KR101882228B1

KR101882228B1 - 다중절삭가공모듈 및 이를 이용한 다중절삭가공방법

Info

Publication number: KR101882228B1
Application number: KR1020150151826A
Authority: KR
Inventors: 김현수; 박천홍; 오정석; 김창주
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2018-07-26
Also published as: KR20170050366A

Abstract

다중절삭가공모듈 및 이를 이용한 다중절삭가공방법에서, 상기 다중절삭가공모듈은 롤 금형의 측부에 위치하여 상기 롤 금형을 선삭가공하는 공구유닛을 포함하며, 상기 공구유닛은 지그부, 및 상기 지그부 상에 상기 롤 금형의 가공 피치(pitch)의 정수배(제1 거리)만큼 서로 이격되도록 위치하여, 상기 롤 금형에 대하여 서로 다른 위치에서 동시에 선삭가공을 수행하는 복수의 공구들을 포함한다.

Description

다중절삭가공모듈 및 이를 이용한 다중절삭가공방법{MULTI CUTTING MODULE AND MULTI CUTTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 다중절삭가공모듈 및 이를 이용한 다중절삭가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대면적의 롤 금형용 선삭 가공기에 사용되어 롤 금형을 복수의 공구로 가공할 수 있는 다중절삭가공모듈 및 상기 다중절삭가공모듈을 포함하는 다중절삭가공방법에 관한 것이다.

디스플레이 관련 제품의 수요가 다변화되고 증가함에 따라, 디스플레이용 광학부품도 복합화 또는 다기능화의 필요성이 증가하고 있다. 이에 따라, 유연기판 디스플레이나 유연소자를 생산하기 위한 미세패턴 제작용 롤 금형의 수요도 증가하고 있는 상황이다.

특히, 마이크로 렌즈 어레이 필름 등과 같은 디스플레이용 광학부품의 경우 미세패턴의 형성되면서도 대면적으로 제작되어야 하므로, 이를 제작하기 위해서는 대면적으로 롤 금형에 미세 패턴을 형성하여야 하고, 이에 따라 롤 금형의 제작 시간이 증가하는 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해 다양한 종류의 롤 금형 가공 모듈 또는 가공 방법들이 제안되고 있다.

예를 들어, 대한민국 특허출원 제10-2007-0090154호에서는 롤 금형 가공기용 초정밀 툴 어셈블리에 대한 기술을 통해, 롤 금형의 표면에 미세패턴을 형성하는 기술을 제안하고 있으며, 일본국 특허출원 제2008-2982호는 광학 필름 제조용 롤 금형의 제조방법에서 복수의 공구를 서로 다른 피치로 유지하여 가공하는 기술을 제안하고 있다.

상기와 같은 롤 금형의 미세패턴을 보다 효과적이고 빠르게 가공하기 위한 기술에도 불구하고, 대면적의 롤 금형의 제작 시간을 절감하고 정밀도를 높이기 위한 추가 기술의 개발이 필요한 상황이다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 롤 금형 가공의 정밀도를 향상시키면서, 황삭, 중삭 및 정삭을 동시에 수행할 수 있어 가공 시간을 절감할 수 있는 다중절삭가공모듈에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 다중절삭가공모듈을 이용한 다중절삭가공방법에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 다중절삭가공모듈은 롤 금형의 측부에 위치하여 상기 롤 금형을 선삭가공하는 공구유닛을 포함하며, 상기 공구유닛은 지그부, 및 상기 지그부 상에 상기 롤 금형의 가공 피치(pitch)의 정수배(제1 거리)만큼 서로 이격되도록 위치하여, 상기 롤 금형에 대하여 서로 다른 위치에서 동시에 선삭가공을 수행하는 복수의 공구들을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 복수의 공구들은, 정삭 가공을 수행하는 제1 공구, 상기 공구유닛의 이송방향을 따라 상기 제1 공구와 상기 제1 거리만큼 이격되어 중삭 가공을 수행하는 제2 공구, 및 상기 공구유닛의 이송방향을 따라 상기 제2 공구와 상기 제1 거리만큼 이격되어 황삭 가공을 수행하는 제3 공구를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 공구들은 상기 롤 금형을 향해 동일한 위치로 돌출되며, 상기 제1 내지 제3 공구들은 각각 정삭, 중삭 및 황삭용 바이트를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 공구는 상기 제2 공구보다 상기 롤 금형을 향해 더 돌출되며, 상기 제2 공구는 상기 제3 공구보다 상기 롤 금형을 향해 더 돌출될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 롤 금형이 제2 거리만큼 이격되며 축부에 고정된 복수의 원통형 금형부들을 포함하는 경우, 상기 제1 내지 제3 공구들은 하나의 어레이(array)로 상기 금형부들 중 하나의 금형을 가공하며, 상기 금형부들 각각에 상기 제1 내지 제3 공구들이 어레이로 배열될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공구유닛은, 상기 지그부 상에서 이송되며 상기 공구들 각각을 고정하는 복수의 공구홀더들, 상기 공구홀더들의 이송을 구동하는 구동부, 상기 공구홀더들 각각의 후단에 고정되어 상기 공구의 돌출 위치를 조정하는 조정부, 상기 공구홀더들의 이송방향을 따라 상기 지그부의 일 면에 연장된 엔코더(encoder), 및 상기 공구홀더들 각각에 고정되어 상기 엔코더 상에서 상기 공구홀더의 위치를 센싱하는 센서부들을 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 다중절삭가공방법에서 롤 금형의 측부에 위치하여, 지그부 상에 서로 다른 위치에 고정된 복수의 공구들을 이용하여 상기 롤 금형에 대하여 서로 다른 위치에서 동시에 선삭가공을 수행하며, 상기 복수의 공구들은 상기 롤 금형의 가공 피치(pitch)의 정수배(제1 거리)만큼 서로 이격되도록 위치할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공구들이 황삭, 중삭 또는 정삭 중 어느 하나의 가공을 동시에 수행하는 경우, 상기 공구들 각각의 가공 거리가 가공 시작 위치로부터 상기 제1 거리에 도달하면, 상기 공구들은 상기 가공 시작 위치로부터 (공구들의 개수)*(제1 거리)의 위치로 동시에 이송될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공구들 각각은 상기 제1 거리에 도달할 때까지 상기 롤 금형을 연속적으로 가공하거나, 상기 롤 금형의 가공 피치만큼 불연속적으로 이송될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공구들은 상기 공구의 이송방향을 따라, 제1 공구, 상기 제1 공구와 제1 거리만큼 이격된 제2 공구, 및 상기 제2 공구와 제1 거리만큼 이격된 제3 공구를 포함하며, 상기 제1 내지 제3 공구들은 각각 상기 롤 금형에 대한 정삭가공, 중삭가공 및 황삭가공을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 복수의 공구들을 포함하는 공구유닛을 이용하여 롤 금형에 대하여 서로 다른 위치에서 동시에 선삭가공을 수행할 수 있으므로, 가공 연속성을 유지하면서도 가공 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 복수의 공구들은 정삭 가공, 중삭 가공 및 황삭 가공을 수행하는 공구를 포함하며, 상기 공구들이 연속적으로 상기 롤 금형의 가공을 수행하므로, 황삭가공을 수행한 롤 금형 상에 중삭, 정삭 가공을 연속적으로 수행할 수 있어, 종래에 황삭, 중삭, 정삭 가공시마다 공구를 탈부착해야 하는 번거로움을 줄여 가공 속도를 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 정삭, 중삭 및 황삭 가공을 연속적으로 수행하기 위해, 상기 공구들의 바이트를 서로 달리하거나 상기 공구들의 돌출 위치를 서로 다르게 하여 보다 효과적으로 연속 가공을 수행할 수 있다.

나아가, 롤 금형이 복수의 원통형 금형부들을 포함하는 경우라면, 상기 정삭, 중삭 및 황삭 가공을 각각 수행하는 공구들의 조합을 복수개 배열하여 각각의 원통형 금형부들에서 동일하게 연속가공을 수행할 수 있으므로, 가공의 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중절삭가공모듈이 구비된 선삭 가공기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 다중절삭가공모듈을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 이용하여 롤 금형을 가공하는 가공 패턴의 예를 도시한 모식도이다.
도 5는 도 3의 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 이용하여 롤 금형을 가공하는 가공 패턴의 다른 예를 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1의 선삭 가공기에 고정되는 롤 금형의 예를 도시한 평면도들이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중절삭가공모듈이 구비된 선삭 가공기를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 다중절삭가공모듈(100)은 선삭 가공기(10)에 구비될 수 있다.

일반적으로 상기 선삭 가공기(10)는 베드(11), 상기 베드(11) 상에 설치된 이송레일(12), 상기 이송레일(12)의 양 측단에 각각 위치한 심압대(13) 및 주축대(14)를 포함하고, 롤 금형(20)은 상기 심압대(13) 및 상기 주축대(14) 사이에 제1 방향(X)으로 연장되도록 고정된 상태에서 회전하며 가공된다.

이 경우, 본 실시예에 의한 상기 다중절삭가공모듈(100)은 상기 이송레일(12) 상에서 상기 제1 방향(X)으로 이송되며 상기 롤 금형(20)을 가공한다. 상기 선삭 가공기(10)의 일반적인 구성은 주지의 기술이므로 이하에서는, 상기 다중절삭가공모듈(100) 및 상기 다중절삭가공모듈(100)을 이용한 다중절삭가공 방법을 중심으로 상세하게 설명한다.

도 2는 도 1의 다중절삭가공모듈을 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 다중절삭가공모듈(100)은 상기 이송레일(12) 상에 고정되어 상기 제1 방향(X)으로 이송되는 베이스부(110), 상기 베이스부(110) 상에서 상기 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)으로 연장되는 가이드부(120), 상기 가이드부(120)에 의해 가이드되며 상기 제2 방향(Y)으로 이송되는 슬라이딩부(130), 및 상기 슬라이딩부(130) 상에 고정되며 상기 롤 금형(20)을 가공하는 공구유닛(200)을 포함한다.

상기 공구유닛(200)은 상기 슬라이딩부(130) 상에 고정되며 'U'자 형상으로 형성된 지그부(210), 상기 지그부(210)의 내부 공간의 측면에 위치한 자석부(220), 상기 지그부(210)의 외면에 상기 제1 방향(X)을 따라 연장된 엔코더(encoder, 230), 상기 지그부(210)에 의해 가이드되며 상기 지그부(210) 상에 설치된 복수의 공구홀더들(260), 상기 공구홀더들(260)을 상기 제1 방향(X)으로 구동시키는 구동부(250), 상기 공구홀더들(260) 각각에 의해 고정되는 공구들(300), 상기 공구홀더들(260) 각각의 후단에 고정되어 상기 공구들(300) 각각의 상기 제2 방향(Y)으로의 돌출 위치를 조정하는 조정부(270), 및 상기 공구홀더들(260) 각각의 후단으로부터 연장되어 상기 엔코더(230) 상에 위치하여 상기 공구홀더들(260) 각각의 위치를 센싱하는 센서부(240)를 포함한다.

그리하여, 상기 공구유닛(200)은 일체로 상기 제1 방향(X) 및 상기 제2 방향(Y)으로 이송되며, 상기 공구들(300) 각각은 상기 구동부(250)에 의해 개별적으로 상기 제1 방향(X)으로 이송되거나 상기 조정부(270)에 의해 개별적으로 상기 제2 방향(Y)으로의 돌출위치가 조정될 수 있다.

도 3은 도 2의 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 다중절삭가공모듈(100)의 공구(300)는 복수의 공구들을 포함하며, 도면에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 서로 동일한 거리 이격된 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)과 같이 세 개의 공구를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 각각의 공구들은, 도시된 바와 같이, 상기 롤 금형의 가공시 가공 피치(pitch)의 정수배(N)(이하 제1 거리라고 정의한다)만큼 서로 이격된다.

또한, 상기 각각의 공구들은, 상기 롤 금형(20)이 위치한 방향으로 동일한 길이만큼 돌출되어, 도면에 도시된 바와 같이 공구들 끝단은 동일 선상에 위치하게 된다.

한편, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)은 모두 동일한 크기의 바이트를 포함하여, 상기 롤 금형(20)에 대하여, 동시에 황삭 가공을 수행하거나, 동시에 중삭 가공을 수행하거나, 또는 동시에 정삭 가공을 수행할 수 있다.

이와 달리, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)은 서로 다른 크기의 바이트를 포함하여, 상기 제3 공구(330)는 황삭 가공을, 상기 제2 공구(320)는 중삭 가공을, 상기 제1 공구(310)는 정삭 가공을 수행할 수 있다. 그리하여, 상기 제3 공구(330)에 의해 상기 롤 금형(20)에 대하여 황삭 가공이 수행된 후, 이어서 상기 제2 공구(320) 및 제1 공구(310)에 의해 각각 중삭 및 정삭 가공이 수행될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)이 동시에 상기 롤 금형(20)에 대하여 가공을 진행하므로, 가공 시간을 절약할 수 있을 뿐 아니라, 황삭, 중삭 또는 정삭 가공시 바이트를 바꾸는 번거로움을 생략하여 보다 효과적인 가공이 가능하게 된다.

도 4는 도 3의 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 이용하여 롤 금형을 가공하는 가공 패턴의 예를 도시한 모식도이다.

도 4를 참조하면, 상기 다중절삭가공모듈(100)의 공구(300)를 통해 상기 롤 금형(20)을 가공하는 경우, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330) 각각은 제1 내지 제3 위치들(P, Q, R)에서 각각 가공을 동시에 시작할 수 있다.

한편, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)이 모두 황삭, 중삭 또는 정삭 가공 중 어느 하나의 가공을 동시에 수행하는 경우라면, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)은 인접 공구의 위치에 도달할 때까지, 즉 상기 제1 거리만큼 가공을 수행할 때까지 상기 롤 금형(20)에 대한 가공을 수행한 후, 상기 제1 거리만큼의 가공을 수행한 이후, 상기 제1 내지 제3 위치들(P, Q, R)로부터 상기 제1 거리의 세배(공구가 세 개이므로, 공구가 N 개이면 N배)만큼 동시에 이송된 후, 다시 동시에 가공을 수행하게 된다.

따라서, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)이 모두 황삭, 중삭 또는 정삭 가공 중 어느 하나의 가공을 동시에 수행하는 경우, 하나의 공구를 사용하여 롤 금형(20)을 가공하는 경우보다, 가공시간은 1/3 만큼 줄게 된다.

반면, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)이 각각 정삭, 중삭 및 황삭가공을 수행하는 경우라면, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)은 피치(pitch) 만큼만 이송되며 연속적으로 가공하게 된다.

이와 같이, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330) 각각이 정삭, 중삭 및 황삭을 별개로 수행하는 경우, 가공시간은 1/3과 바이트를 교환하는 시간을 더한 만큼 줄게 된다.

한편, 본 가공 패턴의 예에서는, 상기 롤 금형(20)에 가공 패턴이 단속적으로 형성되며, 상기 단속적으로 형성되는 가공 패턴은 상기 롤 금형(20)의 이송피치(pitch) 만큼 이격되며 형성되게 된다.

도 5는 도 3의 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 이용하여 롤 금형을 가공하는 가공 패턴의 다른 예를 도시한 모식도이다.

도 5를 참조하면, 상기 다중절삭가공모듈(100)의 공구(300)를 통해 상기 롤 금형(20)을 가공하는 경우, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330) 각각은 제1 내지 제3 위치들(P', Q', R')에서 각각 가공을 동시에 시작할 수 있다.

또한, 본 가공 패턴의 예에서는, 상기 롤 금형(20)에 가공 패턴이 연속적으로 형성되며 이와 같이 연속적으로 형성되는 가공 패턴은 상기 롤 금형(20)의 이송피치 만큼 이격된다. 따라서, 본 가공 패턴에 의한 가공시, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)은 상기 제1 거리만큼 가공을 수행하는 경우 연속적으로 상기 롤 금형(20)을 가공하게 된다.

다만, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)이 황삭, 중삭 또는 정삭 중 어느 하나의 가공만 수행하는 경우라면 상기 제1 거리만큼 가공을 수행한 후, 상기 제1 거리의 세 배만큼 이송된 후 다시 연속적으로 가공을 수행한다.

이와 달리, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)이 각각 정삭, 중삭 및 황삭 가공을 개별적으로 수행하는 경우라면, 상기 제1 내지 제3 공구들(310, 320, 330)은 바이트의 마모 등으로 교체를 하는 경우를 제외하고는 상기 롤 금형(20)의 끝단까지 연속적으로 가공을 수행하게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 다중절삭가공모듈(100)의 공구(400)는 복수의 공구들을 포함하며, 도면에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 서로 동일한 거리 이격된 제1 내지 제3 공구들(410, 420, 430)과 같이 세 개의 공구를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 각각의 공구들도, 도시된 바와 같이, 제1 거리 만큼 서로 이격된다.

한편, 상기 각각의 공구들은, 상기 롤 금형(20)이 위치한 방향으로 서로 다른 길이만큼 돌출될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 상기 제1 공구(410)는 상기 제2 공구(420)보다 제1 거리(a) 만큼 더 돌출되며, 상기 제2 공구(420)는 상기 제3 공구(430)보다 제2 거리(b) 만큼 더 돌출될 수 있다.

그리하여, 상기 제1 공구(410)는 정삭 가공으로, 상기 제2 공구(420)는 중삭 가공으로, 상기 제3 공구(430)는 황삭 가공으로 전용해서 사용될 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 본 실시예에 의한 상기 공구(400)를 이용하여 상기 롤 금형(20)을 가공하는 경우, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 롤 금형(20) 가공시의 가공 피치(pitch) 만큼 동시에 이송시키면서 단속적으로 상기 롤 금형(20)을 가공할 수도 있으며, 연속적으로 상기 롤 금형(20)을 가공할 수도 있다.

다만, 상기 제1 내지 제3 공구들(410, 420, 430)은 각각 정삭, 중삭 및 황삭 가공 전용으로 사용되므로, 동시에 제1 거리의 세배만큼 이송시키는 동작은 불필요하며, 상기 바이트가 마모되는 등의 문제가 발생하지 않는다면, 상기 롤 금형(20)의 일 끝단으로부터 다른 끝단까지 가공 피치 만큼만 이송시키거나, 또는 연속적으로 가공을 수행할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 도 1의 선삭 가공기에 고정되는 롤 금형의 예를 도시한 평면도들이다.

롤 금형은 일반적으로 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 주축대에 고정된 일 끝단으로부터 심압대에 고정된 다른 끝단까지 하나의 원통형 형상을 가질 수도 있으나, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 복수의 원통형 금형부들(32, 33, 34)이 축부(31)에 고정된 형상을 가질 수도 있다.

특히, 상기 복수의 원통형 금형부들(32, 33, 34)은 도 7a에 도시된 바와 같이 동일한 반경을 가질 수 있으며, 도 7b에 도시된 바와 같이 서로 다른 반경을 가질 수도 있다.

또한, 도시된 것 외에 다양한 개수의 원통형 금형부들을 포함하는 형상일 수도 있음은 자명하다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 다중절삭가공모듈(100)의 공구는 공구어레이(500)를 구성하며, 상기 공구어레이(500)는 도 3을 참조하여 설명한 세 개의 공구들을 하나의 어레이로 각각 포함하는 제1 내지 제3 공구어레이들(510, 520, 530)을 포함한다.

이 경우, 상기 공구어레이(500)가 포함하는 공구어레이들의 개수는 도시된 3 쌍의 공구어레이들 외에 다양한 개수의 공구어레이들을 포함할 수 있으며, 각각의 공구어레이들(510, 520, 530)이 포함하는 공구의 개수도 3개 외에 다양한 개수의 공구일 수 있다.

다만, 본 실시예에서는, 도 7a에 도시된 상기 롤 금형(30)이 세 개의 금형부들(32, 33, 34)을 포함하므로, 상기 세 개의 금형부들 각각에 상기 각각의 공구어레이들(510, 520, 530)을 통해 가공이 수행되는 것을 예를 들어 설명한다.

즉, 상기 제1 공구어레이(510)는 세 개의 공구들(511, 512, 513)을 포함하며, 상기 세 개의 공구들(511, 512, 513)은 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 위치로 돌출되며, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 동일한 가공 방법으로 제1 금형부(32)에 대하여 가공을 수행한다.

마찬가지로, 상기 제2 공구어레이(520)가 포함하는 세 개의 공구들(521, 522, 523)도 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 동일한 가공 방법으로 제2 금형부(33)에 대하여 가공을 수행하며, 상기 제3 공구어레이(530)가 포함하는 세 개의 공구들(531, 532, 533)도 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 동일한 가공 방법으로 제3 금형부(34)에 대하여 가공을 수행한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 다중절삭가공모듈의 공구 배열을 도시한 평면도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 의한 다중절삭가공모듈(100)의 공구도 공구어레이(600)를 구성하며, 상기 공구어레이(600)는 도 6을 참조하여 설명한 세 개의 공구들을 하나의 어레이로 각각 포함하는 제1 내지 제3 공구어레이들(610, 620, 630)을 포함한다.

즉, 본 실시예에 의한 공구어레이(600)는 도 8에서 설명한 공구어레이(500)와 각각의 공구어레이가 포함하는 공구들의 돌출 위치만 도 6을 참조하여 설명한 바와 동일한 것을 제외하고는 구성 및 이에 따른 가공방법은 도 8을 참조하여 설명한 바와 동일하다.

즉, 본 실시예에서는, 도 7a에 도시된 상기 롤 금형(30)이 세 개의 금형부들(32, 33, 34)을 포함하므로, 상기 세 개의 금형부들 각각에 상기 각각의 공구어레이들(610, 620, 630)을 통해 가공이 수행되는 것을 예를 들어 설명한다.

즉, 상기 제1 공구어레이(610)는 세 개의 공구들(611, 612, 613)을 포함하며, 상기 세 개의 공구들(611, 612, 613)은 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 위치로 돌출되며, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 동일한 가공 방법으로 제1 금형부(32)에 대하여 가공을 수행한다.

마찬가지로, 상기 제2 공구어레이(620)가 포함하는 세 개의 공구들(621, 622, 623)도 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 동일한 가공 방법으로 제2 금형부(33)에 대하여 가공을 수행하며, 상기 제3 공구어레이(630)가 포함하는 세 개의 공구들(631, 632, 633)도 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 동일한 가공 방법으로 제3 금형부(34)에 대하여 가공을 수행한다.

이와 같이, 본 실시예에 의한 다중절삭가공모듈(100)은 다양한 형태의 공구 조합을 통해 복수의 금형부로 구분된 롤 금형에 대하여 가공을 수행할 수 있으며, 이에 따라 보다 효과적인 롤 금형 제작이 가능하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 다중절삭가공모듈 및 이를 이용한 다중절삭가공방법은 롤 금형의 제작에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

10 : 선삭 가공기 20, 30, 40 : 롤 금형
100 : 다중절삭가공모듈 110 : 베이스부
120 : 가이드부 130 : 슬라이딩부
200 : 공구유닛 210 : 지그부
220 : 자석부 230 : 엔코더
240 : 센서부 250 : 구동부
260 : 공구홀더 270 : 조정부
300, 400 : 공구 500, 600 : 공구 어레이

Claims

롤 금형의 측부에 위치하여 슬라이딩부에 의해 슬라이딩되며 상기 롤 금형을 선삭가공하는 공구유닛을 포함하며, 상기 공구유닛은,
상기 슬라이딩부 상에 고정되어 U자 형상으로 형성된 지그부;
상기 지그부의 U자형 내부 공간의 측면에 위치한 자석부;
상기 지그부의 외면에 제1 방향을 따라 직선으로 연장된 엔코더;
상기 지그부의 U자형 내부 공간에 삽입되어 상기 지그부에 의해 가이드되며 상기 자석부에 의해 위치가 고정되는 복수의 공구홀더들;
상기 지그부의 상면에서 상기 공구홀더들의 하면과 연결되어, 상기 공구홀더들 각각을 상기 제1 방향으로 개별적으로 구동시키는 구동부;
상기 지그부 상에 상기 롤 금형의 가공 피치(pitch)의 정수배(제1 거리)만큼 서로 이격되도록 위치하여, 상기 롤 금형에 대하여 서로 다른 위치에서 동시에 선삭가공을 수행하는 복수의 공구들;
상기 공구홀더들 각각의 후단에 개별적으로 고정되어, 상기 공구들 각각의 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로의 돌출 위치를 개별적으로 조정하는 조정부; 및
상기 엔코더 상에 위치하며 상기 공구홀더들과 연결되어, 상기 공구홀더들 각각의 위치를 센싱하는 센서부를 포함하는 다중절삭가공모듈.
제1항에 있어서, 상기 복수의 공구들은,
정삭 가공을 수행하는 제1 공구;
상기 공구유닛의 이송방향을 따라 상기 제1 공구와 상기 제1 거리만큼 이격되어 중삭 가공을 수행하는 제2 공구; 및
상기 공구유닛의 이송방향을 따라 상기 제2 공구와 상기 제1 거리만큼 이격되어 황삭 가공을 수행하는 제3 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 공구들은 상기 롤 금형을 향해 동일한 위치로 돌출되며, 상기 제1 내지 제3 공구들은 각각 정삭, 중삭 및 황삭용 바이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 공구는 상기 제2 공구보다 상기 롤 금형을 향해 더 돌출되며, 상기 제2 공구는 상기 제3 공구보다 상기 롤 금형을 향해 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공모듈.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 롤 금형이 제2 거리만큼 이격되며 축부에 고정된 복수의 원통형 금형부들을 포함하는 경우,
상기 제1 내지 제3 공구들은 하나의 어레이(array)로 상기 금형부들 중 하나의 금형을 가공하며, 상기 금형부들 각각에 상기 제1 내지 제3 공구들이 어레이로 배열되는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공모듈.
삭제
롤 금형의 측부에 위치하여, 지그부 상에 서로 다른 위치에 고정된 복수의 공구들을 포함하는 공구유닛을 이용하여 상기 롤 금형에 대하여 서로 다른 위치에서 동시에 선삭가공을 수행하며,
상기 복수의 공구들은 상기 롤 금형의 가공 피치(pitch)의 정수배(제1 거리)만큼 서로 이격되도록 위치하고,
상기 공구유닛은,
슬라이딩부 상에 고정되어 U자 형상으로 형성된 지그부;
상기 지그부의 U자형 내부 공간의 측면에 위치한 자석부;
상기 지그부의 외면에 제1 방향을 따라 직선으로 연장된 엔코더;
상기 지그부의 U자형 내부 공간에 삽입되어 상기 지그부에 의해 가이드되며 상기 자석부에 의해 위치가 고정되는 복수의 공구홀더들;
상기 지그부의 상면에서 상기 공구홀더들의 하면과 연결되어, 상기 공구홀더들 각각을 상기 제1 방향으로 개별적으로 구동시키는 구동부;
상기 공구홀더들 각각의 후단에 개별적으로 고정되어, 상기 공구들 각각의 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로의 돌출 위치를 개별적으로 조정하는 조정부; 및
상기 엔코더 상에 위치하며 상기 공구홀더들과 연결되어, 상기 공구홀더들 각각의 위치를 센싱하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공방법.
제7항에 있어서,
상기 공구들이 황삭, 중삭 또는 정삭 중 어느 하나의 가공을 동시에 수행하는 경우, 상기 공구들 각각의 가공 거리가 가공 시작 위치로부터 상기 제1 거리에 도달하면, 상기 공구들은 상기 가공 시작 위치로부터 (공구들의 개수)*(제1 거리)의 위치로 동시에 이송되는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공방법.
제7항에 있어서,
상기 공구들 각각은 상기 제1 거리에 도달할 때까지 상기 롤 금형을 연속적으로 가공하거나, 상기 롤 금형의 가공 피치만큼 불연속적으로 이송되는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공방법.
제7항에 있어서,
상기 공구들은 상기 공구의 이송방향을 따라, 제1 공구, 상기 제1 공구와 제1 거리만큼 이격된 제2 공구, 및 상기 제2 공구와 제1 거리만큼 이격된 제3 공구를 포함하며,
상기 제1 내지 제3 공구들은 각각 상기 롤 금형에 대한 정삭가공, 중삭가공 및 황삭가공을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중절삭가공방법.