KR101601147B1 - 초정밀 표면처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물의 가동수단을 상단 프레임에 고정하고, 공작물을 초정밀 표면처리하기 위한 연마재를 담고 있는 탱크를 상하로 이동시키는 기구를 제공하여, 공작물 홀더를 지탱하는 가동수단이 상단 프레임에 확고하게 고정되어 있어서 가동수단의 회전시 공작물 홀더의 흔들림을 방지한다.
또한, 탱크를 지지하는 지지판이 흔들리지 않게 잡아주고 탱크의 상하 이동을 원활하게 하는 가이드 샤프트를 제공하여, 탱크의 상하 이동시 정위치로 안내하고 작업중에 탱크의 흔들림을 방지한다.

Description

초정밀 표면처리 장치{a super precision surface finishing machine}

본 발명은 공작물을 연마재 탱크내에서 드래그 방식으로 고속회전시켜서 공작물의 표면 가공을 하는 초정밀 표면처리 장치, 특히 초정밀 표면처리 장치에서의 탱크를 상하로 업 또는 다운시키는 기구에 관한 것이다.

DE202010010546U1를 참조하면, 공작물을 회전시키기 위한 가동수단들에 부착된 공작물 홀더에 작업물을 설치해서 가동수단에 의해서 공작물 홀더를 외팔보 형식으로 탱크로 Down시키고 공작물을 연삭 또는 연마한다. 연마시에, 가동수단의 회전으로 가동수단 및 공작물 홀더가 심하게 흔들리게 되어 작업의 균일성을 얻을 수 없으며 소음문제도 발생한다. 또한 회전 디스크들의 다축선 회전에 의해서 공작물이 탱크내의 연마 입자 복합물 내에서 적어도 하나 이상의 유성 회전한다. 이 때에 탱크내의 연마 입자 복합물이 요동치게 되고, 이로 인해서 탱크가 크게 흔들린다.

이러한 문제점을 감안하여, 탱크를 고정하고 공작물 홀더를 외팔보 형식으로 상하로 이동시키는 대신에 공작물 홀더의 높이를 고정하고 탱크를 상하로 업 또는 다운시켜서 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것이다.

본 발명은 공작물의 가동수단을 상단 프레임에 고정하고, 공작물을 초정밀 표면처리하기 위한 연마재를 담고 있는 탱크를 상하로 이동시키는 기구를 제공한다.

탱크를 상하로 이동시키는 기구가 원활하게 이동할 수 있게 여러 구성요소들을 조합한 구성을 제공한다.

또한, 탱크를 지지하는 지지판이 흔들리지 않게 잡아주고 탱크의 상하 이동을 원활하게 하는 가이드 샤프트를 제공한다.

공작물 홀더를 지탱하는 가동수단이 상단 프레임에 확고하게 고정되어 있어서 가동수단의 회전시 공작물 홀더의 흔들림을 방지하고, 또한 프레임의 측면에 가이드 샤프트를 설치해서 탱크의 상하 이동시 정위치로 안내하고 작업중에 탱크의 흔들림을 방지한다.

도 1은 초정밀 표면처리 장치의 정면도로, 탱크가 작업 위치인 위로 업되어진 상태를 도시한다.
도 2는 초정밀 표면처리 장치의 측면도로, 탱크가 휴지 위치인 아래로 다운되어진 상태를 도시한다.
도 3은 초정밀 표면처리 장치의 탱크 이동 기구를 개략적으로 도시한다.
도 4는 랙과 피니온을 포함하는 탱크 이동 기구를 도시한다.
도 5는 워엄기어를 포함하는 탱크 이동 기구를 도시한다.
도 6는 가이드 샤프트의 사시도이다.

본 발명의 장점 및 특징은 첨부된 도면을 참조하면 보다 쉽게 이해할 수 있다.

도 1은 초정밀 표면처리 장치의 정면도로, 탱크가 작업 위치인 위로 업되어진 상태를 도시하고, 도 2는 초정밀 표면처리 장치의 측면도로, 탱크가 휴지 위치인 아래로 다운되어진 상태를 도시한다. 이들 도면을 참고하면, 육면체 형태로 설치되어진 프레임중 상단 프레임에 가동수단(1)이 설치되어 있다. 가동 수단은 구동모터와 적어도 하나 이상의 회전축으로 회전하는 회전 디스크를 포함하며, 최하단 회전 디스크에 본 발명에서 연마하고자 하는 공작물(4)을 홀딩하기 위한 커플링(5)을 탈착가능하게 하는 공작물 홀더(2)가 있다. 공작물은 예를 들어, 연마하고자 하는 물품, 드릴류, 기어류, 척류, 샤프트류, 인공관절 및 임플란트 등을 포함한다. 공작물(4) 대신에 여러 직경의 공작물을 홀딩하기 위한 척을 커플링(5)에 연결하고 척을 통해서 공작물, 예를 들어 드릴들을 고정할 수 있다. 이렇게 하면, 여러 직경의 드릴을 용이하게 탈착할 수 있게 된다. 공작물이 함침되는 탱크(6)는 그 내부에 연삭재료를 가지고 있으며, 연삭 재료는 유기 재료의 중심 입자와 연마 과립이 혼합 장착된 왁스 또는 기타 연마 입자 복합물이다. 유기 재료는 식물성 및 광물성 소재를 포함하며, 식물성의 예로는 호두 껍질, 옥수수 껍질, 체리 씨, 나무, 코코넛 껍질 등 천연 소재가 좋고, 또한 플라스틱과 같은 합성 물질도 가능하다. 탱크는 후술되어지는 탱크 이동 기구에 의해서 상하로 이동되어진다. 공작물은 드래그 방식으로 고속회전되어 탱크내의 연마 입자 복합물과 마찰하여 초정밀 표면처리 처리되어진다. 공작물 홀더를 지탱하는 가동수단이 상단 프레임에 확고하게 고정되어 있어서 가동수단의 회전시 공작물 홀더의 흔들림을 방지한다.

초정밀 표면처리 장치는 탱크 이동 기구의 구동수단들을 고정하기 위한 측면 프레임(11)들에 고정되어진 베이스판(8)을 가진다. 베이스판(8)에는 선형이동 샤프트(12)가 통과할 수 있는 구멍을 가진다. 베이스판(8)상에는 구동모터, 기어박스 및 가이드 샤프트(9)의 하단이 설치되어진다. 가이드 샤프트(9)의 상단은 브래킷(91)을 통해서 측면 프레임(11)에 고정되어 있다. 가이드 샤프트(9)를 따라서 상하로 이동하는 슬라이드 부시(92)를 가진다. 이는 도 6에 잘 도시되어 있다. 탱크(6)를 지지해서 탱크(6)를 상하로 이동시키는 지지판(7)의 양 측면은 가이드 샤프트(9)의 부시(92)에 고정되어 있다. 지지판(7)의 하면에는 선형이동 샤프트(12)의 상면이 고정부착되어 있다. 선형이동 샤프트(12)의 상하 이동에 의해서 지지판(7)은 그 상부에 놓인 탱크(6)와 함께 상하이동하게 된다. 초정밀 표면처리 장치의 탱크 이동 기구를 개략적으로 도시하는 도 3를 참고하면, 탱크 이동 기구는 탱크를 지지하는 지지판(7); 지지판(7)을 상하 이동시키는 4개의 선형이동 샤프트(12); 선형이동 샤프트(12)의 랙 기어와 맞물리는, 피니온 기어를 단부에 갖는 제 1회전 샤프트(21); 제 1회전 샤프트(21)의 중앙 워엄 기어와 맞물리는 기어를 갖는 워엄 감속기(23)와, 워엄 감속기의 기어를 단부에 결합하고 제 1회전 샤프트(21)에 수직으로 놓인 제 2회전 샤프트(24); 및 제 2회전 샤프트(24)의 중앙 기어와 결합하는 베벨기어를 한 단부에 갖는 구동모터를 포함한다.
선형이동 샤프트(12)의 랙 기어와 제 1회전 샤프트(21)의 피니온 기어로 랙 피니온기어박스(22)를 형성하며, 구동 모터의 한 단부의 베벨 기어와 제 2회전 샤프트(24)의 중앙 기어는 베벨기어박스(25)를 형성한다. 또한, 베벨기어박스(25)를 통해서 구동 모터의 회전을 감속하여 구동 모터의 회전축선에 수직인 제 2회전 샤프트(24)에 전달하며, 제 2회전 샤프트(24)의 단부에 설치된 워엄 감속기(23)를 통해서 제 2 회전샤프트의 속도가 감속되어 제 1회전샤프트(21)에 전달되는 동시에 회전축선을 수직으로 전환하며, 랙 피니온기어박스(22)를 통해서 제 1회전 샤프트의 회전에 의해서 선형 이동 샤프트(12)가 수직으로 상하 이동한다. 이러한 연결을 통해서 구동 모터를 회전시켜서 결국 탱크를 원하는 속도와 높이로 상하이동시키게 된다.

구동모터가 회전되면, 구동모터의 회전축의 한 단부에 형성된 베벨기어를 통해서 구동모터의 회전축선에 수직인 제 2회전 샤프트(24)가 회전하게 되고, 제 2회전 샤프트(24)의 회전으로 이에 연결된 워엄 감속기(23)를 통해서 제 2회전 샤프트(24)에 수직인 제 1회전 샤프트(21)의 회전 속도가 제 2회전 샤프트(24)의 회전 속도에 비해서 현저히 감속시켜서 회전할 수 있어서, 탱크를 원하는 속도로 이동시킬 수 있게 한다. 그리고 제 1회전 샤프트(21)의 피니온과 선형이동 샤프트(12)의 랙이 랙 피니온 기어박스(22)에서 결합되어 있기 때문에, 제 1회전 샤프트(21)의 회전을 통해서 선형이동 샤프트(12)가 상하로 이동하게 된다. 여기에 선형이동 샤프트(12)가 상하로 이동하면, 여기에 고정되어진 지지판(7)이 상하로 이동하게 되며, 지지판(7)상에 있는 탱크가 상하로 이동하게 된다. 탱크내의 연마 입자 복합물내에 공작물이 함침될 때까지 즉, 작업 위치로 탱크를 이동시킨다. 그리고 초정밀 표면처리되어진 공작물을 탈거할 때나, 연마 입자 복합물을 교체할 때에 상술한 작동순서와 반대로 해서 탱크를 아래로 이동시킨다. 지지판(7)의 이동시, 지지판(7)이 가이드 샤프트(9)의 부시(92)를 통해서 안내되므로, 그 위에 놓인 탱크(6)를 정위치로 용이하게 안내해서 고정시킬 수 있으며, 회전 디스크들의 다축선 회전에 의한 공작물이 탱크(6)내의 연마 입자 복합물 내에서 적어도 하나 이상의 유성 회전시에 탱크(6)내의 연마 입자 복합물이 요동치게 되어도, 탱크(6)는 부시(92)를 통해서 확고하게 고정되기 있기 때문에, 탱크의 흔들림을 방지할 수 있다.

도 4는 랙과 피니온기어 박스를 포함하는 탱크 이동 기구를 도시하고, 도 5는 워엄기어박스(27)를 포함하는 탱크 이동 기구를 도시하며, 여기서 선형이동 샤프트(12)의 기어와 상기 제 1회전 샤프트(21)의 기어가 결합한다. 워엄기어박스를 사용하므로, 보다 정확하게 탱크를 제어가능하게 이동시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

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7: 지지판
9: 가이드 샤프트
12: 선형이동 샤프트
21: 제 1회전 샤프트
22: 랙 피니온 기어박스
23: 감속기
24: 제 2회전 샤프트
25: 베벨기어박스

Claims (4)

1. 삭제
2. 공작물의 가동수단을 상단 프레임에 고정하고, 공작물을 초정밀 면처리하기 위한 연마재를 담고 있는 탱크를 상하로 이동시키는 이동 기구를 포함하는 초정밀 표면처리 장치에 있어서,
   상기 탱크 이동 기구는 탱크를 지지하는 지지판(7); 상기 지지판을 상하 이동시키는 선형이동 샤프트(12); 상기 선형이동 샤프트(12)의 랙 기어와 맞물리는 피니온 기어를 단부에 갖는 제 1회전 샤프트(21); 상기 제 1회전 샤프트(21)의 중앙 워엄 기어와 맞물리는 기어를 갖는 워엄 감속기(23)와, 상기 워엄 감속기의 기어를 단부에 결합하고 상기 제 1회전 샤프트(21)에 수직으로 놓인 제 2회전 샤프트(24); 및 상기 제 2회전 샤프트(24)의 중앙 기어와 결합하는 베벨기어를 한 단부에 갖는 구동모터를 포함하며,
   상기 선형이동 샤프트(12)의 랙 기어와 상기 제 1회전 샤프트(21)의 피니온 기어로 랙 피니온기어박스(22)를 형성하며, 상기 구동 모터의 한 단부의 베벨 기어와 상기 제 2회전 샤프트(24)의 중앙 기어는 베벨기어박스(25)를 형성하며,
   상기 베벨기어박스(25)를 통해서 구동 모터의 회전을 상기 구동 모터의 회전축선에 수직인 상기 제 2회전 샤프트(24)에 전달하며, 상기 제 2회전 샤프트(24)의 단부에 설치된 상기 워엄 감속기(23)를 통해서 제 2 회전샤프트의 속도가 감속되어 제 1회전샤프트(21)에 전달되는 동시에 회전축을 수직으로 전환시키며, 상기 랙 피니온기어박스(22)를 통해서 제 1회전 샤프트의 회전에 의해서 상기 선형 이동 샤프트(12)가 수직으로 상하 이동하며,
   상단이 브래킷(91)을 통해서 측면 프레임에 고정되어 있고, 상하로 이동하는 슬라이드 부시(92)가 지지판(7)에 연결되어 상기 지지판(7)의 상하 이동을 안내하는 가이드 샤프트(9)를 더 포함하는 초정밀 표면처리 장치.
   
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서, 상기 선형이동 샤프트(12)의 기어와 상기 제 1회전 샤프트(21)의 기어가 결합하는 워엄 기어박스(27)를 통해서 연결되어 있는 초정밀 표면처리 장치.

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