KR101306904B1 - 실리콘잉곳의 복합가공기 - Google Patents

실리콘잉곳의 복합가공기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기는 실리콘잉곳을 절삭 및 연삭하는 것으로 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기에 있어서, 메인프레임의 한쪽 측면에 설치되어 실리콘잉곳의 자세를 정렬하는 정렬장치, 상기 정렬장치에서 정렬된 실리콘잉곳을 잡아서 이동하는 오토로딩장치, 상기 메인프레임의 상측 중앙부에 설치되어 오토로딩장치에서 이동된 실리콘잉곳을 잡아서 메인프레임의 길이 방향으로 이동함과 아울러 실리콘잉곳을 회전하는 클램핑장치, 상기 메인프레임의 중앙부 양측에 각각 설치되어 상기 클램핑장치에 의해 이동 및 회전되는 실리콘잉곳의 양측면을 절삭 가공하는 한 쌍의 절삭장치, 상기 절삭장치의 뒤쪽으로부터 이격되어 상기 메인프레임의 뒤쪽 상부 양측에 차례로 설치되어 상기 클램핑장치에 의해 이동 및 회전되어 상기 절삭장치로 절삭된 실리콘잉곳의 양측면을 연삭 가공하는 두 쌍의 연삭장치로 이루어진다.
따라서 본 발명은 정렬장치로 실리콘잉곳의 자세를 정렬한 뒤에 오토로딩장치로 클램핑장치에 설치하여 클램핑장치로 실리콘잉곳을 이동 및 회전하면서 절삭 가공과 연삭 가공을 차례로 진행하기 때문에, 실리콘잉곳의 양측면 절삭과 챔퍼링, 그라인딩을 단계적으로 진행할 수 있어 작업성을 향상하고, 실리콘잉곳의 가공 정도와 가공 시간을 합리화하여 일정한 품질을 용이하게 유지할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

Description

실리콘잉곳의 복합가공기{SILICON INGOT MULTIPROCESSING MACHINE}
본 발명은 실리콘잉곳의 복합가공기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실리콘잉곳의 측면 절삭, 챔퍼링, 그라인딩을 단계적으로 용이하게 가공할 수 있어 작업성을 향상하고, 실리콘잉곳의 가공 정도와 가공 시간을 합리화하여 일정한 품질을 용이하게 유지할 수 있도록 하는 실리콘잉곳의 복합가공기에 관한 것이다.
일반적으로 잉곳(INGOT)은 일정한 모양으로 성형한 기둥 형상으로 형성되며, 실리콘잉곳은 태양전지의 솔라셀 등에 사용되는 박판 형상의 솔라셀을 제조하기 전에 원기둥 형상으로 형성된다.
예컨대 실리콘잉곳은 모래 등 실리콘을 포함한 원재료를 정제하여 폴리실리콘을 뽑아내는 것이며, 상기 실리콘의 원재료는 모래나 자갈 등에 많이 포함되어 있지만, 철, 니켈, 코발트, 탄소 등 불순물이 많이 섞여 있어 이를 정제해 고순도 폴리실리콘을 만들기 위해 원재료를 탄소 등과 함께 전기로에 넣어서 용융해 얻은 순도 98%의 금속급 실리콘을 분쇄하여 염산으로 처리하면 삼염화실란(TCO, Trichllorosilan)이 생성되는데, 상기 삼염화실란을 증류하여 불순물을 제거하면 고순도의 다결정 실리콘이 만들어지게 되며, 이를 전기로에 용융 응고하여 원기둥 형상의 실리콘잉곳을 제조하게 된다.
여기서 종래에는 상기 실리콘잉곳의 측면을 절단하는 기계로 우선 가공한 뒤, 절단된 실리콘잉곳의 측면을 연마하는 별도의 기계로 다시 가공하게 된다.
즉 원기둥 형상의 실리콘잉곳의 측면을 절단기로 개략적인 사각형 단면 형상으로 절단하게 되며, 절단된 실리콘잉곳의 표면을 연마기로 연마하게 된다.
물론 절단된 실리콘잉곳을 연마하지 않을 경우에는 절단된 면이 일정하지 않거나 절단면에 층이 생기는 현상이 발생 될 수 있으므로, 절단된 실리콘잉곳을 연마하여 표면을 매끈하게 하면서 평활도를 증대하기 위한 것이다.
그런데 종래에는 실리콘잉곳의 측면을 절단하는 기계와 절단된 실리콘잉곳의 측면을 연마하는 기계가 별도로 구성되기 때문에, 작업성이 저하될 뿐만 아니라 실리콘잉곳의 가공 정도와 가공 시간을 합리화할 수 없어 일정한 품질을 유지하지 못한다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실리콘잉곳을 정렬한 뒤에 이를 잡아서 클램핑하여 작업 공정에 따라 이동 및 회전하여 실리콘잉곳의 측면 절삭과 챔퍼링, 그라인딩을 단계적으로 진행시킴으로써, 작업성을 향상하고, 실리콘잉곳의 가공 정도와 가공 시간을 합리화하여 일정한 품질을 용이하게 유지할 수 있는 실리콘잉곳의 복합가공기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실리콘잉곳을 절삭 및 연삭하는 것으로 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기에 있어서, 메인프레임의 한쪽 측면에 설치되어 실리콘잉곳의 자세를 정렬하는 정렬장치, 상기 정렬장치에서 정렬된 실리콘잉곳을 잡아서 이동하는 오토로딩장치, 상기 메인프레임의 상측 중앙부에 설치되어 오토로딩장치에서 이동된 실리콘잉곳을 잡아서 메인프레임의 길이 방향으로 이동함과 아울러 실리콘잉곳을 회전하는 클램핑장치, 상기 메인프레임의 중앙부 양측에 각각 설치되어 상기 클램핑장치에 의해 이동 및 회전되는 실리콘잉곳의 양측면을 절삭 가공하는 한 쌍의 절삭장치, 상기 절삭장치의 뒤쪽으로부터 이격되어 상기 메인프레임의 뒤쪽 상부 양측에 차례로 설치되어 상기 클램핑장치에 의해 이동 및 회전되어 상기 절삭장치로 절삭된 실리콘잉곳의 양측면을 연삭 가공하는 두 쌍의 연삭장치로 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기를 제공한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기는 정렬장치로 실리콘잉곳의 자세를 정렬한 뒤에 오토로딩장치로 클램핑장치에 설치하여 클램핑장치로 실리콘잉곳을 이동 및 회전하면서 절삭 가공과 연삭 가공을 차례로 진행하기 때문에, 실리콘잉곳의 양측면 절삭과 챔퍼링, 그라인딩을 단계적으로 진행할 수 있어 작업성을 향상하고, 실리콘잉곳의 가공 정도와 가공 시간을 합리화하여 일정한 품질을 용이하게 유지할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기의 평면도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기에 적용되는 정렬장치를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기에 적용되는 오토로딩장치를 나타내는 측면도이다.
도 8과 도 9는 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기에 적용되는 클램핑장치를 나타내는 도면이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기에 추가적으로 적용되는 장거리 이동용 볼스크류의 지지장치를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명에 의한 복합가공기로 실리콘잉곳의 가공 상태를 설명하는 사시도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기를 나타내는 도면으로서, 상기 복합가공기(1)는 원기둥 형상의 실리콘잉곳(2)을 절삭 및 연삭할 수 있어 실리콘잉곳(2)의 양측면의 절삭 가공과 챔퍼링 가공, 그라인딩 가공을 단계적으로 진행하게 된다.
즉 본 발명에서는 실리콘잉곳(2)의 자세를 정렬하는 정렬장치(100)가 복합가공기(1)의 메인프레임(1a)의 한쪽 측면에 설치되며, 상기 복합가공기(1)의 메인프레임(1a) 상에 실리콘잉곳(2)를 잡아서 이동하는 오토로딩장치(200)과 실리콘잉곳(2)를 이동 및 회전하는 클램핑장치(300)가 설치될 뿐만 아니라 상기 메인프레임(1a)의 중앙부로부터 뒤쪽으로 절삭장치(400)와 연삭장치(500)가 차례로 설치된다.
여기서 상기 정렬장치(100)는 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 복합가공기(1)의 가공 위치로 실리콘잉곳(2)를 이동하기 전에 실리콘잉곳(2)의 자세를 바르게 하기 위하여, 십자 형상의 표시부(2a)를 측면에 구비한 실리콘잉곳(2)의 자세를 설정하는 장치이다.
즉 본 발명에 의한 정렬장치는 프레임(111) 상에 두 개의 롤러이동가이드레일(112)이 나란하게 설치되고, 상기 프레임(111)의 상부에 설치되는 롤러이동가이드레일(112)의 일측에 구동롤러지지체(113)가 이동 가능하게 설치되고, 상기 구동롤러지지체(113)에 서보모터(114)가 설치된다.
그리고 상기 서보모터(114)에 의해 회전되는 두 개의 구동롤러(115)가 상기 구동롤러지지체(113)의 상부에 상호 이격 설치되는 바, 본 실시예에서는 상기 구동롤러(115)와 함께 회전하는 구동롤러축(115a)의 단부에 종동풀리(115b)가 설치됨과 아울러 상기 서보모터(114)에 의해 회전되는 구동풀리(114a)가 벨트(114b)에 의해 상기 종동풀리(115b)와 연결되어 상기 서보모터(114)의 작동에 따라 구동풀리(114a)와 종동풀리(115b)를 통하여 구동롤러(115)가 회전되는 것이다.
상기 롤러이동가이드레일(112)의 타측에는 종동룰러지지체(116)가 이동 가능하게 설치되고, 아이들 회전하는 두 개의 아이들롤러(117)가 상기 종동롤러지지체(116)의 상부에 상호 이격 설치되어 상기 구동롤러(115)와 아이들롤러(117)가 실리콘잉곳(2)의 하부를 지지하게 된다.
상기 구동롤러지지체(113)와 종동롤러지지체(116)의 중앙 부위에 턴버클나사(118)가 체결되어 상기 턴버클나사(118)의 회전에 따라 상기 구동롤러지지체(113)와 종동롤러지지체(116) 사이의 거리가 조정되며, 이에 따라 실리콘잉곳(2)의 길이에 맞추어서 상기 구동롤러지지체(113)와 종동롤러지지체(116) 사이의 거리를 조정하여 상기 구동롤러(115)와 아이들롤러(117)에 의해 지지되는 실리콘잉곳(2)의 하부 지지 부위의 위치를 원활하게 가변할 수 있다.
물론 상기 턴버클나사(118)는 별도의 서보모터(미도시)로 회전하여 상기 구동롤러지지체(113)와 종동롤러지지체(116) 사이의 거리를 동력으로 조정할 수 있으나, 본 실시예에서는 턴버틀나사(118)의 일측에 핸들(118a)을 연결하여 수동으로 상기 구동롤러지지체(113)와 종동롤러지지체(116) 사이의 거리를 조정하게 된다.
그리고 본 발명에서는 상기 프레임(111)의 상부 일측에 설치되는 센서브래킷(111a)에 다수의 센서(119)가 상하로 설치되어 실리콘잉곳(2)의 측면에 표시된 표시부(2a)를 감지하게 되며, 이에 따라 상기 서보모터(114)의 구동에 의해 구동롤러(115)와 함께 회전되는 실리콘잉곳(2)의 표시부(2a)를 센서(119)로 감지하는 구조로 이루어진다.
특히 본 발명에서는 상기 센서(119)가 실리콘잉곳(2)의 측면의 정중앙에서 교차되는 십자 형상의 표시부(2a)의 세로부위를 감지할 수 있도록 하여 직경을 구비한 실리콘잉곳(2)의 자세를 감지하기 위하여, 두 개의 구동롤러(115) 중심 사이의 정중앙의 수직선상에 상하로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편 상기 오토로딩장치(200)로 실리콘잉곳(2)을 복합가공기(1)의 로딩 위치로 이동하는 과정에서 실리콘잉곳(2)의 자세의 미세한 차이가 발생되지 않도록 하기 위하여, 프레임(111)과 실리콘잉곳(2)의 위치를 가변할 필요가 있다.
그래서 본 발명에서는 나란하게 이격 배치되는 두 개의 가이드레일(120)이 실리콘잉곳(2)의 복합가공기(1)의 메인프레임(1a)에 설치되고, 상기 프레임(111)이 두 개의 가이드레일(120)을 따라 이동 가능하게 설치되고, 상기 가이드레일(120)과 나란하게 설치되는 로드리스실린더(121)가 상기 메인프레임(1a)에 설치되고, 상기 프레임(111)이 상기 로드리스실린더(121)에 설치되어 로드리스실린더(121)에 의해 상기 가이드레일(120)을 따라 이동하는 구조를 포함한다.
물론 상세하게 설명하지 않겠지만 도면과 같이 상기 프레임(111)의 상하 높이를 조정할 수 있는 장치를 구비하여 상기 오토로딩장치(200)로 실리콘잉곳(2)의 상하 위치로 줄일 수도 있다.
상기 오토로딩장치(200)는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 정렬장치(100)에서 정렬된 실리콘잉곳(2)을 잡아서 이동하는 것으로서, 실리콘잉곳(2)을 잡거나 놓게 되는 지그(211)를 상하 좌우로 이동하는 공지 기술에 의해 충분히 설명되는 것이다.
간단하게 설명하면, 상기 오토로딩장치(200)의 지그(211)이 세로대(212)의 하단부에 설치되고, 오토로딩모터(213,214)에 의해 상기 세로대(212)가 가로대(215)를 따라 좌우로 이동하거나 상하로 이동할 수 있는 구조이다.
상기 클램핑장치(300)는 도 8과 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 메인프레임(1a)의 상측 중앙부에 설치되어 오토로딩장치(200)에서 이동된 실리콘잉곳(2)을 잡아서 메인프레임(1a)의 길이 방향으로 이동함과 아울러 실리콘잉곳(2)을 회전하는 것이다.
여기서 상기 클램핑장치(300)는 실리콘잉곳(2)을 가공하는 복합가공기(1)의 메인프레임(1a)의 상부에 설치되어 실리콘잉곳(2)의 측면을 잡아서 이동함과 아울러 실리콘잉곳(2)을 회전하게 된다.
즉 상기 클램핑장치는 스크류모터(311)에 의해 회전되는 볼스크류(312)가 메인프레임(1a) 상부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 볼스크류(312)의 회전에 따라 상기 메인프레임(1a)의 상부에서 이동하는 슬라이드베드(313)가 상기 볼스크류(312) 상에 설치된다.
그리고 상기 슬라이드베드(313)의 상부에는 바디이동실리더(314)가 설치되고, 상기 바디이동실리더(314)에 의해 슬라이드베드(313)의 일측 상부에서 이동하는 테일스톡바디(315)가 상기 바디이동실리더(314)의 로드 선단부에 연결된다.
물론 상기 테일스톡바디(315)의 하부에 구비된 로드연결부(315a)에 상기 바디이동실리더(314)의 로드 선단부가 연결되는 것이다.
상기 테일스톡바디(315)에는 테일스톡스핀들(316)이 회전 가능하게 설치되고, 실리콘잉곳(2)의 한쪽 면에 밀착되는 테일마찰부재(317)가 상기 테일스톡스핀들(316)의 선단부에 연결된다.
상기 슬라이드베드(313)의 타측 상부에는 헤드스톡바디(318)가 고정 설치되고, 상기 테일스톡스핀들(316)과 일직선 상에 위치하는 헤드스톡스핀들(319)이 상기 헤드스톡바디(318)에 회전 가능하게 설치되고, 실리콘잉곳(2)의 다른쪽 면에 밀착되는 헤드마찰부재(320)가 상기 헤드스톡스핀들(319)의 일측에 연결됨과 아울러 상기 헤드스톡스핀들(319)의 타측에 스핀들모터(321)의 모터축이 연결되며, 상기 스핀들모터(321)를 고정하는 모터브래킷(318a)이 상기 테일스톡바디(315)에 설치된다.
그러면 상기 실리콘잉곳(2)의 한쪽 면에는 테일마찰부재(317)이 밀착되고, 이의 다른쪽 면에는 헤드마찰부재(320)이 밀착되는 것이므로, 상기 실리콘잉곳(2)이 테일마찰부재(317)과 헤드마찰부재(320) 사이에 고정 설치될 수 있는 것이다.
더우기 본 발명에서는 실리콘잉곳(2)의 한쪽 면과 테일마찰부재(317) 사이 및 실리콘잉곳(2)의 다른쪽 면과 헤드마찰부재(320) 사이의 마찰력을 증대하기 위하여, 상기 테일마찰부재(317)와 헤드마찰부재의 한쪽 면에 각각 설치되는 마찰판(322)을 포함한다.
한편 상기 절삭장치(400)는 한 쌍으로 구성되어 상호 마주보는 것이며, 상기 메인프레임(1a)의 중앙부 양측에 각각 설치되어 상기 클램핑장치(300)에 의해 이동 및 회전되는 실리콘잉곳(2)의 양측면을 절삭 가공하게 된다.
물론 상기 절삭장치(400)는 종래와 마찬가지로 절삭스핀들(411)이 절삭모터(412)에 의해 고속으로 회전되고, 상기 절삭스핀들(411)의 선단부에 절삭공구(413)가 결합되어 두 개의 절삭공구(413) 사이로 이동하는 실리콘잉곳(2)를 절삭가공하며, 상기 절삭스핀들(411)과 절삭모터(412)가 절삭베드(414) 상에서 절삭이동모터(415)에 의해 이동될 수 있는 구조이다.
상기 연삭장치(500)는 두 쌍으로 구성되어 각각의 쌍이 상호 마주보는 것이며, 상기 절삭장치(400)의 뒤쪽으로부터 이격되어 상기 메인프레임(1a)의 뒤쪽 상부 양측에 차례로 설치되어 상기 클램핑장치(300)에 의해 이동 및 회전되어 상기 절삭장치(400)로 절삭된 실리콘잉곳(2)의 양측면을 연삭 가공하게 된다.
상기 연삭장치(500)도 종래에 많이 사용되는 것으로서, 상기 절삭장치(400)와 마찬가지로 마주보는 연삭공구(511)가 고속 회전되면서 상호 근접하거나 이격될 수 있는 구조이다.
한편 본 발명에서는 상기 클램핑장치(300)에 구비되는 볼스크류(312)의 길이가 길기 때문에, 처짐이나 진동이 발생되어 절삭 가공이나 연삭 가공의 정도를 떨어뜨릴 수 있어 상기 볼스크류(312)의 처짐을 방지할 필요가 있다.
그래서 본 발명에서는 상기 볼스크류(312)를 지지하는 지지장치를 포함하는 바, 이는 복합가공기(1)의 메인프레임(1a) 상에 설치되는 상기 클램핑장치(300)의 볼스크류(312)를 하부에서 지지하는 구조이며, 상기 슬라이드베드(313)의 하부에 설치되는 너트체(313a)가 상기 볼스크류(312)의 회전에 따라 이동할 때에 지지장치가 볼스크류(312)를 지지하게 된다.
즉 상기 지지장치는 도 10 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 볼스크류(312)의 하측으로 이격되는 메인프레임(1a) 상에 설치되는 지지본체(611), 상기 지지본체(611)의 상측으로 상하로 이동 가능하게 설치되는 롤러설치부재(612), 상기 롤러설치부재(612)와 지지본체(611) 사이에 설치되는 탄성부재(613), 상기 롤러설치부재(612)의 상부에 회전 가능하게 설치되어 상기 탄성부재(613)의 탄성력으로 볼스크류(312)의 하부를 지지하는 두 개의 지지롤러(614)를 구비하고 있다.
그리고 상기 롤러설치부재(612)의 상부 양측에 캠롤러지지체(615)가 각각 설치되고, 상기 캠롤러지지체(615)의 상단부에 캠롤러(616)가 회전 가능하게 각각 설치되며, 상기 캠롤러(616)를 이동하는 캠부재(617)가 슬라이드베드(313)의 하부에 설치되고, 상기 너트체(313a)가 두 개의 캠부재(617) 사이에 배치되는 구조이다.
물론 상기 캠롤러(616)의 상하 위치를 가변하기 위하여, 캠롤러지지체(615)에 장공을 형성하고 상기 캠롤러(616)가 상기 장공을 따라 상하 위치를 조정할 수 있는 것이다.
한편 상기 지지롤러(614)와 캠롤러(616)를 상하로 원활하게 이동시키기 위하여, 본 발명에서는 상기 지지본체(611)의 중앙부에 탄성부재(613)의 하측을 지지하는 스프링캡(618)이 설치되고, 상기 지지본체(611)에 다수의 로드가이드체(619)가 상호 이격 배열되고, 상기 로드가이드체(619)의 중공부를 각각 관통하는 다수의 가이드로드(620)가 상기 롤러설치부재(612)의 하부면에 설치됨과 아울러 하부판(621)이 상기 다수의 가이드로드(620)의 하단부과 결합되어 상기 하부판(621)이 상기 롤러설치부재(612)와 가이드로드(620)와 함께 상하로 이동하는 구조를 포함한다.
물론 상기 볼스크류(312)의 하부를 지나치게 탄성 지지하여 볼스크류(312)가 상부로 휘는 것을 방지하기 위하여, 선단부가 상기 스프링캡(618)의 하부에 접촉하는 조정볼트(622)가 상기 하부판(621)에 설치됨이 바람직하다.
또한 본 발명에 의한 지지장치의 다수개를 상기 메인프레임(1a)에 이격 설치하여 긴 길이의 볼스크류(312)의 다수 부위를 탄성 지지함은 자명하다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기는 다음과 같이 작용한다.
우선 실리콘잉곳(2)의 길이에 맞추어서 핸들(118a)를 회전하면 턴버클나사(118)가 회전되어 구동롤러지지체(113)와 종동롤러지지체(116) 사이의 거리를 조정하며, 이에 따라 구동롤러(115)와 아이들롤러(117) 사이의 거리를 조정한다.
이러한 상태에서 실리콘잉곳(2)을 구동롤러(115)와 아이들롤러(117)의 상부에 올러놓으면 두 개의 구동롤러(115)와 아이들롤러(117)에 의해 실리콘잉곳(2)이 지지되는 것이다.
그리고 서보모터(114)를 작동하면 서보모터(114)의 모터축의 회전에 따라 구동풀리(114a)와 벨트(114b), 종동풀리(115b)가 회전되고, 상기 종동풀리(115b)의 회전에 따라 구동롤러축(115a)과 구동롤러(115)가 회전되어 실리콘잉곳(2)이 회전된다.
상기 실리콘잉곳(2)이 회전될 때, 실리콘잉곳(2)의 표시부(2a)가 센서(119)에 의해 인식되면 서보모터(114)를 정지시켜서 실리콘잉곳(2)의 바른 자세를 설정할 수 있는 것이다.
그러면 상기 오토로딩장치(200)가 작동되어 본 발명의 정렬장치(100)에서 바른 자세로 있는 실리콘잉곳(2)을 클램핑장치(300)으로 이동하여 클램핑장치(300)에 장착하게 한다.
즉 상기 오토로딩장치(200)가 실리콘잉곳(2)을 잡아서 테일마찰부재(317)와 헤드마찰부재(320) 사이에 위치시키면 바디이동실리더(314)가 작동하여 테일스톡바디(315)를 이동함과 동시에 테일스톡스핀들(316)과 테일마찰부재(317)를 이동하게되며, 이에 따라 테일마찰부재(317)과 헤드마찰부재(320) 사이에서 상기 실리콘잉곳(2)이 견고하게 고정되는 것이다.
이러한 상태에서 스크류모터(311)를 작동하면 볼스크류(312)가 회전됨에 따라 슬라이드베드(313)가 볼스크류(312)의 길이 방향으로 이동함과 동시에 상기 슬라이드베드(313)의 상부에 설치된 바디이동실리더(314)와 테일스톡바디(315), 헤드스톡바디(318) 등이 이동하여 실리콘잉곳(2)이 볼스크류(312)의 길이 방향으로 이동하게 된다.
상기 클램프장치(300)에 의해 이동되는 과정에서 한 쌍의 절삭장치(400)에 구비된 절삭공구(413)이 고속 회전되면서 실리콘잉곳(2)의 접근하여 실리콘잉곳(2)의 양측면을 원활하게 절삭 가공하게 되며, 양측면이 절삭된 실리콘잉곳(2)의 다른 양측면을 가공하기 위하여 상기 절삭장치(400)의 절삭공구(413)를 실리콘잉곳(2)으로부터 이격한 뒤에 클램핑장치(300)의 스핀들모터(321)를 작동하여 실리콘잉곳(2)를 90도 회전한 뒤에 절삭장치(400)의 절삭공구(413)를 실리콘잉속(2)의 양측면에 근접시켜서 다른 양측면을 절삭 가공하여 개략적인 사각형 단면을 가진 실리콘잉곳(2)를 절삭 작업으로 형성하게 된다.
이러한 상태에서 스크류모터(311)를 작동하여 실리콘잉곳(2)를 두 쌍의 연삭장치(500)의 연삭공구(511) 사이에 위치시킨 뒤, 연삭장치(500)의 연삭공구(511)을 고속 회전시키면서 실리콘잉곳(2)의 절삭면에 근접하여 연마 가공하게 된다.
연마 작업이 완료된 뒤에는 클램핑장치(300)이 초기 상태로 리턴하게 되며, 연마 작업가 완료한 실리콘잉곳을 오토로딩장치(200)로 잡아서 외부로 이동 배치할 수 있는 것이다.
이렇게 본 발명에 의한 실리콘잉곳의 복합가공기는 실리콘잉곳(2)의 자세를 정렬한 뒤에 오토로딩장치(200)로 클램핑장치(300)에 설치하여 클램핑장치(300)로 실리콘잉곳(2)을 이동 및 회전하면서 절삭 가공과 연삭 가공을 차례로 원활하게 진행할 수 있다.
1 : 복합가공기 1a : 메인프레임
2 : 실리콘잉곳 2a : 표시부
100 : 정렬장치 111 : 프레임
112 : 롤러이동가이드레일 113 : 구동롤러지지체
114 : 서보모터 114a : 구동풀리
114b : 종동풀리 115 : 구동롤러
115a : 구동롤러축 115b : 종동풀리
116 : 종동룰러지지체 117 : 아이들롤러
118 : 턴버클나사 118a : 핸들
119 : 센서 120 : 가이드레일
121 : 로드리스실린더 200 : 오토로딩장치
211 : 지그 212 : 세로대
213,214 : 오토로딩모터 215 : 가로대
300 : 클램핑장치 311 : 스크류모터
312 : 볼스크류 313 : 슬라이드베드
313a : 너트체 314 : 바디이동실리더
315 : 테일스톡바디 315a : 로드연결부
316 : 테일스톡스핀들 317 : 테일마찰부재
318 : 헤드스톡바디 318a : 모터브래킷
319 : 헤드스톡스핀들 320 : 헤드마찰부재
321 : 스핀들모터 400 : 절삭장치
411 : 절삭스핀들 412 : 절삭모터
413 : 절삭공구 414 : 절삭베드
415 : 절삭이동모터 500 : 연삭장치
511 : 연삭공구 611 : 지지본체
612 : 롤러설치부재 613 : 탄성부재
614 : 지지롤러 615 : 캠롤러지지체
616 : 캠롤러 617 : 캠부재
618 : 스프링캡 619 : 로드가이드체
620 : 가이드로드 621 : 하부판
622 : 조정볼트

Claims (8)

  1. 실리콘잉곳을 절삭 및 연삭하는 것으로 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기에 있어서,
    메인프레임의 한쪽 측면에 설치되어 실리콘잉곳의 자세를 정렬하는 정렬장치; 상기 정렬장치에서 정렬된 실리콘잉곳을 잡아서 이동하는 오토로딩장치; 상기 메인프레임의 상측 중앙부에 설치되어 오토로딩장치에서 이동된 실리콘잉곳을 잡아서 메인프레임의 길이 방향으로 이동함과 아울러 실리콘잉곳을 회전하는 클램핑장치; 상기 메인프레임의 중앙부 양측에 각각 설치되어 상기 클램핑장치에 의해 이동 및 회전되는 실리콘잉곳의 양측면을 절삭 가공하는 한 쌍의 절삭장치; 상기 절삭장치의 뒤쪽으로부터 이격되어 상기 메인프레임의 뒤쪽 상부 양측에 차례로 설치되어 상기 클램핑장치에 의해 이동 및 회전되어 상기 절삭장치로 절삭된 실리콘잉곳의 양측면을 연삭 가공하는 두 쌍의 연삭장치로 이루어지며,
    상기 클램핑장치는 스크류모터에 의해 회전되는 볼스크류가 실리콘잉곳 가공기의 프레임 상부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 볼스크류의 회전에 따라 실리콘잉곳 가공기의 프레임의 상부에서 이동하는 슬라이드베드가 상기 볼스크류 상에 설치되고, 상기 슬라이드베드의 상부에 바디이동실리더가 설치됨과 아울러 상기 바디이동실리더에 의해 슬라이드베드의 일측 상부에서 이동하는 테일스톡바디가 상기 바디이동실리더의 로드 선단부에 연결되고, 상기 테일스톡바디에 테일스톡스핀들이 회전 가능하게 설치됨과 아울러 실리콘잉곳의 한쪽 면에 밀착되는 테일마찰부재가 상기 테일스톡스핀들의 선단부에 연결되며, 상기 슬라이드베드의 타측 상부에 헤드스톡바디가 고정 설치되고, 상기 테일스톡스핀들과 일직선 상에 위치하는 헤드스톡스핀들이 상기 헤드스톡바디에 회전 가능하게 설치되고, 실리콘잉곳의 다른쪽 면에 밀착되는 헤드마찰부재가 상기 헤드스톡스핀들의 일측에 연결됨과 아울러 상기 헤드스톡스핀들의 타측에 스핀들모터의 모터축이 연결되고, 상기 스핀들모터를 고정하는 모터브래킷이 상기 테일스톡바디에 설치되며, 상기 클램핑장치의 볼스크류의 중앙부를 지지하는 볼스크류지지장치가 포함되는 것으로 이루어지되,
    상기 볼스크류지지장치는 볼스크류의 하측으로 이격되는 프레임 상에 지지본체가 설치되고, 상기 지지본체의 상측으로 상하로 이동 가능하게 롤러설치부재가 설치되고, 상기 롤러설치부재와 지지본체 사이에 탄성부재가 설치됨과 아울러 상기 롤러설치부재의 상부에 두 개의 지지롤러가 설치되어 지지롤러에 의해 볼스크류가 탄성 지지되며, 상기 롤러설치부재의 상부 양측에 캠롤러지지체가 각각 설치됨과 아울러 상기 캠롤러지지체의 상단부에 캠롤러가 각각 설치되고, 상기 캠롤러를 이동하는 캠부재가 이동체의 하부에 설치됨과 아울러 너트체가 두 개의 캠부재 사이에 배치되는 것으로 특징으로 하는 실리콘잉곳의 복합가공기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정렬장치는
    프레임 상에 두 개의 롤러이동가이드레일이 나란하게 설치되고,
    상기 프레임의 상부에 설치되는 롤러이동가이드레일의 일측에 구동롤러지지체가 이동 가능하게 설치됨과 아울러 상기 구동롤러지지체에 서보모터가 설치되고,
    상기 서보모터에 의해 회전되는 두 개의 구동롤러가 상기 구동롤러지지체의 상부에 상호 이격 설치되고,
    상기 롤러이동가이드레일의 타측에 종동룰러지지체가 이동 가능하게 설치됨과 아울러 아이들 회전하는 두 개의 아이들롤러가 상기 종동롤러지지체의 상부에 상호 이격 설치되어 상기 구동롤러와 아이들롤러가 실리콘잉곳의 하부를 지지하며,
    상기 구동롤러지지체와 종동롤러지지체의 중앙 부위에 턴버클나사가 체결되어 상기 턴버클나사의 회전에 따라 상기 구동롤러지지체와 종동롤러지지체 사이의 거리가 조정되고,
    상기 프레임의 상부 일측에 설치되는 센서브래킷에 다수의 센서가 상하로 설치되어 실리콘잉곳의 측면에 표시된 표시부를 감지하여 상기 서보모터의 구동에 의해 구동롤러와 함께 회전되는 실리콘잉곳의 표시부를 센서로 감지하는 것으로 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서는 실리콘잉곳의 측면의 정중앙에서 교차되는 십자 형상의 표시부의 세로부위를 감지 가능하게 두 개의 구동롤러 중심 사이의 정중앙의 수직선상에 상하로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 실리콘잉곳의 복합가공기.
  4. 제2항에 있어서,
    나란하게 이격 배치되는 두 개의 가이드레일이 실리콘잉곳 가공기의 메인프레임에 설치되고, 상기 프레임이 두 개의 가이드레일을 따라 이동 가능하게 설치되고, 상기 가이드레일과 나란하게 설치되는 로드리스실린더가 상기 메인프레임에 설치되고, 상기 프레임이 상기 로드리스실린더에 설치되어 로드리스실린더에 의해 가이드레일을 따라 이동하는 것을 포함하여 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 테일마찰부재와 헤드마찰부재의 한쪽 면에 설치되는 마찰판을 포함하여 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지본체의 중앙부에 탄성부재의 하측을 지지하는 스프링캡이 설치되고, 상기 지지본체에 다수의 로드가이드체가 상호 이격 배열되고, 상기 로드가이드체의 중공부를 각각 관통하는 다수의 가이드로드가 상기 롤러설치부재의 하부면에 설치됨과 아울러 하부판이 상기 다수의 가이드로드의 하단부과 결합되어 상기 롤러설치부재와 가이드로드와 함께 상하로 이동하는 것을 포함하여 이루어지는 실리콘잉곳의 복합가공기.
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