KR101045140B1

KR101045140B1 - 롤 표면 가공 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101045140B1
Application number: KR1020080031455A
Authority: KR
Inventors: 다까노부 아끼야마; 스미히사 곤도오
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2011-06-30
Also published as: CN101279378B; JP2008272925A; US8413557B2; TW200920521A; US20080307935A1; US8424427B2; KR20080091017A; CN101279378A; US20110167968A1

Abstract

바이트에 대한 롤의 인덱싱(C축) 및 상기 롤의 축 방향(Z축) 위치의 위치 결정을 행함으로써, 롤의 표면에 대한 상기 바이트의 가공 개시 위치를 설정하고, 리드각에 따른 C-Z축 보간을 행함으로써, 상기 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키면서 동시에 상기 바이트와 상기 롤을 미리 설정된 속도로 상기 롤의 축 방향으로 상대적으로 이동시켜, 상기 바이트에 의해 상기 롤의 표면에 상기 홈을 가공한다. 이에 의해, 보다 적은 데이터량으로 롤의 표면에 미세한 요철 패턴을 가공할 수 있도록 한다.

롤, 주축대, 심압대, 왕복대, 서보 모터, C-Z축 보간, 인덱싱

Description

롤 표면 가공 방법 및 장치{Method and Apparatus for Machining Surface of Roll}

본 발명은 바이트를 이용하여 롤의 표면에 요철을 형성하는 롤 표면 가공 방법에 관한 것으로, 특히 액정 화면에 사용되는 광학 필름 및 리어 프로젝션 TV에 사용되는 렌티큘러 시트 및 재귀 반사 시트 등의 제조에 이용되는 롤 금형 등의 소위 롤 표면에 소정의 정밀 가공을 실시하는 롤 표면 가공 방법 및 장치에 관한 것이다.

상기한 롤 금형은, 일본 특허 공개 제2004-344916호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 롤의 표면에 수백 ㎛ 내지 수십 ㎛의 미세한 오목 또는 볼록 형상을 다수 형성하는 것으로, 롤을 회전시키는 동시에 교묘하게 바이트와 롤을 롤의 축 방향으로 상대적으로 이동시키면서, 바이트를 그것의 홈 방향 피에조 압전 효과 소자에 의해 고속으로 전후 이동시킴으로써, 원형 내지 타원형의 오목부를 형성하거나, 또는 바이트를 그것의 홈 방향으로 이동시키지 않고 바닥면이 경사진 홈을 그것의 리드각을 바꾸어 복수 가공함으로써 각뿔 형상의 돌기를 형성함으로써 제조되고 있다.

그런데, 종래, 상기와 같은 롤 금형의 제조는, 바이트와 롤의 이동을 수치 제어(NC)에 의해 행하고 있었다. 그러나, 상기 요철은 수백 ㎛ 내지 수십 ㎛로 미세하고 방대한 수를 갖기 때문에, 수치 제어에 필요한 데이터량은 매우 큰 것으로 되어, 대용량의 NC 장치를 필요로 하거나, 또는 롤 직경을 작게 하여 데이터량을 적게 억제하는 등의 대응을 필요로 한다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하여, 보다 적은 데이터량으로 롤의 표면에 미세한 요철 패턴을 가공할 수 있는 롤 표면 가공 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,

제어축으로서 롤의 인덱싱축(C축)과, 상기 롤의 축 방향으로 바이트의 위치를 제어하는 Z축을 갖고, C-Z축 보간 기능을 구비한 NC 롤 선반을 이용하여, 상기 롤의 표면에 소정의 리드각으로 나선 형상으로 홈을 소정의 피치로 가공하고, 상기 롤의 표면에 요철이 소정의 패턴으로 배열된 요철 패턴을 형성하는 롤 표면 가공 방법이며,

상기 바이트에 대한 상기 롤의 인덱싱(C축) 및 상기 롤의 축 방향(Z축) 위치의 위치 결정을 행함으로써, 상기 롤의 표면에 대한 상기 바이트의 가공 개시 위치를 설정하는 공정과,

상기 리드각에 따른 C-Z축 보간을 행함으로써, 상기 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키면서 동시에 상기 바이트와 상기 롤을 미리 설정된 속도로 상기 롤의 축 방향으로 상대적으로 이동시켜, 상기 바이트에 의해 상기 롤의 표면에 상기 홈을 가공하는 공정과,

이후 마찬가지로, 다음에 가공하는 홈의 가공 개시 위치의 설정과, C-Z축 보 간을 행하면서 홈 가공을 반복하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 제어축으로서 롤의 인덱싱축(C축)과, 상기 롤의 축 방향으로 바이트의 위치를 제어하는 Z축을 갖고, C-Z축 보간 기능을 구비한 NC 롤 선반을 이용하여, 상기 롤의 표면에 요철이 소정의 패턴으로 배열된 요철 패턴을 형성하는 롤 표면 가공 방법이며,

미리 지령한 속도비가 되도록 C-Z축 보간을 행함으로써, 상기 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키면서 동시에 상기 바이트와 상기 롤을 미리 설정된 속도로 상기 롤의 축 방향으로 상대적으로 이동시켜, 상기 바이트에 의해 상기 롤의 표면에 요철 가공하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 가공 방법을 실시하는 장치는,

베드와,

상기 베드 상에 설치되고, 워크인 롤의 일단부를 척으로 보유 지지하면서 상기 롤에 회전을 부여하는 주축과 함께, 워크의 원주 방향의 인덱싱을 행하는 인덱싱축(C축)을 갖는 주축대와,

상기 주축대에 대향하여 상기 베드 상에 배치되고, 상기 롤의 일단부를 회전 가능하게 지지하는 심압대와,

상기 롤의 길이 방향(Z축)으로 이동 가능하게 상기 베드 상에 설치된 새들과,

롤의 길이 방향과 직각인 방향(X축)으로 이동 가능하게 상기 새들 상에 설치된 테이블과,

상기 테이블 상에 설치되고, 바이트가 장착된 날붙이대를 갖는 선회대와,

상기 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키면서 동시에 상기 바이트와 상기 롤을 미리 설정된 속도로 상기 롤의 축 방향으로 상대적으로 이동시킬 때에, 상기 롤의 회전 속도와 바이트의 상대 이동 속도의 소정의 속도비에 따른 C-Z축 보간을 행하는 C-Z축 보간 수단을 갖는 NC 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기와 같이 롤의 표면에 대한 바이트의 가공 개시 위치의 설정은, 바이트에 대한 롤의 인덱싱(C축) 및 상기 롤의 축 방향(Z축) 위치의 위치 결정에 의해 행하기 때문에, 데이터량의 증가를 초래하는 일은 없고, 또한, C-Z축 보간에 의해, 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키는 동시에 바이트와 롤을 미리 설정된 속도로 상기 롤의 축 방향으로 상대적으로 이동시켜, 상기 바이트에 의해 상기 롤의 표면에 요철을 형성하기 때문에, 도중의 경로를 지정하는 데이터가 불필요해져, 보다 적은 데이터량으로 보다 큰 롤 금형 등의 가공을 행할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 롤 표면에 홈을 나선 형상으로 가공하여 요철 패턴을 가공하는 경우에는, 홈의 소정의 리드각에 대응하도록 C-Z축 보간을 행하여, 밀봉 표면에 요철 가공을 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보다 적은 데이터량으로 보다 큰 롤 금형 등의 표면에 요철 패턴을 가공할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태예에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도1은 본 발명의 롤 표면 가공 방법을 실시하기 위한 소위 정밀 롤 선반의 정면도, 도2는 도1의 정밀 롤 선반의 평면도이다.

도1 및 도2에 있어서, 참조 번호 10은 베드이며, 이 베드(10) 상에는 주축대(12), 심압대(14), 왕복대(16)가 배치되어 있다. 가공 대상인 롤(W)은 주축대(12)와 심압대(14)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

주축대(12)는 베드(10)의 길이 방향의 일단부에 배치되고, 이 주축대(12)는 본체부(17), 주축(18), 이 주축(18)의 선단에 장착된 척(19) 및 주축(18)을 구동하는 서보 모터(20)를 포함하고 있다. 주축(18)은, 본체부(17)에 내장되어 있는 도시하지 않은 정압 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 척(19)은 롤(W)의 축을 파지하고, 주축(18)의 회전을 롤(W)에 전달한다. 이 주축대(12)에서는, 서보 모터(20)는 롤(W)을 소정의 속도로 회전시키는 동시에, 인코더(22)에 의해 서보 모터(20)의 회전량을 검출하고, 서보 모터(20)의 회전량 및 회전 속도를 제어함으로써, 롤(W)의 원주 방향의 인덱싱을 행하는 인덱싱축(C축)으로서의 기능을 갖고 있다.

심압대(14)는, 주축대(12)에 대향하여 베드(10)의 타단부측에 배치되어 있다. 베드(10)의 상면에는, 롤(W)의 축 방향으로 연장되는 도시하지 않은 안내면이 설치되고, 심압대(14)는 이 안내면 상에 이동 가능하게 설치되어 있다. 심압대(14)는, 종래 일반의 심압축 대신에 회전 가능한 축(23)을 구비하고 있고, 이 축(23)에 장착한 척(25)으로 롤(W)의 축을 회전 가능하게 파지한다.

왕복대(16)는, 롤(W)의 축 방향으로 이동 가능하게 베드(10) 상에 설치되어 있는 새들(26)을 포함하고 있다. 이 새들(26) 상에는, 롤(W)의 축 방향과 직각인 방향으로 이동 가능하게 테이블(28)이 설치되어 있다. 본 실시 형태예에서는, 새들(26)을 이송하는 축 즉 롤(W)의 축과 평행한 축이 Z축이고, 테이블(28)을 이송하는 축이 X축이다.

도3은 베드(10)나 새들(26)로부터 커버류를 제거한 상태에서 날붙이 선회대(30)를 확대하여 도시하는 사시도이고, 도4는 이 날붙이 선회대(30)의 단면 측면도이다. 본 실시 형태예에 의한 날붙이 선회대(30)는 선회대 본체(31)를 포함하고 있다.

날붙이 선회대(30)의 천판(32)에는 날붙이대(33)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 이 날붙이대(33)는 바이트 홀더(34), 베어링(35), 감속기(37) 및 서보 모터(38)가 일체로 된 구조로 유닛화되어 있고, 날붙이대(33)를 천판(32)에 장착하거나, 혹은 제거할 수 있도록 되어 있다.

바이트 홀더(34)에는, 바람직하게는, 다이아몬드제의 다이아몬드 바이트(36)가 보유 지지되어 있다(물론 다이아몬드에 한정되지 않고, CBN이나 다이아몬드 라이크 카본과 같은, 그 밖의 경도가 높은 금속 재질의 바이트의 것이라도 좋다). 이 바이트 홀더(34)의 축은 베어링(35)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 베어링(35)에는 감속기(37)의 출력축이 연결되어 있고, 입력축에는 서보 모터(38)가 연결되어 있다. 따라서, 서보 모터(38)의 회전은 감속기(37)에 의해 감속되어 바이트 홀더(34)에 전달된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 서보 모터(38)의 제어에 의해 다이아몬드 바이트(36)를 경사지게 하는 A축이 구성되어 있다.

도4에 있어서, 선회대 본체(31)의 내부에는 공기 베어링(40)이 설치되고, 이 공기 베어링(40)의 상단에 천판(32)이 장착되어 있다. 이 공기 베어링(40)은 스러스트 부쉬(41), 래디얼 부쉬(42)에 의해 선회대 본체(31)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 천판(32)에는 구동축(50)이 동축으로 장착되어 있다. 이 구동축(50)에는 서보 모터(51)의 로터(51a)가 고정되고, 이에 의해, 스테이터(51b)와 함께 빌트인형의 서보 모터(51)가 선회대 본체(31)의 내부에 조립되어 있다. 이 서보 모터(51)에 의해 구동축(50)이 회전 구동됨으로써 천판(32)과 함께 날붙이대(33)가 선회하고, 날붙이대(33)의 다이아몬드 바이트(36)를 인덱싱하는 B축이 구성되어 있다.

도3에 있어서, 새들(26)의 상면에는 역V형으로 안내면이 형성된 X축 가이드 레일(43)이 연장되어 있고, 이 X축 가이드 레일(43)에는 리테이너에 의해 보유 지지된 다수의 롤러가 배열된 유한형의 구름 안내(44)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 베드(10)의 상면에는 역V형으로 안내면이 형성된 Z축 가이드 레일(45)이 연장되고, 이 Z축 가이드 레일(45)에는 유한형의 구름 안내(46)가 설치되어 있다.

또한, 새들(26)을 이송하는 Z축 이송 구동 장치와, 날붙이 선회대(30)를 탑재한 테이블(28)을 이송하는 X축 이송 구동 장치는 모두 리니어 모터로 구성되어 있다. 도3에 있어서, 참조 번호 47은 X축 이송 기구의 리니어 모터를 구성하는 영구 자석열(列)을 나타내고, 참조 번호 48은 Z축 가이드 레일(45)과 평행하게 연장되는 영구 자석열을 나타내고 있다.

도4에 있어서, 참조 번호 52는 NC 장치를 나타내고 있다. 이 NC 장치(52)는 X축, Z축, A축, B축 및 C축을 수치 제어한다. A축의 경우, A축 서보 기구(54)와, 다이아몬드 바이트(36)의 경사 각도를 검출하는 인코더(53)에 의해, 위치 제어 루프가 짜여지고, NC 장치(52)로부터의 지령과, 인코더(53)로부터의 위치 피드백을 비교하여, 다이아몬드 바이트(36)의 퍼냄면이 지령한 각도로 경사지도록 서보 모터(38)가 제어되도록 되어 있다. 또한, B축에 대해서도, B축 서보 기구(57)와, 인코더(56)에 의해 위치 제어 루프가 짜여지고, 공기 베어링(40)에 인덱싱 기능을 갖게 하도록 되어 있다.

또한, 이 NC 장치(52)는, 롤(W)을 회전시키는 서보 모터(20) 및 인코더(22)를 포함하는 도시 생략한 C축 서보 기구 및 새들(26)을 이동시키는 리니어 모터를 포함하는, 마찬가지로 도시 생략한 Z축 서보 기구에 접속되어, 롤(W)의 인덱싱을 행하는 동시에 새들(26)의 위치 결정을 행하도록 되어 있다. 그리고, 또한, 이 NC 장치(52)는, 상기 C축 및 Z축 서보 기구를 이용하여 롤(W)의 회전과 새들(26)의 이동을 지령을 기초로 하여 소정의 속도비로 동기시키는 C-Z축 보간 제어부(53)를 갖고 있다.

계속해서, 이상과 같이 구성되어 있는 정밀 롤 선반을 이용한 본 발명에 의한 롤 표면 가공 방법에 대해 설명한다. 도5는 롤(W)의 표면에 홈 가공하는 경우 의 다이아몬드 바이트(36)의 날끝의 위치를 도시하고, 도6a는 주위 방향의 세로 홈(60)과 다이아몬드 바이트(36)의 날끝과의 상대적인 위치 관계를 설명하는 도면이다. 이 도6a에 도시하는 바와 같이, 주위 방향으로 세로 홈(60)을 절삭하는 경우에는, 다이아몬드 바이트(36)의 퍼냄면(36a)은 홈 방향(F)에 대해 직각으로 되어 있다.

그런데, 도6a에 있어서, 다이아몬드 바이트(36)의 퍼냄면(36a)의 방향이 이 상태에서는, 롤(W)을 회전시키면서 Z축으로 이송하여, 도6b에 도시하는 리드각을 갖는 나선 홈(61)을 절삭하고자 하면 정밀한 가공을 행할 수 없다.

본 실시 형태예의 날붙이 선회대(30)는, 다이아몬드 바이트(36)의 퍼냄면(36a)의 경사 각도를 인덱싱하는 A축이 있으므로, 도6b에 도시하는 바와 같이, 지령대로 다이아몬드 바이트(36)를 정확하게 경사지게 하여 다이아몬드 바이트(36)의 퍼냄면(36a)을 나선 홈(61)의 방향(F)과 직각으로 할 수 있다. 이에 의해, 나선 홈(61)의 정밀한 가공면을 얻을 수 있다.

도7은 본 발명의 롤 표면 가공 방법에 의해 형성된 롤 표면의 요철 패턴의 일례를 나타내는 부분 확대도로, 삼각뿔 소위 삼각 피라미드가 나선 형상으로 배열된 패턴이다. 본 실시 형태예에서는, 삼각 피라미드의 요철 패턴을 롤 표면에 가공함으로써, 프리즘 시트나 입사한 광이 다시 입사 방향으로 돌아온다고 하는 재귀 반사 시트 등의 생산용에 이용하는 전사 롤을 가공한다. 프리즘 시트와 같은 삼각 피라미드의 패턴은, 기본적으로, 서로 정역 반대 방향으로 회전하면서 연장되는 V형의 제1 나선 홈(64), 제2 나선 홈(65)과 V형의 가로 홈(62)을 조합하여 가공한 다. 본 실시 형태예의 경우, 제1 나선 홈(64)과 제2 나선 홈(65)의 비틀림 각도 즉 리드각의 절대치는 동일하다.

따라서, 제1 나선 홈(64)의 가공에 대해 설명하면, 도8a에 있어서, 화살표 방향으로 롤(W)을 회전(C축)시켜, 다이아몬드 바이트(36)를 롤(W)의 축 방향(Z축)으로 이송하면서 가공한다. 즉, 날붙이대(33)의 다이아몬드 바이트(36)의 퍼냄면을 A축으로 제1 나선 홈(64)에 대해 직각으로 하는 동시에, 주축대(12)의 서보 모터(20)에 의해 롤(W)을 회전(C축)시킨다. 그리고, 다이아몬드 바이트(36)에 의해 롤(W)에 홈을 베고, 왕복대(16)를 Z축으로 이송함으로써 제1 나선 홈(64)을 선삭(旋削)한다.

이때, 롤(W)의 회전 속도(C축)와 왕복대(16)의 이동에 의한 다이아몬드 바이트(36)의 Z축 방향의 이동 속도는, NC 장치(52)의 C-Z축 보간 기능에 의해, 리드각에 대응한 소정의 속도비가 되도록 동기 제어된다. 이 경우, 리드각에 대응한 경로를 따라 다이아몬드 바이트(36)가 롤(W)의 표면에 대해 절삭해 가도록 동기 제어된다. 이 결과, 제1 나선 홈(64)은 소정의 리드각으로 선삭된다. 이후, 순차, 가공 개시 위치를 C축으로 인덱싱하는 동시에, 왕복대(16)에 의해 다이아몬드 바이트의 Z축 방향의 위치를 정하고, 소정의 피치로 마찬가지로 제1 나선 홈(64)을 순차 가공한다.

다음에, 제2 나선 홈(65)을 가공하기 위해서는, 도8b에 있어서, 화살표 방향으로 롤(W)을 역회전시켜, 제1 나선 홈(64)일 때와 마찬가지로, 주축대(12)에 의해 롤(W)을 회전시키는 동시에 왕복대(16)에 의해 다이아몬드 바이트(36)를 이송함으 로써, 제1 나선 홈(64)과는 역방향인 제2 나선 홈(65)을 제1 나선 홈(64)에 교차하도록 가공한다. 이때, 제1 나선 홈(64)의 가공과 마찬가지로, 롤(W)의 회전 속도(C축)와 왕복대(16)의 이동에 의한 다이아몬드 바이트(36)의 Z축 방향의 이동 속도는, NC 장치(52)의 C-Z축 보간 기능에 의해 리드각에 대응한 소정의 속도비가 되도록 동기 제어된다. 이후, 순차, 가공 개시 위치를 C축으로 인덱싱하는 동시에, 왕복대(16)에 의해 다이아몬드 바이트의 Z축 방향의 위치를 정하고, 소정의 피치로 마찬가지로 제2 나선 홈(65)을 순차 가공한다. 이와 같이 하여, C-Z축 보간을 실행하면서, 예를 들어, 수백 ㎛ 내지 수십 ㎛의 피치로 1미터의 롤에 가공하면 방대한 수가 되는 미세한 제1 나선 홈(64), 제2 나선 홈(65)을 가공할 수 있으므로, 도중의 경로를 지정하는 방대한 데이터가 불필요해져, 보다 적은 데이터량으로 보다 큰 롤 금형 등의 가공을 행하는 것을 실현할 수 있다.

이와 같이 하여, 제1 나선 홈(64) 및 제2 나선 홈(65)을 가공한 후, 가로 홈(62)을 도8c와 같이 가공한다. 이 가로 홈(62)의 가공은, 나선 홈의 가공에 사용한 다이아몬드 바이트(36) 대신에, 도9에 도시하는 바와 같은 플라이 커트 스핀들 장치(71)를 바이트 홀더(34)의 선단에 장착하여 절삭한다.

도9에 있어서, 플라이 커트 스핀들 장치(71)는, 본체부(71a), 서보 모터(75) 및 플라이 커터(77)(플라이 커트용 바이트)가 장착된 커터 홀더(76)를 포함하고 있다. 본체부(71a)의 내부에서는, 도시되지 않는 커트 스핀들이 공기 베어링에 의해 지지되어 있고, 이 커터 스핀들은, 회전 제어되는 서보 모터(75)와 함께 NC 장치(52)로부터의 신호에 의해 도시하지 않은 스핀들 제어 장치에 의해 구동되고, 속 도 제어되어 회전한다[물론 서보 모터(75)는, NC 장치의 신호에 의존하지 않고, 수동으로 제어되어도 좋다. 또한 NC 장치의 서보 모터 제어 회로에 의해 회전 제어되어도 좋다]. 플라이 커트 스핀들의 선단에 장착되어 있는 커터 홀더(76)는, 주속을 크게 하기 위한, 원판 형상의 커터 홀더이다. 이 커터 홀더(76)의 외주부에는 다이아몬드 바이트로 이루어지는 플라이 커터(77)가 1개 장착되어 있다.

이 경우, 플라이 커트 스핀들 장치(71)는, 커트 스핀들을 X축 방향과 Z축 방향으로 모두 직각인 자세로 지지하고, 플라이 커터(77)는, 그 날끝이, 바이트 홀더(34)의 축심인 A축을 포함하는 X-Z 평면 내에서 고속으로 회전하도록 배치되어 있다.

이 플라이 커트 스핀들 장치(71)에 의한 가로 홈(62)의 가공은, 다음과 같이 행해진다. 즉, C축에 의해 롤(W)의 가로 홈(62)을 가공할 주위 방향의 위치를 인덱싱한다.

다음에, 플라이 커트 스핀들 장치(71)를 구동하여, 플라이 커터(77)를 회전시키면서 테이블(28)에 의해 X축 방향으로 홈을 베게 하고, 왕복대(16)를 Z축으로 이송하면서 가로 홈(62)을 플라이 커트 방법에 의해 절삭한다. 플라이 커터(77)에는, 서보 제어축으로서 희망하는 이상적인 절삭 속도(약 300 m/분)를 부여하면서 가공할 수 있으므로, 가로 홈(62)을 고정밀도로 가공한다. 또한 롤(W)을 C축에 의해 인덱싱하면서, 제1 나선 홈(64)과 제2 나선 홈(65)이 교차하는 부분을 통과하도록 하여 가로 홈(62)을 일정한 피치로 연속하여 가공한다(도8c 참조).

여기서는, 도7에 도시하는 삼각뿔 형상(피라미드 형상)의 롤 표면의 요철 가 공을 나타냈으나, 물론, 사각뿔(사각뿔 피라미드) 형상의 요철의 롤 표면 가공도 가능하며, 사각뿔의 형상에서는, 표면에 공기가 모이기 어려운 마름모형의 요철 형상의 재귀 반사 시트의 가공용 롤(W)이 얻어진다. 이 경우에는 가로 홈(62)의 가공은 불필요하게 할 수 있어, 도9에 도시한 플라이 커트 스핀들 장치(71)는 사용하지 않아도 가공은 가능하다.

또한, 전술한 실시 형태예에서는, 제1 및 제2 나선 홈(64, 65)의 가공에 있어서는, 롤(W)의 회전과 다이아몬드 바이트(36)의 Z축 방향으로의 이동에 의한 롤 표면과 다이아몬드 바이트(36)의 날끝과의 상대적인 이동에 의해 소정의 절삭 속도를 얻도록 한 예를 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 도9에 도시한 플라이 커트 스핀들 장치(71)를 이용하여 제1 및 제2 나선 홈(64, 65)을 가공해도 좋다. 이 경우에는, 플라이 커트 스핀들 장치(71)를, 바이트 홀더(34)의 축심인 A축의 인덱싱에 의해 제1 및 제2 나선 홈(64, 65)의 리드각에 따라서 경사지게 하는 동시에, 플라이 커터(77)의 회전 방향을 정하여 행한다. 이 플라이 커터(77)에 의한 제1 및 제2 나선 홈(64, 65)의 가공에서는, 롤(W)의 회전 속도에 규제되는 일없이 절삭 속도를 높일 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태예에서는, 제1, 제2 나선 홈(64, 65) 및 가로 홈(62)으로 이루어진다. 모두 연속된 일정 깊이 V형의 홈을 교차시킴으로써 각뿔의 피라미드로 이루어지는 요철 패턴을 형성하는 예를 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 다이아몬드 바이트(36)를 피에조 압전 효과 소자 등에 의해 홈 방향으로 고속으로 전후 이동시킴으로써, 원형 내지 타원형의 오목부를 롤 표면에 형성하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

이상, 본 발명에 대해 적절한 실시 형태를 예를 들어 설명했으나, 본 발명은, 특히 액정 화면에 사용되는 광학 필름 및 리어 프로젝션 TV에 사용되는 렌티큘러 시트의 제조에 이용되는 롤 금형 등의 롤 표면에 정밀 가공을 실시하는 롤 표면 가공 방법에 적절하나, 이에 한정되지 않고, 바이트를 이용하여 롤의 표면에 소정의 리드각으로 나선 형상으로 배열된 요철을 형성하는 롤 표면 가공 방법에 널리 적용 가능하다.

도1은 본 발명의 롤 표면 가공 방법을 실시하기 위한 일 실시 형태예를 나타내는 정밀 롤 선반의 정면도.

도2는 도1의 정밀 롤 선반의 평면도.

도3은 도1의 정밀 롤 선반의 날붙이 선회대의 확대 사시도.

도4는 도2의 날붙이 선회대의 일부 단면 측면도.

도5는 롤에 주위 방향의 홈을 가공할 때의 바이트 날끝의 자세를 도시하는 도면.

도6a 및 도6b은 바이트를 경사지게 하는 A축의 작용을 설명하는 도면으로, 도6a는 주위 방향의 세로 홈을 절삭하는 경우, 도6b는 주위 방향에 대해 리드각을 갖는 나선 홈을 절삭하는 경우를 도시하는 도면.

도7은 본 발명의 롤 표면 가공 방법에 의해 형성된 롤 표면의 요철의 일례를 나타내는 부분 확대도.

도8a 내지 도8c은 도7에 도시한 삼각 피라미드의 요철을 가공하는 순서의 설명도로, 도8a는 제1 나선 홈의 가공시, 도8b는 비틀림 방향이 제1 나선 홈과 반대인 제2 나선 홈의 가공시, 도8c는 롤 축과 평행한 가로 홈의 가공시를 도시하는 도면.

도9는 다이아몬드 바이트 대신에 롤에 축 방향의 홈을 가공하기 위한 플라이 커트 스핀들 장치를 장착한 날붙이 선회대의 일부 단면 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 베드

12 : 주축대

14 : 심압대

16 : 왕복대

22 : 인코더

26 : 새들

28 : 테이블

30 : 날붙이 선회대

33 : 날붙이대

34 : 바이트 홀더

36 : 다이아몬드 바이트

52 : NC 장치

53 : C-Z축 보간 제어부

54 : A축 서보 기구

57 : B축 서보 기구

W : 롤

Claims

제어축으로서 롤의 인덱싱축(C축)과, 상기 롤의 축 방향으로 바이트의 위치를 제어하는 Z축을 갖고, C축과 Z축의 동시 2축 위치 제어에 의한 바이트 이동 경로를 직선으로 보간하는 C-Z축 보간 기능을 구비한 NC 롤 선반을 이용하여, 상기 롤의 표면에 소정의 리드각으로 나선 형상으로 홈을 소정의 피치로 가공하고, 상기 롤의 표면에 요철이 소정의 패턴으로 배열된 요철 패턴을 형성하는 롤 표면 가공 방법이며,

상기 바이트에 대한 상기 롤의 인덱싱(C축) 및 상기 롤의 축 방향(Z축) 위치의 위치 결정을 행함으로써, 상기 롤의 표면에 대한 상기 바이트의 가공 개시 위치를 설정하는 공정과,

상기 리드각에 따른 C-Z축 보간을 행함으로써, 상기 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키면서 동시에 상기 바이트를 상기 롤에 대해 상기 롤의 축 방향으로 미리 설정된 속도로 이동시켜, 상기 바이트에 의해 상기 롤의 표면에 상기 홈을 가공하는 공정과,

이후 마찬가지로, 다음에 가공하는 홈의 가공 개시 위치의 설정과, C-Z축 보간을 행하면서 홈 가공을 반복하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 요철 패턴은, 각뿔 형상의 돌기가 롤 표면에 일정한 패턴으로 배열된 것인 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 바이트 대신에 플라이 커터를 이용하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제3항에 있어서, 상기 플라이 커터에 의해 롤 표면에 축 방향의 홈을 일정한 피치로 가공하는 공정을 또한 거쳐, 요철 패턴을 롤 표면에 가공하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제4항에 있어서, 상기 요철 패턴은, 삼각뿔 형상의 돌기가 롤 표면에 일정한 패턴으로 배열된 것인 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 바이트를 피에조 압전 효과 소자를 이용하여 고속으로 롤 반경 방향으로 전후 이동시키면서, 롤 표면에 요철 패턴을 가공하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제6항에 있어서, 상기 요철 패턴은 원형 내지 타원형의 오목부가 롤 표면에 일정한 패턴으로 배열된 것인 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤은 광학 필름 또는 렌티큘러 시트의 제조에 이용되는 롤 금형인 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제어축으로서 롤의 인덱싱축(C축)과, 상기 롤의 축 방향으로 바이트의 위치를 제어하는 Z축을 갖고, C축과 Z축의 동시 2축 위치 제어에 의한 바이트 이동 경로를 직선으로 보간하는 C-Z축 보간 기능을 갖는 NC 롤 선반을 이용하여, 상기 롤의 표면에 요철이 소정의 패턴으로 배열된 요철 패턴을 형성하는 롤 표면 가공 방법이며,

상기 바이트에 대한 상기 롤의 인덱싱(C축) 및 상기 롤의 축 방향(Z축) 위치의 위치 결정을 행함으로써, 상기 롤의 표면에 대한 상기 바이트의 가공 개시 위치를 설정하는 공정과,

미리 지령한 속도비가 되도록 C-Z축 보간을 행함으로써, 상기 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키면서 동시에 상기 바이트를 상기 롤에 대해 상기 롤의 축 방향으로 미리 설정된 속도로 이동시켜, 상기 바이트에 의해 상기 롤의 표면에 요철 가공하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
베드와,

상기 베드 상에 설치되고, 워크인 롤의 일단부를 척으로 보유 지지하면서 상기 롤에 회전을 부여하는 주축과 함께, 워크의 원주 방향의 인덱싱을 행하는 인덱싱축(C축)을 갖는 주축대와,

상기 주축대에 대향하여 상기 베드 상에 배치되고, 상기 롤의 일단부를 회전 가능하게 지지하는 심압대와,

상기 롤의 길이 방향(Z축)으로 이동 가능하게 상기 베드 상에 설치된 새들과,

롤의 길이 방향과 직각인 방향(X축)으로 이동 가능하게 상기 새들 상에 설치된 테이블과,

상기 테이블 상에 설치되고, 바이트가 장착된 날붙이대를 갖는 선회대와,

상기 롤을 미리 설정된 속도로 회전시키면서 동시에 상기 바이트를 상기 롤에 대해 상기 롤의 축 방향으로 미리 설정된 속도로 이동시킬 때에, 상기 롤의 회전 속도와 바이트의 상대 이동 속도의 소정의 속도비에 따른 C축과 Z축의 동시 2축 위치 제어에 의한 바이트 이동 경로를 직선으로 보간하는 C-Z축 보간을 행하는 C-Z축 보간 수단을 갖는 NC 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 장치.
제1항 또는 제9항에 있어서,

상기 바이트의 퍼냄면의 방향을 위치 결정하는 A축을 설치하고, 상기 A축에 의해 상기 바이트의 퍼냄면을 홈 방향에 대하여 직각으로 하여 홈을 가공하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 방법.
제10항에 있어서,

상기 바이트의 퍼냄면의 방향을 위치 결정하는 A축을 설치하고, 상기 A축에 의해 상기 바이트의 퍼냄면을 홈 방향에 대하여 직각으로 하여 홈을 가공하는 것을 특징으로 하는 롤 표면 가공 장치.