KR101786261B1 - 연마장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 자동연마를 위한 구성에 더하여 다양한 형태의 시료를 연마할 수 있는 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치는 연마 대상물을 연마하도록 회전하는 연마재; 상기 연마재의 일측으로 제공되는 수동 연마유닛; 및 상기 연마재의 타측으로 제공되는 자동 연마유닛;을 포함하되, 상기 연마 대상물에 대응하여 상기 수동 연마유닛과 자동 연마유닛이 선택적으로 사용된다.

Description

연마장치{POLISHING APPARATUS}
본 발명은 연마장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 표준시료를 연마할 수 있는 연마장치에 관한 것이다.
대한민국 등록실용신안 제20-0262008호에는 자동으로 표준시료를 연마할 수 있는 자동시료연마장치가 개시되어 있다.
이러한 종래의 기술에 의한 자동시료연마장치는 시료를 고정하고 연마하는 동작이 모두 자동화로 이루어지므로, 자동화 장치의 단순한 동작으로 인해 고정된 형태의 시료만을 연마할 수 있다.
따라서, 종래의 기술에 의한 자동시료연마장치는 시료의 형태가 변형된 경우 유동적으로 대응하기 어려우므로, 시료 조제 불가 및 시료 조제 지연이 발생하고, 이로 인해 현장 데이터 분석 지원 신뢰도가 하락하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 종래의 기술에 의한 자동시료연마장치는 실린더를 이용하여 시료를 물어서 고정하는 방식이므로, 시료가 정위치하지 않거나 시료의 형태가 변형된 경우 센서가 오작동하여 빈번한 에러가 발생한다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 종래의 자동연마를 위한 구성에 더하여 다양한 형태의 시료를 연마할 수 있는 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 연마 대상물을 연마하도록 회전하는 연마재; 상기 연마재의 일측으로 제공되는 수동 연마유닛; 및 상기 연마재의 타측으로 제공되는 자동 연마유닛;을 포함하되, 상기 연마 대상물에 대응하여 상기 수동 연마유닛과 자동 연마유닛이 선택적으로 사용되는 연마장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 수동 연마유닛은, 연마 대상물에 흡인력을 가하여 연마 대상물을 고정하는 지그; 상기 지그에 고정된 연마 대상물을 연마하도록 회전하는 연마재; 상기 지그를 상기 연마재의 회전방향의 횡방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된 위치이동부; 및 상기 지그에 고정된 연마 대상물과 상기 연마재의 접촉압력을 조절 가능하도록 상기 지그를 상기 연마재 방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된 조작수단;을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 지그는 연마 대상물에 자성에 의한 흡인력을 가하는 마그네트를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 연마재는 상기 지그의 일단에서 타단 방향으로 회전되고, 상기 지그는 타단에 연마 대상물의 외곽을 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 지지부는 상기 지그의 일단을 제외한 나머지 외곽에서 돌출 형성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 연마재의 상방에 지지프레임이 구비되고, 상기 조작수단은 하단에 상기 지그가 결합되고, 상단에 파지부를 구비하며, 상기 지지프레임에 외력에 의해 승강 가능하도록 결합될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 지지프레임과 상기 조작수단 사이에 구비되며, 상기 조작수단에 상방으로 탄성복원력을 가하는 복귀부재가 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 조작수단은 상기 지그가 둘레방향으로 회전 가능하도록 상기 지지프레임에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 위치이동부는, 상기 연마재의 일측에 구비되며, 상기 연마재의 폭방향으로 연장된 레일; 상기 레일을 따라 이동 가능하고, 상기 지그와 상기 조작수단이 거동이 일치되게 결합된 이동프레임; 및 상기 이동프레임에 구비되는 이동핸들;을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 연마재의 상방에 지지프레임이 구비되고, 상기 조작수단은 하단에 상기 지그가 결합되고, 상단에 파지부를 구비하며, 상기 지지프레임에 외력에 의해 승강 가능하도록 결합되며, 상기 지지프레임은 상기 이동프레임에 거동이 일치되게 결합될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 자동 연마유닛은, 상기 연마재의 일측에 구비되며, 연마 대상물을 고정하는 클램프를 이동시키는 실린더를 포함하는 클램프부; 상기 클램프부를 이동시키는 복수의 실린더를 구비하는 이동부; 및 상기 클램프부와 상기 이동부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다양한 형태의 시료를 연마할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치의 수동연마유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 수동연마유닛의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 수동연마유닛의 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 수동연마유닛에 포함되는 지지프레임, 조작수단, 복귀부재 및 지그가 조립된 조립체의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 조립체의 지그에 연마 대상물을 장착하기 위해 지지프레임이 회전된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 2에 도시된 수동연마유닛에 포함되는 지그의 저면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 수동연마유닛에 포함되는 지그 및 조작수단의 단면도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치(100)에 대해서 설명한다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치(100)는 연마 대상물을 연마하는 하나의 연마재(110)와, 상기 연마재(110)를 공유하는 수동연마유닛(200)과 자동연마유닛(300)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연마재(110)는 후술할 수동연마유닛(200)에 구비되는 지그(210) 및 후술할 자동연마유닛(300)에 구비되는 클램프(312)에 고정된 연마 대상물을 연마할 수 있다.
일 실시예에서, 연마재(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 테이블(105) 상에 수평방향으로 길게 배치되며 고속으로 회전하는 연마벨트로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 상기 연마재(110)를 공유하는 수동연마유닛(200)과 자동연마유닛(300)의 구체적인 구성에 대해서 설명한다.
먼저, 상기 수동연마유닛(200)에 대해서 설명한다.
상기 수동연마유닛(200)은 지그(210), 조작수단(220), 지지프레임(240) 및 위치이동부(250)를 포함할 수 있다.
상기 지그(210)는 연마 대상물에 흡인력을 가하여 연마 대상물을 고정할 수 있다. 이러한 지그(210)는 후술할 조작수단(220)에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 지그(210)는 마그네트(212)와, 지지부(214)를 포함할 수 있다.
상기 마그네트(212)는 금속재질의 연마 대상물에 자성에 의한 흡인력을 가할 수 있다.
일 실시예에서, 마그네트(212)는 도 7에 도시된 바와 같이 지그(210)의 내측에 삽입된 형태로 구성되어, 지그(210)의 저면에 배치되는 연마 대상물(미도시)에 흡인력을 가하여 연마 대상물이 지그(210)의 저면에 부착된 상태를 유지시킬 수 있다.
일 예로, 마그네트(212)는 항시 자력을 형성하는 영구자석으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전류 인가시 자력을 형성하는 전자석으로 구성될 수도 있다.
상기 지지부(214)는 지그(210)의 타단에 연마 대상물의 외곽을 지지하도록 구비될 수 있다. 여기서, 연마재(110)는 지그(210)의 일단에서 타단 방향으로 회전되도록 구성된다.
일 실시예에서, 지지부(214)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 지그(210)의 저면의 일단을 제외한 나머지 외곽에서 하방으로 돌출 형성되어, 전체적으로 말굽 형태로 구성될 수 있다.
이와 같은 구조에서, 연마 대상물은 지지부(214)의 개방된 일단을 통해 지지부(214)의 내측으로 인입 및 인출될 수 있다.
또한, 이러한 지지부(214)는 마그네트(212)의 흡인력에 의해 지그(210)에 흡착된 연마 대상물의 타단과 좌우측을 지지함으로써, 고속으로 회전되는 연마재(110)에 의해 연마 대상물이 지그(210)에서 이탈되지 않도록 할 수 있다.
이와 같은 구성에서, 연마 대상물을 연마하는 동안, 연마 대상물은 지지부(214)의 타단에 형성된 지지부(214)에 지지된 상태로 연마될 수 있다.
또한, 이러한 지지부(214)는 연마 대상물의 외곽을 가압하여 고정하는 구조가 아니기 때문에 지지부(214)의 내측에 인입될 수 있는 크기의 연마 대상물이라면 어떠한 형태의 연마 대상물도 안정적으로 지지할 수 있다는 장점을 가진다.
더 나아가, 지지부(214)는 일단이 개방된 구조이므로 연마 대상물의 길이가 지그(210)의 길이보다 긴 경우에도 연마 대상물을 일단으로 돌출되게 배치시켜 지지할 수 있으므로, 다양한 형태의 연마 대상물을 지지할 수 있다는 장점을 가진다.
상기 조작수단(220)은 지그(210)에 고정된 연마 대상물과 연마재(110)의 접촉압력을 조절 가능하도록 지그(210)를 연마재(110) 방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된다. 이러한 조작수단(220)은 사용자에 의해 수동으로 작동될 수 있으며, 사용자가 손으로 쉽게 파지할 수 있도록 바 형태의 핸들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 조작수단(220)은 후술할 지지프레임(240)에 외력에 의해 승강 가능하도록 결합될 수 있다.
이러한 조작수단(220)은 후술할 지지프레임(240)을 관통하여 결합되는 봉 형태의 부재로 구성될 수 있고, 하단에 상기 지그(210)가 결합되고, 상단에 파지부(222)를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 파지부(222)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 지지프레임(240)의 상부로 연장될 수 있다.
이와 같은 조작수단(220)을 사용할 때, 사용자는 파지부(222)를 잡고 조작수단(220)을 상하로 이동시켜 지그(210)에 고정된 연마 대상물과 연마재(110) 간의 접촉압력을 조절할 수 있다.
한편, 일 실시예에서, 지지프레임(240)임과 조작수단(220) 사이에는 조작수단(220)에 상방으로 탄성복원력을 가하는 복귀부재(230)가 구비될 수 있다.
상기 복귀부재(230)는 외력에 의해 하강된 조작수단(220)을 외력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시킬 수 있다.
또한, 이러한 복귀부재(230)는 조작수단(220)에 하방으로 가해지는 힘에 지속적으로 저항함으로써, 사용자가 조작수단(220)의 높이를 미세하게 조절할 수 있도록 할 수 있다.
일 예로, 복귀부재(230)는 일단이 조작수단(220)에 지지되고 타단이 지지프레임(240)에 지지되는 압축코일스프링으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 일 실시예에서, 조작수단(220)은 지그(210)가 둘레방향으로 회전 가능하도록 지지프레임(240)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
즉, 일 실시예에서, 조작수단(220)은 환봉 형태로 구성될 수 있고, 둘레를 따라 시계방향 및 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
사용자는 연마 대상물 연마 작업시에 조작수단(220)을 회전시켜서 연마 대상물의 다양한 부위를 미세하게 연마할 수 있다.
상기 지지프레임(240)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 연마재(110)의 상방에 이격되게 구비되어, 조작수단(220)을 연마재(110)의 상방에 위치시킬 수 있다.
일 실시예에서, 지지프레임(240)은 연마재(110)의 외측에서 연마재(110)의 상부를 향해 수평방향으로 연장된 바 형태의 부재로 구성될 수 있다.
이러한 지지프레임(240)에는 전술한 바와 같이 조작수단(220)이 승강 가능하고 회전 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 지지프레임(240)은 연마재(110)의 외측에 배치되는 끝단이 지지블록(242)에 상하로 회전 가능하게 힌지결합될 수 있다.
이를 통해, 사용자가 지그(210)에 연마 대상물을 용이하게 장착할 수 있도록 할 수 있다.
사용자는 도 6에 도시된 바와 같이 지지프레임(240)을 회전시켜 지그(210)가 상부를 향해 배치되도록 한 후 연마 대상물을 지그(210)에 장착 및 탈거시킬 수 있다.
상기 위치이동부(250)는 지그(210)를 연마재(110)의 회전방향의 횡방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된다.
이러한 위치이동부(250)는 사용자에 의해 수동으로 작동될 수 있으며, 연마벨트로 구성된 연마재(110)의 폭방향을 따라 지그(210)의 위치를 이동시킬 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에서, 위치이동부(250)는 레일(252), 이동프레임(254) 및 이동핸들(256)을 포함할 수 있다.
상기 레일(252)은 연마재(110)의 일측에 구비되며, 연마재(110)의 폭방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 레일(252)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 테이블(105)에 결합되며 상부로 연장된 기둥프레임(258)의 상단에 구비될 수 있다.
또한, 상기 이동프레임(254)은 레일(252)을 따라 이동 가능하고, 지그(210)와 조작수단(220)이 거동이 일치되게 결합될 수 있다. 지그(210)와 조작수단(220)은 이동프레임(254)에 거동이 일치되게 결합되어, 이동프레임(254)이 레일(252)을 따라 이동함에 따라 연마재(110)의 폭방향으로 이동될 수 있다.
이런 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 이동프레임(254)에는 블록받침대(259)가 결합될 수 있고, 이러한 블록받침대(259)에 상기 지지블록(242)이 결합될 수 있다.
여기서, 지그(210), 조작수단(220) 및 지지프레임(240)은 지지블록(242) 및 블록받침대(259)를 매개로 이동프레임(254)에 거동이 일치되게 결합될 수 있다.
그리고, 상기 이동핸들(256)은 사용자가 파지할 수 있도록 이동프레임(254)에 구비될 수 있다.
사용자는 이동핸들(256)을 파지하여 이동프레임(254)을 레일(252)을 따라 이동시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 수동연마유닛(200)은 자성에 의한 흡인력을 이용하여 연마 대상물을 고정할 수 있고, 수동으로 연마 대상물을 연마재(110)에 대해 상하 및 좌우로 이동시킬 수 있고, 연마 대상물을 둘레 방향으로 자유롭게 회전시킬 수 있으므로, 다양한 형태의 연마 대상물을 연마할 수 있다는 장점을 가진다.
한편, 상기 자동연마유닛(300)은 연마재(110)의 일측에 구비되며, 클램프부(310), 이동부(320) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 클램프부(310)는 연마 대상물의 외곽을 가압하여 압박 고정하는 클램프(312)와, 이러한 클램프(312)를 이동시켜 연마 대상물에 압박력을 가하는 가압실린더(314)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동부(320)는 클램프부(310)를 연마재(110)의 상방에서 상하로 이동시키는 상하이동 실린더(322)와, 클램프부(310)를 연마재(110)의 폭방향으로 이동시키는 좌우이동 실린더(324)를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(미도시)는 클램프부(310)와 이동부(320)의 작동을 제어할 수 있다.
이러한 자동연마유닛(300)의 구성 및 동작은 대한민국 등록실용신안 제20-0262008호에 개시된 자동시료연마장치(100)와 실질적으로 동일하므로, 그 구체적인 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치(100)는 입력값에 따라 자동으로 표준시료를 연마하는 자동연마유닛(300)에 더해서, 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 수동연마유닛(200)을 구비하여, 자동연마유닛(300)에서 취급하기 어려운 형태의 시료를 수동연마유닛(200)을 통해 연마할 수 있다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치(100)는 자동연마유닛(300)과 수동연마유닛(200)이 하나의 연마재(110)를 공유하므로, 자동연마유닛(300)을 사용하여 표준 형태의 시료를 연마하는 작업과, 수동연마유닛(200)을 이용하여 변형된 시료를 연마하는 작업을 동시에 수행할 수도 있다는 장점을 가진다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100: 연마장치
105: 테이블
110: 연마재
200: 수동연마유닛
210: 지그 212: 마그네트
214: 지지부 220: 조작수단
222: 파지부 230: 복귀부재
240: 지지프레임 242: 지지블록
250: 위치이동부 252: 레일
254: 이동프레임 256: 이동핸들
258: 기둥프레임 259: 블록받침대
300: 자동연마유닛
310: 클램프부 312: 클램프
314: 가압실린더 320: 이동부
322: 상하이동 실린더 324: 좌우이동 실린더

Claims (12)

  1. 연마 대상물을 연마하도록 회전하는 연마재;
    상기 연마재의 일측으로 제공되는 수동 연마유닛; 및
    상기 연마재의 타측으로 제공되는 자동 연마유닛;을 포함하되,
    상기 연마 대상물에 대응하여 상기 수동 연마유닛과 자동 연마유닛이 선택적으로 사용되고,
    상기 수동 연마유닛은,
    연마 대상물에 흡인력을 가하여 연마 대상물을 고정하는 지그;
    상기 지그에 고정된 연마 대상물을 연마하도록 회전하는 연마재;
    상기 지그를 상기 연마재의 회전방향의 횡방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된 위치이동부; 및
    상기 지그에 고정된 연마 대상물과 상기 연마재의 접촉압력을 조절 가능하도록 상기 지그를 상기 연마재 방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된 조작수단;을 포함하며,
    상기 연마재의 상방에는 지지프레임이 구비되고,
    상기 조작수단은 하단에 상기 지그가 결합되고 상단에 파지부를 구비하며 상기 지지프레임에 외력에 의해 승강 가능하도록 결합되고 상기 지그가 둘레방향으로 회전 가능하도록 상기 지지프레임에 회전 가능하게 결합된 환봉형태로 구성된 연마장치.
  2. 연마 대상물에 흡인력을 가하여 연마 대상물을 고정하는 지그;
    상기 지그에 고정된 연마 대상물을 연마하도록 회전하는 연마재;
    상기 지그를 상기 연마재의 회전방향의 횡방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된 위치이동부; 및
    상기 지그에 고정된 연마 대상물과 상기 연마재의 접촉압력을 조절 가능하도록 상기 지그를 상기 연마재 방향으로 이동시킬 수 있도록 구비된 조작수단;을 포함하며,
    상기 연마재의 상방에는 지지프레임이 구비되고,
    상기 조작수단은 하단에 상기 지그가 결합되고 상단에 파지부를 구비하며 상기 지지프레임에 외력에 의해 승강 가능하도록 결합되고 상기 지그가 둘레방향으로 회전 가능하도록 상기 지지프레임에 회전 가능하게 결합된 환봉형태로 구성된 연마장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지그는 연마 대상물에 자성에 의한 흡인력을 가하는 마그네트를 포함하는 연마장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연마재는 상기 지그의 일단에서 타단 방향으로 회전되고,
    상기 지그는 타단에 연마 대상물의 외곽을 지지하는 지지부를 포함하는 연마장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 지그의 일단을 제외한 나머지 외곽에서 돌출 형성된 연마장치.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지프레임과 상기 조작수단 사이에 구비되며, 상기 조작수단에 상방으로 탄성복원력을 가하는 복귀부재를 포함하는 연마장치.
  9. 삭제
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 위치이동부는,
    상기 연마재의 일측에 구비되며, 상기 연마재의 폭방향으로 연장된 레일;
    상기 레일을 따라 이동 가능하고, 상기 지그와 상기 조작수단이 거동이 일치되게 결합된 이동프레임; 및
    상기 이동프레임에 구비되는 이동핸들;을 포함하는 연마장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연마재의 상방에 지지프레임이 구비되고,
    상기 조작수단은 하단에 상기 지그가 결합되고, 상단에 파지부를 구비하며, 상기 지지프레임에 외력에 의해 승강 가능하도록 결합되며,
    상기 지지프레임은 상기 이동프레임에 거동이 일치되게 결합된 연마장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 자동 연마유닛은,
    상기 연마재의 일측에 구비되며, 연마 대상물을 고정하는 클램프를 이동시키는 실린더를 포함하는 클램프부;
    상기 클램프부를 이동시키는 복수의 실린더를 구비하는 이동부; 및
    상기 클램프부와 상기 이동부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 연마장치.
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