반은 공기 및 냉각제를 투과시키는 다공질 세라믹으로 마련된다.
또한, 전술한 스핀들부는, 제2 구동모터와, 상기 제2 구동모터와 상기 스핀들을 연결하여 동력을 전달하는 타이밍벨트를 사용하여, 상기 스핀들에 축 방향으로 제2 중공이 형성되어 있고, 상기 제2 중공은, 래핑 및 폴리싱 연마 작업에서 상기 스핀들에 상기 척이 장착되어 있고 상기 장착된 척이 상기 대상물을 홀딩하는 경우 상기 척이 상기 대상물을 흡착하도록 내부의 공기를 외부로 유출하는 통로가 되고, 연마 작업이 수행되는 경우 슬러리를 공급하는 통로가 될 수 있다. 여기서, 상기 스핀들부는, 상기 스핀들의 축방향 변동을 방지하도록 상기 스핀들의 상부측 및 하부측에 앵귤러 볼베어링을 설치되어 있다.
전술한 스핀들부는 다수개로 설치될 수 있으며, 상기 다수개의 스핀들부는 상기 스핀들 이송부에 의해 일체형으로 조절이 가능하다.
전술한 스핀들 이송부는, 제3 구동부와, 제3 구동부로부터 전달된 동력을 상기 스핀들에 전달하여 상기 스핀들을 축 방향으로 이동시키는 이송모듈을 포함하여 상기 연마 깊이를 조절한다.
여기서, 상기 스핀들 이송부는, 상기 스핀들의 축 방향 이동거리를 측정하기 위해 상기 제3 구동부에 조립되는 리니어스케일과, 상기 스핀들을 정확하게 정지시키기 위한 전자클러치를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 사용자입력부를 통해 가공하고자 하는 상기 대상물의 연마 깊이가 입력된 경우, 상기 리니어스케일에 의해 측정된 상기 스핀들의 축 방향 이동거리가 상기 입력된 연마 깊이에 대응하도록 상기 제3 구동부 및 상기 이송모듈 및 상기 전자클러치를 제어한다.
전술한 연마장비는, 상기 스핀들의 연마 깊이를 수동으로 조절하는 미세조정 핸들부를 더 구비할 수 있다.
또한, 전술한 연마장비는, 상기 정반의 표면의 평탄도가 균일하게 되도록 상기 정반의 표면을 가공하기 위한 페이싱부를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 페이싱부는, 페이싱 구동모터와, 상기 정반의 표면을 가공하기 위해 장착된 페이싱 연마 공구와, 상기 페이싱 구동모터의 운동에 의해 상기 페이싱 연마 공구를 수평으로 이동시키는 수평이송모듈과, 상기 페이싱 연마 공구를 수직으로 이동시키는 수직조절모듈을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 사용자입력부를 통해 상기 정반의 평탄화 작업이 선택된 경우 상기 페이싱 연마 공구가 상기 정반의 표면 중 불균일 지점으로 이동하도록 상기 페이싱 구동모터를 제어하는 페이싱 구동루틴과, 상기 구동루틴의 제어에 의해 상기 페이싱 연마 공구가 상기 불균일 지점으로 이동된 경우 상기 제어부는 상기 연마 공구가 상기 불균일 지점을 연마하도록 상기 정반부의 제1 구동부를 제어하여 상기 정반을 구동시키는 평탄화 구동루틴을 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연마장비는 그라인딩, 래핑, 폴리싱 연마작업을 한대의 장비에서 수행함으로써, 설비투자 비용 및 설비가동 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연마장비는 다공질 세라믹 소재를 사용함으로써, 종래의 연마 가공에서 발생하는 미세구멍 부위의 진공함몰로 인한 가공불량을 최소화할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 연마장비는 정반을 가공 대상물의 홀딩뿐만 아니라 연마 가공의 수단으로 활용함으로써, 다양한 연마 가공을 실현할 수 있고, 연마 가공의 효율도 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연마장비는 스핀들부가 복수개로 마련되어 있고 이들이 한 조로 동시에 가공을 수행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 연마장비는 스핀들부의 수직축 방향 이송을 미세조정 핸들부를 통해 수행함으로써 수동으로 연마 깊이를 미세조정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연마장비는 정반의 평탄도를 보정할 수 있는 페이싱부를 구비하고 있어 가공 대상물의 평면이 불균일하게 되는 가공불량을 최소화 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장비에 구성 및 동작을 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명이 일 실시예에 따른 연마장비에 정면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장비는 몸체부(110), 정반부(120), 스핀들부(130), 스핀들 이송부(140), 사용자입력 부(150), 제어부(160), 미세조정 핸들부(170), 페이싱부(180)를 포함한다.
본 실시예에 따른 연마장비(1)는 연마가공을 주로 수행하는 공작기계의 일종으로 사용자입력부(150)에서 지시된 작업을 제어부(160)에서 사전에 마련된 제어루틴에 의해 정반부(120), 스핀들부(130), 스핀들 이송부(140) 등을 제어하여 지시된 연마 가공을 수행한다. 그리고 미세조정 핸들부(170)는 수동으로 연마 깊이를 조정하며, 페이싱부(180)는 연마 가공 중 정반부(120)의 평탄도를 보정한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 연마장비(1)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 몸체부(110)에 대해 설명한다.
몸체부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 연마장비(1)의 각 구성요소를 지지하고 보호하는 역할을 수행한다. 여기서, 몸체부(110)는 주물로 형성된 프레임(도시되지 않음)을 포함하고, 이 프레임의 리브(도시되지 않음)가 육각형의 벌집모양으로 형성되어 있다. 주물로 형성된 구조는 용접프레임일 때 발생가능한 잔류응력에 의한 비틀림 현상을 방지하고, 프레임 리브의 벌집모양은 응력을 보강하는 역할을 수행한다.
다음, 정반부(120)에 대해 설명한다.
정반부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 정반(121) 및 제1 구동부(122)를 구비한다.
여기서, 정반(121)은 가공 대상물을 홀딩하거나, 대상물 자체를 가공하는 기능을 수행한다. 정반(121)은 도 4에 도시된 바와 같이 정반패드(121a) 위에 다공질 세라믹(121b)이 결합되어 있고 다공질 세라믹(121b)의 하층에는 진공 홈(121c)이 형성되어 있다.
정반(121)이, 이와 같이 다공질 세라믹 소재로 이루어져 있기 때문에, 그라인딩 작업시에는 가공 대상물을 흡착하여 홀딩하는 용도로, 래핑 작업시에는 연마 공구의 용도로, 폴리싱 작업시에는 폴리싱 패드판으로, 세륨패드판을 흡착하여 장착하는 용도로 사용될 수 있다.
제1 구동부(122)는 정반(121)을 구동하는 역할을 주로 수행하며, 제1 구동부(122)는 제1 구동모터(122a), 정반 구동축(122b), 제1 중공(122c)을 구비하고 있다.
제1 구동모터(122a)는 일반적인 정밀제어가 가능한 전기 모터를 사용한다. 그리고 정반 구동축(122b)은 제1 구동모터(122a)의 회전력을 정반(121)에 전달해 주는 역할을 수행한다. 또한 제1 중공(122c)은 정반 구동축(122b) 내부에 축 방향으로 형성되어 있다.
여기서, 제1 중공(122c)은 제어부(160)에서 지시하는 작업의 종류에 따라, 여러가지 기능을 수행한다.
예를 들면, 그라인딩 작업 또는 폴리싱 작업을 위해 정반(121)이 가공 대상물 또는 폴리싱 패드판인 세륨패드판을 홀딩하고자 하는 경우 상기 정반(121)이 대상물을 흡착하도록 정반(121)의 공기를 외부로 배출하는 통로의 기능을 수행한다. 도 4에 도시된 진공 홈(121c)은 진공상태가 될 것이다. 그리고, 래핑 작업을 수행하기 위해 정반(121)이 연마 공구의 용도로 사용되는 경우, 정반(121)에 공기 및 물과 같은 냉각제를 공급하는 통로의 기능을 수행한다.
다음, 스핀들부(130)에 대해 설명한다.
스핀들부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이, 정반부(120)의 상부에 위치하며, 제어부(160)에서 수행되는 작업의 종류에 따라, 가공 대상물을 홀딩하거나 가공하는 역할을 수행한다.
스핀들부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스핀들(131), 제2 구동부(132)를 포함한다.
여기서, 스핀들(131)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 축 방향으로 형성된 제2 중공(131a)과, 스핀들(131)의 상부측 및 하부측에 설치되어 스핀들(131)의 축 방향 변동을 방지하는 앵귤러 볼베어링(131b)을 포함하고 있다.
여기서, 제2 중공(131a)은 제어부(160)에서 지시하는 작업의 종류에 따라 여러가지 기능을 수행한다.
예를 들면, 스핀들(131)의 끝단에 척이 장착되어 있고, 장착된 척이 가공 대상물을 홀딩하고자 하는 경우, 제2 중공(131a)은 척이 대상물을 흡착하도록 척의 공기를 외부로 배출하는 통로의 기능을 수행한다. 척은 도 4에 도시된 정반(121)은 다공질 세라믹(121b)과 같은 소재로 이루어져 있다.
또한, 스핀들(131)의 끝단에 연마 공구가 장착된 경우, 연마 공구에 슬러리를 공급하는 통로의 기능을 수행한다.
제2 구동부(132)는 스핀들(131)에 동력을 제공하는 기능을 수행하며, 제2 구동모터(132a), 타이밍벨트(132b)를 구비한다. 제2 구동모터(132a)는 보통 전기 모 터를 사용하여 정밀한 제어가 가능하고, 타이밍벨트(132b)는 제2 구동모터(132a)의 동력을 스핀들(131)에 전달한다. 이러한 타이밍벨트(132b)는 소음과 진동이 비교적 적은 장점을 가지고 있다.
스핀들(131)의 끝단에는 제어부(160)에 의해 수행되는 작업의 종류에 따라 척 또는 연마 공구를 착탈할 수 있다.
본 실시예에 따른 연마장비(1)는 작업 능률을 높이기 위해 전술한 스핀들부(130)를 3개 구비하고 있다.
다음, 스핀들 이송부(140)에 대해 설명한다.
스핀들 이송부(140)는 전술한 스핀들부(130)를 수직축 방향으로 이송하여 가공 대상물의 연마 깊이를 조절한다.
스핀들 이송부(140)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제3 구동부(141) 및 이송모듈(142)을 구비한다. 도 6은 스핀들 이송부(140)의 제3 구동부(141)를 세부적으로 도시한 구조도이고, 도 7은 스핀들 이송부(140)의 이송모듈(142)의 구조를 도시한 도면이다.
제3 구동부(141)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 구동모터(141a) 및 제3 구동모터(141a)에서 발생되는 동력을 제3 구동축(141b)에 연결하는 윔기어(141c), 제3 구동축(141b)이 정밀하게 정지하도록 작동되는 전자클러치(141d), 제3 구동축(141b) 및 제2 이송축(142b)의 구동에 대응하는 이동거리를 측정하는 리니어스케일(도시되지 않음)을 구비한다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 스핀들 이송부(140)의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 제어부(160)가 사용자입력부(150)를 통해 입력된 가공 대상물의 연마 깊이에 대응하는 제어신호를 제3 구동부(141)에 인가하면, 인가된 제어신호에 대응하여 제3 구동모터(141a)가 구동된다. 다음, 윔기어(141c)는 제3 구동모터(141a)의 구동력을 제3 구동축(141b)에 전달하고, 제3 구동축(141b)에 전달된 구동력은 이송모듈(142)의 제1 이송축(142a)에 전달된다. 제1 이송축(142a)에 전달된 구동력은 제2 이송축(142b)을 통해 사각슬라이드 가이드(142c) 및 스핀들힌지축(142d)에 전달된다.
이와 같이 사각슬라이드 가이드(142c)에 전달된 구동력이 전술한 스핀들부(130)를 축 방향으로 이송시킨다.
다음, 사용자입력부(150)에 대해 설명하면, 사용자입력부(150)는 사용자로부터 제어부(160)에 원하는 작업을 지시하기 위한 입력장치로서, 작업메뉴 및 원하는 수치를 입력할 수 있는 키패드를 구비할 수 있다.
이하, 미세조정 핸들부(170)에 대해 설명한다.
미세조정 핸들부(170)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 조정핸들(171)과 핸들축(172)을 구비하며, 조정핸들(171)에 의해 발생된 구동력은 핸들축(172)을 통해 스핀들 이송부(140)의 제1 이송축(142a) 제2 이송축(142b)에 전달된다. 따라서, 미세조정 핸들부(170)는 스핀들(131)의 연마 이송량을 수동으로 조절하는 것이 가능하다.
이하, 페이싱부(180)에 대해 설명한다.
페이싱부(180)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 페이싱 구동모터(181), 벨 트(182), 페이싱 이송축(183), 페이싱 사각가이드레일(184) 및 페이싱 연마공구(185)를 포함하고 상기 페이싱 연마공구(185)의 경사각도를 조절하는 수직조절기(도시되지 않음)를 포함한다.
페이싱부(180)의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 사용자입력부(150)를 통해 정반(121)의 평탄화 작업이 선택된 경우, 제어부(160)는 정반(121)의 불균일 지점으로 페이싱 연마공구(185)가 수평 이동하도록 페이싱 구동모터(181)를 구동시킨다.
다음, 페이싱부(180)의 벨트(182)는 페이싱 구동모터(181)에 의해 발생된 구동력을 페이싱 이송축(183)에 전달하여 페이싱 사각가이드레일(184)을 수평 이동시켜 페이싱 연마공구(185)를 원하는 위치로 수평 이동시킨다.
다음, 제어부(160)는 전술한 제어부(160)의 동작에 의해 페이싱 연마공구(185)가 불균일 지점에 도달한 경우, 연마공구(185)의 경사각도를 조절하는 수직조절기(도시되지 않음)를 이용하여 페이싱 연마공구(185)를 불균일 지점으로 수직 이동시킨다.
다음, 제어부(160)는 페이싱 연마공구(185)가 불균일 지점을 연마하도록 정반부(120)의 제1 구동부(122)를 구동시킨다.
이하, 제어부(160)에 대해 설명한다. 여기서, 제어부(160)는, 전술한 사용자입력부(150)를 통해 사전에 정해진 작업이 선택된 경우, 선택된 작업에 대응하도록 연마장비의 구성요소들을 제어하는 역할을 수행한다. 제어부(160)는 PLC(Programmable logic controller), 릴레이 등의 스위칭 소자 및 인버터를 구비 할 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 연마장비(1)에 의해 수행되는 3가지 가공에 대해 도 10를 참조하여 설명한다. 제어부(160)에 의해 수행되는 3가지 제어루틴을 중심으로 설명한다. 제1 제어루틴은 그라인딩 작업이고, 제2 제어루틴은 래핑 작업이며, 제3 제어루틴은 폴리싱 작업이다.
먼저, 제어부(160)는, 사용자입력부(150)를 통해 3가지 제어루틴 중 어느 것이 선택되는 지 판단한다.
제1 제어루틴이 선택된 경우, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 제1 제어루틴인 그라인딩 작업을 수행한다. 여기서, 제1 제어루틴을 수행하기 위해서는, 전제로서 스핀들(131)의 끝단에 연마휠(B)이 장착되어 있어야 한다.
먼저, 제어부(160)는 정반부(120)의 정반(121)이 가공하고자 하는 대상물(A)을 홀딩하도록 제어한다. 이것은 다공질 정반(121)이 대상물(A)을 흡착하는 것에 이루어 진다.
다음, 제어부(160)는 대상물(A)의 상부가 가공되도록 제1 구동부(122) 및 제2 구동부(132) 중 어느 하나를 구동할 수 있다. 또한, 제1 구동부(122) 및 제2 구동부가(132) 서로 반대 방향으로 동시에 구동되는 경우는 하나를 구동하는 것보다 빠른 시간 내에 연마가 가능하다.
제2 제어루틴이 선택된 경우, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 제2 제어루틴인 래핑 작업을 수행한다. 여기서, 제2 제어루틴을 수행하기 위해서는, 전제로서 스핀들(131)에 끝단에 척(C)이 장착되어 있어야 한다.
먼저, 제어부(160)는 척(C)이 가공하고자 하는 대상물(A)을 홀딩하도록 제어한다. 이것은 다공질 척(C)이 대상물(A)을 흡착하는 것에 의해 이루어 진다.
다음, 제어부(160)는 정반부(120)의 정반(121)이 대상물(A)의 하부를 가공하도록 제1 구동부(122) 및 스핀들(131) 중 어느 하나를 구동시킨다. 또한, 제1 구동부(122) 및 스핀들(131) 서로 반대 방향으로 동시에 구동되는 경우는 하나를 구동하는 것보다 빠른 시간내에 연마가 가능하다.
제3 제어루틴이 선택된 경우, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 폴리싱 작업을 수행한다. 여기서, 제3 제어루틴을 수행하기 위해서는, 전제로서 스핀들(131)에 척(C)이 장착되어 있어야 한다.
먼저, 제어부(160)는 정반(121)이 연마 공구인 세륨패드판(D)을 홀딩하도록 제어한다. 이것은 다공질 정반(121)이 세륨패드판(D)을 흡착하는 것에 의해 이루어 진다.
다음, 제어부(160)는 척(C)이 대상물(A)을 홀딩하도록 제어하고, 상기 정반(121)에 흡착된 세륨패드판(D)이 대상물을 연마하도록 상기 제1 구동부(122) 및 스핀들(131) 중 어느 하나를 구동시킨다. 제1 구동부(122) 및 스핀들(131)이 서로 반대 방향으로 동시에 구동되는 경우는 하나를 구동하는 것보다 빠른 시간 내에 연마가 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서 다공질 소재의 세라믹은 척(C)과 정반(121)에 사용된다. 본 실시예에 따른 래핑 작업 및 폴리싱 작업이 수행되는 경우 다공질 소재의 척(C)은 가공 대상물을 흡착하는데 사용된다. 또한, 래핑 작업에서 다공질 소재의 정반(121)은 연마 공구의 역할을 하면서 동시에 다공질 기공을 통해 물과 공기 등의 냉각제를 분출시키는 역할을 수행한다. 폴리싱 작업에서는 정반(121)은 세륨패드판(D)을 흡착하는 역할을 수행한다.
본 발명에 따른 연마장비는 다양한 연마 가공이 가능한 공작기계 분야, 다양한 연마 가공이 필요한 재료가공 분야에 널리 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장비의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장비의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정반부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정반부의 정반의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들부의 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 이송부의 제3 구동부의 구조도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 이송부의 이송모듈의 구조도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조정 핸들부의 구조도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이싱부의 구조도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장비에 의해 수행되는 가공 작업을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
110 : 몸체부 120 : 정반부
130 : 스핀들부 140 : 스핀들 이송부
150 : 사용자입력부 160 : 제어부
170 : 미세조정 핸들부 180 : 페이싱부

Claims (14)

  1. 대상물을 연마 가공하는 연마장비에 있어서,
    상기 연마장비의 각 구성요소들을 지지하고 보호하는 몸체부;
    상기 대상물을 홀딩하는 정반과, 상기 정반을 구동시키는 제1 구동부를 포함하는 정반부;
    대상물을 홀딩하는 척 및 대상물을 가공하는 연마휠을 선택적으로 착탈할 수 있는 스핀들과 상기 스핀들을 구동하는 제2 구동부를 포함하는 스핀들부;
    상기 스핀들부를 이송하여 상기 대상물의 연마 깊이를 조절하는 스핀들 이송부;
    그라인딩 작업, 래핑 작업 및 폴리싱 작업 중 하나의 작업을 선택할 수 있는 메뉴 화면을 구비하는 사용자입력부; 및
    상기 사용자입력부를 통해 그라인딩 작업, 래핑 작업 및 폴리싱 작업 중 하나가 선택된 경우, 상기 선택된 작업에 대응하도록 연마장비의 각 구성요소들을 제어하는 제어부;를
    구비하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스핀들에 상기 연마휠이 장착되어있고 상기 사용자입력부의 메뉴 화면을 통해 그라인딩 작업이 선택된 경우, 상기 정반부의 정반이 상기 대상물을 홀딩하도록 제어하고, 상기 스핀들부의 연마휠이 상기 대상물을 연마하도록 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부를 제어하는 제1 제어루틴과,
    상기 스핀들에 상기 척이 장착되어있고 상기 사용자입력부의 메뉴 화면을 통해 래핑 작업이 선택된 경우, 상기 척이 상기 대상물을 홀딩하도록 제어하고, 상기 정반부의 정반이 상기 대상물을 연마하도록 상기 제1 구동부 및 제2 구동부를 제어하는 제2 제어루틴과,
    상기 스핀들에 상기 척이 장착되어 있고 상기 사용자입력부의 메뉴 화면을 통해 폴리싱 작업이 선택된 경우, 상기 정반이 상기 폴리싱 패드판을 홀딩하도록 제어하고 상기 척이 상기 대상물을 홀딩하도록 제어하며 상기 홀딩된 폴리싱 패드판이 상기 대상물을 연마하도록 상기 제1 구동부 및 제2 구동부를 제어하는 제3 제어루틴을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부는 주물로 형성된 프레임을 포함하고, 상기 프레임의 리브는 육각형의 벌집 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 연마장비.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정반부는,
    제1 구동모터와, 상기 제1 구동모터와 상기 정반을 연결하여 동력을 전달하는 정반 구동축을 구비하고,
    상기 정반 구동축에 축 방향으로 제1 중공이 형성되어 있고,
    상기 제1 중공은, 상기 정반이 상기 대상물을 흡착하도록 내부의 공기를 외부로 유출하는 통로 역할을 하거나 상기 정반으로 냉각제를 공급하는 냉각제 공급 통로 역할을 하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정반부는,
    상기 제1 중공에 공기 또는 냉각제를 통과시키기 위한 배관과 상기 배관의 꼬임을 방지하기 위한 로터리조인트밸브가 상기 정반 구동축의 하부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 정반부의 정반은 공기 또는 냉각제를 투과시키는 다공질 세라믹으로 마련되는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스핀들부는,
    제2 구동모터와, 상기 제2 구동모터와 상기 스핀들을 연결하여 동력을 전달 하는 타이밍벨트를 구비하고,
    상기 스핀들에 축 방향으로 제2 중공이 형성되어 있고,
    상기 제2 중공은, 상기 스핀들에 상기 척이 장착되어 있고 상기 장착된 척이 상기 대상물을 홀딩하는 경우 상기 척이 상기 대상물을 흡착하도록 내부의 공기를 외부로 유출하는 통로가 되고, 연마 작업이 수행되는 경우 슬러리를 공급하는 통로가 되는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스핀들부는,
    상기 스핀들의 축방향 변동을 방지하도록 상기 스핀들의 상부측 및 하부측에 앵귤러 볼베어링이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스핀들부는 다수개로 마련되고, 상기 다수개의 스핀들부는 상기 스핀들 이송부에 의해 일체로서 조절되는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스핀들 이송부는,
    제3 구동부와, 제3 구동부로부터 전달된 동력을 상기 스핀들에 전달하여 상기 스핀들을 축 방향으로 이동시키는 이송모듈을 포함하여 상기 연마 깊이를 조절 하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스핀들 이송부는,
    상기 스핀들의 축 방향 이동거리를 측정하기 위해 상기 제3 구동부에 조립되는 리니어스케일과, 상기 스핀들을 정확하게 정지시키기 위한 전자클러치를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 사용자입력부를 통해 가공하고자 하는 상기 대상물의 연마 깊이가 입력된 경우, 상기 리니어스케일에 의해 측정된 상기 스핀들의 축 방향 이동거리가 상기 입력된 연마 깊이에 대응하도록 상기 제3 구동부 및 상기 이송모듈 및 상기 전자클러치를 제어하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연마장비는, 상기 스핀들의 연마 깊이를 수동으로 조절하는 미세조정 핸들부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 연마장비는,
    상기 정반의 표면의 평탄도가 균일하게 되도록 상기 정반의 표면을 가공하기 위한 페이싱부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 페이싱부는,
    페이싱 구동모터와, 상기 정반의 표면을 가공하기 위해 장착된 페이싱 연마 공구와, 상기 페이싱 구동모터의 운동에 의해 상기 페이싱 연마 공구를 수평으로 이동시키는 수평이송모듈과, 상기 페이싱 연마 공구를 수직으로 이동시키는 수직조절모듈을 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 사용자입력부를 통해 상기 정반의 평탄화 작업이 선택된 경우 상기 페이싱 연마 공구가 상기 정반의 표면 중 불균일 지점으로 이동하도록 상기 페이싱 구동모터를 제어하는 페이싱 구동루틴과,
    상기 구동루틴의 제어에 의해 상기 페이싱 연마 공구가 상기 불균일 지점으로 이동되고 사용자가 수직조절모듈을 이용하여 상기 페이싱 연마 공구를 상기 불균일 지점으로 수직 이동시킨 경우, 상기 제어부는 상기 연마 공구가 상기 불균일 지점을 연마하도록 상기 정반부의 제1 구동부를 제어하여 상기 정반을 구동시키는 평탄화 구동루틴을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장비.
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