KR102004614B1 - 진공흡착을 이용한 얇은 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법 - Google Patents

진공흡착을 이용한 얇은 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로는, 반사경 모재의 하면에 접하여 지지력을 인가하는 지지부 및 지지력을 생성하여 지지부에 전달하는 지지력생성부를 포함하는 중앙지지유닛; 반사경 모재의 하면을 진공-흡착하여 굽힘력을 인가하는 진공흡착부 및 굽힘력을 생성하여 상기 진공흡착부에 전달하는 굽힘력생성부를 포함하는 외주굽힘유닛; 및 진공압을 생성하는 진공압 생성부 및 일측 단부가 진공압 생성부에 연결되고 타측 단부가 진공흡착부에 연결되어 진공압을 진공흡착부에 인가하는 진공압배관부를 포함하는 진공생성유닛;를 포함하며, 지지력은 상방으로 작용하고 굽힘력은 하방으로 작용하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치에 관한 것이다.

Description

진공흡착을 이용한 얇은 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법{APPARATUS FOR BENDING THIN MIRROR USING VACUUM ATTRACTION AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공흡착부를 이용하여 반사경 모재를 고정하고 굽힘력을 인가함으로써, 공정이 단순하고 반사경 파손 발생이 감소하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법에 관한 것이다.
망원경은, 먼 곳에 있는 물체에 대해 크고 밝은 상(像, image)을 만들어, 더 잘 볼 수 있게 해주는 광학기기이다. 또한, 망원경은, 지름이 크고 초점거리가 긴 렌즈나 반사경을 써서 더 크고 밝은 상을 만들어 보여준다.
일반적인 구면렌즈와 구면반사경은 광학수차(收差, aberration)의 영향으로 상이 왜곡(distortion)되는 현상을 피할 수 없다. 특히 렌즈를 이용한 굴절망원경은 구면수차(Spherical Aberration)와 색수차(chromatic aberration)가 발생하기 때문에, 주경이 수십m에 달하는 최근의 대형 망원경은 주로 반사망원경 구조를 갖는다. 또한, 비구면(aspherical surface) 반사경을 사용하면 구명 수차로부터 자유로운 반사망원경을 제작할 수 있다.
주경이 단일 구조체로 제작되면, 자중에 의한 거울면 쳐짐을 개선하고자 두꺼운 반사경 모재를 사용한다. 또한, 제작과 설치가 어려우며, 특히 운영시 거울면 보정이 어렵다.
한편, Keck Telescope, Thirty Meter Telescope (TMT) 및 European Extremely Large Telescope (E-ELT)와 같이 최근에 건설된 초대형 망원경은 단편 조립 반사경(segmented mirror) 구조를 채용하고 있다.
단편 조립 반사경(Segmented Mirror) 구조는 주 반사경이 다수개의 소형 반사경의 복합체로 구성된다. 소형 반사경은 크기가 작고 가볍게 제작될 수 있으며, 제작의 난이도가 상대적으로 낮다. 또한, 최근의 능동광학(active optics) 및 적응광학(adaptive optics)기술이 발달함에 따라서, 복잡한 비구면 반사경 형상을 하는 얇은 반사경 제작 기술이 필요하다.
비구면 반사경의 연마방법으로 SMP(stressed mirror polishing) 공법이 있다. 도 1은 SMP(stressed mirror polishing) 공법의 개념도를 나타내며, 공정 Step 순서에 다른 반사경 모재의 측면도이다.
도 1에서 확인할 수 있듯이, SMP 공법은 반사경 모재(10) 자체를 변형한 후 가공이 용이한 평면 또는 구면 가공을 수행한다. 판형의 반사경 모재(10)에 힘 F1과 힘 F2를 인가하여 반사경 모재(10)를 변형시킨다. 변형된 반사경 모재의 상면을 평면으로 연마 가공하여 반사면(11)을 형성한다. 힘 F1과 힘 F2를 제거하면, 반사면(11)은 특정한 촛점거리를 갖는 비구면 반사경 형상이 된다.
즉, Step02에서 반사경 모재의 형상이 특정한 형상이 되도록 힘 F1과 힘 F2를 제어한다. 이때 Step03에서 반사경 모재(10)의 상면을 평면 연마가공한 후, 힘 F1과 힘 F2를 제거하면 특정한 형상의 비구면 반사경 형상을 형성할 수 있다. 따라서, 반사경 가공 과정에서 모재를 변형하여 고정하고, 연마툴 이용한 가공 난도를 낮춤으로써, 반사경 연마공정 전체의 난도를 낮출 수 있다.
도 1을 참조하면 힘 F2는 반사경 모재를 당김으로써, 반사경 모재의 변형시킬 수 있다. 종래의 SMP방법에서는, 힘 F2를 인가함에 있어서, 반사경 모재(10)와 치구를 본딩 결합하여 반사경 모재를 치구에 고정한다. 그러나, 반사경 모재와 치구가 본딩결합하면, 반사경 모재에 불필요한 응력이 가해질 수 있다. 또한, 본딩 제거시 반사경 모재가 파손될 수 있으며, 본딩 결합 및 본딩 제거 공정에 많은 시간이 소요된다.
전술한 바와 같이 최근의 대형 반사 망원경에서는 수십 내지 수백 개의 소형 반사경이 군집으로 배치되어 대구경 망원경의 기능을 구현한다. 따라서, 얇은 비구면 반사경을 제작 또는 보정하는 공정을 보다 간편하게 수행할 수 있는, 새로운 반사경 모재 고정 굽힘장치의 개발이 요구된다.
한국 등록 특허 특1993-0000323
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, SMP방법에서 사용되는 반사경 모재 굽힘장치에 진공흡착력을 이용하여, 반사경 모재를 고정하고 굽힘력을 인가함으로써, 반사경 모재의 파손가능성을 최소화할 수 있는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 발생과 제거가 용이한 진공흡착력을 이용하여 굽힘력을 인가함으로써, 연마가공을 위한 반사경 모재의 로딩(loading)과 언로딩(unloadinig)시간이 단축될 수 있는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 발생과 제거가 용이한 진공흡착력을 이용하여, 반사경 모재를 고정하고 굽힘력을 인가함으로써, 반사경 모재가 로딩된 상태에서 연마가공과 측정을 연속적으로 반복할 수 있는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치 및 그 작동방법를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로는, 반사경 모재의 하면에 접하여 지지력을 인가하는 지지부 및 지지력을 생성하여 지지부에 전달하는 지지력생성부를 포함하는 중앙지지유닛; 반사경 모재의 하면을 진공-흡착하여 굽힘력을 인가하는 진공흡착부 및 굽힘력을 생성하여 상기 진공흡착부에 전달하는 굽힘력생성부를 포함하는 외주굽힘유닛; 및 진공압을 생성하는 진공압 생성부 및 일측 단부가 진공압 생성부에 연결되고 타측 단부가 진공흡착부에 연결되어 진공압을 진공흡착부에 인가하는 진공압배관부를 포함하는 진공생성유닛;를 포함하며, 지지력은 상방으로 작용하고 굽힘력은 하방으로 작용하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치를 제공한다.
또한, 일 실시예에서, 진공흡착부는, 판형이며 그 상면과 하면을 관통하는 진공포트를 구비하는 진공척과, 진공척의 상면에 돌출되도록 구비되어 진공포트가 그 내측에 배치되는 오링(O-ring)을 포함하여, 진공압배관부의 타측 단부가 진공포트에 연결되고, 오링의 돌출 부위가 반사경 모재의 하면과 접하여, 반사경 모재와 진공척 상면 및 오링의 측면으로 형성되는 폐공간이 감압되는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 가능하다.
또한, 일 실시예에서, 진공흡착부는 복수개가 구비되고, 진공압배관부는 복수개의 진공흡착부에 병렬로 연결됨으로써, 진공압이 복수개의 진공흡착부에 균등하게 분배되는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 바람직하다.
또한, 일 실시예에서, 진공흡착부와 굽힘력생성부는 힌지축을 매개로 힌지결합하여 진공흡착부가 상하방으로 회동할 수 있으며, 힌지축의 중심과 반사경 모재의 중심점을 연결하는 가상선은 힌지축의 축방향과 수직으로 접하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 더 바람직하다.
또한, 일 실시예에서, 지지력 생성부는, 제1본체와 제1본체의 축방향을 따라 왕복 운동하는 제1슬라이더를 구비하는 제1선형 액츄에이터(linear actuator)로 구성되고, 굽힘력생성부는, 제2본체와 제2본체의 축방향을 따라 왕복 운동하는 제2슬라이더를 구비하는 제2선형 액츄에이터(linear actuator)로 구성되며, 제1슬라이더의 끝단부는 지지부와 결합하고, 제2슬라이더의 끝단부는 진공흡착부와 결합하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 가능하다.
또한, 일 실시예에서, 지지력 생성부는, 제1슬라이더의 스트로크 길이를 포함하는 제1스트로크 길이 정보를 생성하는 제1슬라이더-측정부를 더 포함하고, 중앙지지유닛은, 제1슬라이더의 끝단부와 지지부 사이에 인가되는 지지력을 측정하여 지지력정보를 생성하는 지지력-로드셀을 더 포함하고, 굽힘력 생성부는, 제2슬라이더의 스트로크 길이를 포함하는 제2스트로크 길이 정보를 생성하는 제2슬라이더-측정부를 더 포함하고, 외주굽힘유닛은, 제2슬라이더의 끝단부와 진공흡착부 사이에 인가되는 굽힘력을 측정하여 굽힘력정보를 생성하는 굽힘력-로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 바람직하다.
또한, 일 실시예에서, 제1스트로크 길이 정보와 지지력정보를 기반으로 하여, 제1스트로크 길이에 따른 지지력 사이의 비율을 계산하여 지지하중-민감도를 산출하고, 제2스트로크 길이 정보와 굽힘력정보를 기반으로 하여, 제2스트로크 길이에 따른 굽힘력 사이의 비율을 계산하여 굽힘하중-민감도를 산출하는 계산부를 포함하는 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 더 바람직하다.
또한, 일 실시예에서, 제어유닛은, 사용자로부터 반사경 모재의 설계된 굽힘 형상 정보를 포함하는 굽힘 형상정보를 입력받는 입력부를 더 포함하고, 계산부는 지지하중-민감도와 굽힘하중-민감도 및 굽힘 형상 정보를 기반으로 하여, 반사경모재를 설계된 굽힘 형상으로 변형하기 위해 필요한, 지지력-로드셀의 지지하중-목표값 및 굽힘력-로드셀의 굽힘하중-목표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 가능하다.
또한, 일 실시예에서, 제어유닛은, 지지하중-목표값과 굽힘하중-목표값을 기반으로 하여, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터의 스트로크 작동을 제어하는 액츄에이터 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 바람직하다.
또한, 일 실시예에서, 반사경 모재의 하면에 복수개의 스트레인 게이지를 부착하여, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터의 스트로크 작동시 반사경 모재의 변형의 측정하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 더 바람직하다.
또한, 일 실시예에서, 복수개의 진공흡착부에 형성되는 복수개의 폐공간에 배치되는 압력센서와, 압력센서에서 측정된 압력 측정값들을 압력차이값을 산출하여 사용자에게 알림하는 흡착-모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치가 가능하다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 수단으로는 반사경 모재를 굽힘장치에 로딩하고 진공압생성부를 작동하여 진공흡착부와 반사경 모재의 하면이 흡착하는 단계(S01); 굽힘력생성부를 작동하여 반사경 모재의 외주에 하방의 굽힘력을 인가하는 단계; 반사경 모재의 상면을 연마하는 단계(S02); 굽힘력생성부의 작동을 중지하여 굽힘력을 제거하는 단계(S03); 진공압생성부의 작동을 중지하여 진공흡착부와 반사경모재의 흡착을 제거하는 단계(S04);및 반사경 모재를 굽힘장치에서 언로딩하는 단계(S05);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법을 제공한다.
또한, 일 실시예에서, S04 단계와 S05 단계 사이에, 반사경 모재의 상면에 형성된 반사경의 형상을 측정하는 단계(S06);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법가 가능하다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 수단으로는 반사경 모재를 굽힘장치에 로딩하는 단계; (S01); 진공압생성부를 작동하여 진공흡착부와 반사경 모재의 하면이 흡착하고, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터를 작동하여 반사경 모재에 지지력과 굽힙력을 인가하는 단계(S02); 제1슬라이더-측정부가 제1스트로크 길이정보를 생성하고, 제2슬라이더-측정부가 제2스트로크 길이정보를 생성하며, 지지력-로드셀이 지지력정보를 생성하고 굽힘력-로드셀이 굽힘력정보를 생성하는 단계(S03); 계산부는 서로 다른 제1스트로크 길이에 매칭하는 서로 다른 지지력을 기반으로 하여 지지하중-민감도를 산출하고, 서로 다른 제2스트로크 길이에 매칭하는 서로 다른 굽힘력을 기반으로 하여 굽힘하중-민감도를 산출하는 단계(S04); 입력부는 사용자로부터 반사경 모재의 설계된 굽힘 형상 정보를 포함하는 굽힘 형상정보 및 반사경 모재의 상면에 형성되는 반사경의 설계 형상정보 및 반사경 형상에러범위를 입력받는 단계(S05); 계산부는 지지하중-민감도와 굽힘하중-민감도 및 굽힘 형상 정보를 기반으로 하여, 반사경 모재를 설계된 굽힘 형상으로 변형하기 위해 필요한, 지지력-로드셀의 지지하중-목표값 및 굽힘력-로드셀의 굽힘하중-목표값을 산출하는 단계(S06); 액츄에이터제어부는 지지하중-목표값과 굽힘하중-목표값을 기반으로 하여, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터를 작동하여 반사경 모재에 지지력과 굽힘력을 인가하는 단계(S07); 반사경 모재의 상면을 가공하는 단계(S08); 굽힘력생성부의 작동을 중지하여 굽힘력을 제거하는 단계(S09); 진공압생성부의 작동을 중지하여 진공흡착부와 반사경모재의 흡착을 제거하는 단계(S10);및 반사경 모재를 굽힘장치에서 언로딩하는 단계(S11);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법을 제공한다.
또한, 일 실시예에서, S10 단계와 S11 단계 사이에, 제어유닛이 반사경 모재의 상면에 형성된 반사경의 형상을 측정하여 반사경의 가공 형상정보를 생성하는 단계(S12); 제어유닛이 반사경의 가공 형상정보와 반사경의 설계 형상정보의 차이를 산출하여 가공 에러정보를 생성하는 단계(S13); 제어유닛이 반사경 형상 에러범위와 가공에러 정보를 기반으로 하여, 재가공 수행이 필요한 것인지를 판단하는 단계(S14); 재가공 수행이 필요한 것으로 판단되면 S02 단계로 이동하는 단계(S15);및 재가공 수행이 불필요한 것으로 판단되면 S11단계로 이동하는 단계(S16);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SMP방법에서 사용되는 반사경 모재 굽힘장치에, 진공흡착력을 이용하여 반사경 모재를 고정하고 굽힘력을 인가함으로써, 반사경 모재의 파손가능성을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발생과 제거가 용이한 진공흡착력을 이용하여 굽힘력을 인가함으로써, 연마가공을 위한 반사경 모재의 로딩(loading)과 언로딩(unloadinig)시간이 단축되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발생과 제거가 용이한 진공흡착력을 이용하여 반사경 모재를 고정하고 굽힘력을 인가함으로써, 반사경 모재가 로딩된 상태에서 연마가공과 측정을 연속적으로 반복할 수 있는 장점이 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1. SMP(stressed mirror polishing) 공법의 개념도를 나타내는 공정 Step 순서에 다른 반사경 모재의 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치에 반사경 모재가 로딩된 상태의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 사시도.
도 4은 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 모재 굽힘장치의 중앙-지지유닛의 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 모재 굽힘장치의 종단면 사시도.
도 6은 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 모재 굽힘장치의 진공흡착부의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동 블럭도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동 순서도.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
제 1 실시예의 구성
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치에 반사경 모재(10)가 로딩된 상태의 사시도이다.
본 발명에 따른 반사경 모재 굽힘장치(1000)는, 그 상측에 반사경 모재(10)를 로딩하여 고정한 후, 굽힘력을 인가한다. 굽힘력이 인가된 상태에서, 반사경 모재(10)의 상면을 가공한 후, 굽힘력을 제거하여 비구면 반사경(11)을 형성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 모재 굽힘장치의 중앙-지지유닛의 사시도이다. 또한, 도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 모재 굽힘장치의 종단면 사시도이며, 도 6은 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 진공흡착부의 사시도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치(1000)는, 중앙지지유닛(1100)과 외주굽힘유닛(1200) 및 진공생성유닛(1300, 미도시)으로 구성됨을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 중앙지지유닛(1100)은, 반사경 모재(10)의 하면에 접하여 지지력(1120-1)을 인가하는 지지부(1110) 및 지지력(1120-1)을 생성하여 지지부(1110)에 전달하는 지지력생성부(1120)를 포함한다. 지지력(1120-1)은 상방으로 작용하며, 도 1에 도시된 힘 F1과 같이 반사경 모재(10)를 상방으로 휘어지게 작용한다.
지지부(1110)는 반사경 모재(10)의 하면과 접할 때, 하나의 원환형 접점 또는 다접점을 가질 수 있다.
지지력생성부(1120)는 제1본체(1122)와 제1본체에 삽입되고 상측 방향으로 돌출되는 제1슬라이더(1123)를 구비하는 제1선형 액츄에이터(linear actuator, 1121)로 구성될 수 있다. 제1슬라이더(1123)는 제1본체(1122)의 축방향을 따라 왕복 운동하며, 제1슬라이더(1123)의 끝단부는 지지부(1110)와 결합한다.
또한 지지력생성부(1120)는, 제1슬라이더-측정부(1124) 및 지지력-로드셀(1126)을 포함할 수 있다. 제1슬라이더-측정부(1124)는 제1슬라이더(1123)의 스트로크 길이를 포함하는 제1스트로크 길이 정보(1125)를 생성한다. 지지력-로드셀(1126)은 제1슬라이더(1123)의 끝단부와 지지부(1110) 사이에 배치되어 지지력(1120-1)을 측정하여 지지력정보(1127)를 생성한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 외주굽힘유닛(1200)은 반사경 모재(10)의 하면을 진공-흡착하여 굽힘력(1220-1)을 인가하는 진공흡착부(1210) 및 굽힘력(1220-1)을 생성하여 진공흡착부(1210)에 전달하는 굽힘력생성부(1220)를 포함한다. 이때 굽힘력(1220-1)은 하방으로 작용하며, 도 1에 도시된 힘 F2과 같이 반사경 모재(10)를 하방으로 휘어지게 작용한다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 굽힘력생성부(1220)는 제2본체(1222)와 제2슬라이더(1223)를 구비하는 제2선형 액츄에이터(linear actuator, 1221)로 구성될 수 있다. 제2슬라이더(1223)는 제2본체(1222)의 축방향을 따라 왕복 운동하며, 제2슬라이더(1223)의 끝단부는 진공흡착부(1210)와 결합할 수 있다.
굽힘력생성부(1220)는 제2슬라이더(1223)는 보조슬라이더(1223-1)를 포함할 수 있다. 보조슬라이더(1223-1)는 제2슬라이더(1223)와 진공흡착부(1210) 사이에 배치된다. 또한, 보조슬라이더(1223-1)는 제2슬라이더(1223)에서 생성되는 슬라이더-굽힘력(1220-2)을 진공흡착부(1210)에 인가하며, 진공압축부(1210)를 안정적으로 하방 안내한다.
도 6을 참조하면, 진공흡착부(1210)는 진공척(1211)과 진공포트(1212)와 오링(O-ring, 1213) 및 힌지부(1214)로 구성될 수 있다. 진공척(1211)은 판형이며 그 상면과 하면을 관통하는 진공포트(1212)가 형성된다. 오링(1213)은 진공척(1211)과, 진공척(1211)의 상면에 돌출되도록 구비되어 진공포트(1212)가 그 내측에 배치된다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착부(1210)와 굽힘력생성부(1220)는 힌지축(1215)을 매개로 힌지 결합할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치는, 제2선형액츄에이터(1221)의 제2본체(1222) 내부에서 돌출-삽입되는 제2슬라이더(1223)와 보조슬라이더(1223-1) 및 흡착부고정부재(1223-2)가 순차적으로 결합 될 수 있다. 흡착부고정부재(1223-2)는 그 상면에 진공흡착부(1210)와 힌지결합됨으로써, 결국 제2슬라이더(1223)의 끝단부가 진공흡착부(1210)와 결합된다. 진공흡착부(1210)와 흡착부고정부재(1223-2)가 결합할때, 그 힌지축의 중심과 반사경 모재의 중심점을 연결하는 가상선은, 힌지축(1215)의 축방향과 수직으로 접한다.
또한, 굽힘력생성부(1220)는, 제2슬라이더의 스트로크 길이를 포함하는 제2스트로크 길이 정보를 생성하는 제2슬라이더-측정부(1224)를 더 포함할 수 있다. 또한, 굽힘력생성부(1220)는, 제2슬라이더의 끝단부와 진공흡착부 사이에 인가되는 굽힘력을 측정하여 굽힘력정보를 생성하는 굽힘력-로드셀(1226)을 더 포함할 수 있다.
진공생성유닛(1300, 미도시)은 진공압생성부(1310, 미도시) 및 진공압배관부(1320, 미도시)를 포함할 수 있다.
진공압생성부(1310)는 진공흡착부(1210)가 반사경 모재의 하면과 진공-흡착하는데 필요한 진공압을 생성한다. 진공압배관부(1320)는 일측 단부가 진공압 생성부(1310)에 연결되고 타측 단부가 진공흡착부(1210)에 형성되는 진공포트(1212)에 연결될 수 있다.
도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 진공흡착부(1210)는 분할된 복수개가 구비될 수 있다. 이때 진공압배관부(1320)는 복수개의 진공흡착부(1210)에 병렬로 연결됨으로써, 복수개의 진공흡착부(1210)에 진공압이 균등하게 분배될 수 있다.
본 발명에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재굽힘장치의 중앙 지지유닛(1100)은, 하나 이상의 분할된 복수의 지지부(1110)를 포함할 수 있다. 따라서, 반사경 모재(10)의 하면과 다 접점을 가질 수 있고, 바람직하게는 하나의 지지부(1110)와 하나의 지지력생성부(1120)가 한 쌍으로 구성된 지지유닛세트가 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 모재굽힘장치는, 복수의 진공흡착부(1210)가 하나의 흡착부고정부재(1223-2) 및 하나의 굽힘력생성부(1220)에 결합될 수 있다. 바람직하게는 하나의 진공흡착부(1210)와 하나의 굽힘력생성부(1220)가 한 쌍으로 결합되어 굽힘유닛세트를 형성할 수 있다.
또한, 지지부(1110)를 진공흡착부(1210)로 대체함으로써, 반사경 모재의 내측을 고정할 수 있다. 반사경 모재의 내측이 고정되면, 굽힘력 인가 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
제 1 실시예의 동작
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이 굽힘력(1220-1)과 지지력(1120-1)은 그 작용 방향이 서로 반대이다. 지지력(1220-1)은 반사경 모재(10)의 중심을 상방으로 지지하고 굽힘력(1220-1)은 반사경 모재(10)의 외주를 하방으로 당긴다.
도 6를 참조하면, 진공흡착부(1210)는 오링(1213)의 돌출 부위가 반사경 모재(10)의 하면과 접하여, 반사경 모재(10)의 하면과 진공척 상면 및 오링의 측면으로 형성되는 폐공간이 감압된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 진공흡착부(1210)와 흡착부고정부재(1223-2)가 힌지결합됨으로써, 진공흡착부(1210)가 회동할 수 있다. 힌지결합은 안정적인 진공-흡착을 유지하면서 동시에 반사경 모재의 내측 중심에서 외주까지 상면의 비구면이 부드럽게 굽혀지도록 할 수 있다
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동 블럭도이다.
지지력생성부(1120) 및 굽힘력생성부(1220)는 각각 제1/제2 슬라이더-측정부(1124, 1224)에서 제1/제2 스트로크 길이정보(1125, 1225)를 생성한다. 제1/제2 스트로크 길이 정보(1125, 1225)는, 제1/제2슬라이더(1123, 1223)가 각각 지지력(1120-1)과 굽힘력(1220-1)을 생성하기 위하여 제1/제2본체(1122, 1222)의 축방향을 따라 돌출하는 길이이다.
또한, 지지력-로드셀(1126)과 굽힘력-로드셀(1226)은 각각 지지력정보(1127)와 굽힘력정보(1227)를 생성한다. 전술한 바와 같이 지지력 로드셀(1126)은 제1슬라이더(1123)의 끝단부와 지지부(1110) 사이에 배치된다. 또한, 굽힘력-로드셀(1226)은 제2슬라이더(1223)의 끝단부와 진공흡착부(1210) 사이에 배치된다.
입력부(1420)는 사용자로부터 설계된 비구면 반사경 모재(10)의 설계된 굽힘 형상 정보(1421)를 입력받는다. 설계된 굽힘 형상 정보(1421)는 반사경 형상을 형성하기 위해 요구되는 반사경 모재의 굽힘 형상이다.
계산부(1410)는 지지하중-민감도(1412)와 굽힘하중-민감도(1413) 및 설계된 굽힘 형상정보를 기반으로 하여 지지하중-목표값(1414-1)과 굽힘하중-목표값(1414-2)을 산출한다.
지지하중-민감도(1412)는 제1스트로크 길이 변동에 따른 지지력(1120-1) 변동의 비율이다. 또한, 굽힘하중-민감도(1413)는, 제2스트로크 길이 변동에 따른 굽힘력(1220-1) 변동의 비율이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 슬라이더(1123, 1223)의 스트로크 길이가 길어지면, 지지부(1110) 및 진공흡착부(1210)를 통해 지지력(1120-1)과 굽힘력(1220-1)이 반사경 모재(10)에 인가된다.
슬라이더(1123, 1223)의 스트로크 길이(1125, 1225)가 길어질 때, 로드셀(1126, 1226)을 거쳐 지지부(1110) 및 진공흡착부(1210)에 압력이 인가된다. 지지부(1110)에 인가되는 지지력(1120-1)과 진공흡착부(1210)에 인가되는 굽힘력(1220-1)은 그 방향이 반대이고 작용점이 다르다. 지지력(1110-1)과 굽힙력(1220-1)은 반사경 모재(10)를 변형시키되, 로드셀(1126, 1226)에서 지지력(1120-1) 및 굽힘력(1220-1)으로 측정된다.
스트로크 길이(1125,1225)가 각각 서로 다른 길이로 길어지거나 짧아지면, 반사경 모재(10)의 휨 형상이 변형된다. 스트로크 길이(1125, 1225) 길이가 특정되면, 지지력(1120-1) 및 굽힘력(1220-1)이 특정되고, 반사경 모재(10)의 형상이 특정될 수 있다.
즉, 반사경 모재(10)에 대한 설계된 굽힘 형상을 유지하기 위해 필요한 지지력(1120-1)과 굽힘력(1220-1)을 산출할 수 있다. 산출된 지지력(1120-1)은 지지하중-목표값(1414-1)이며 굽힘력(1220-1)은 굽힘하중-목표값(1414-2)이다.
액츄에이터 제어부(1430)는 지지하중-목표값(1414-1)과 굽힘하중-목표값(1414-2)을 기반으로 하여, 지지력생성부(1120) 및 굽힘력생성부(1220)의 스트로크 작동을 제어한다.
전술한 바와 같이, 중앙지지유닛(1100)은 하나의 지지부(1110)와 하나의 지지력생성부(1120)가 한 쌍으로 구성된 지지유닛셋트를 구비할 수 있다. 또한, 외주굽힘유닛(1200)은 하나의 진공흡착부(1210)와 하나의 굽힘력생성부(1220)가 한 쌍으로 결합되어 굽힘유닛셋트를 구비할 수 있다. 바람직하게는 인접하는 지지유닛셋트와 굽힘유닛세트가 유기적 연동되어 스트로크 작동을 함으로써, 설계된 굽힘형상을 구현을 더 용이하게 할수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동 순서도를 도시하였다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 굽힘장치에 반사경 모재(10)를 로딩(S01)한다. 진공압생성부를 작동하여 진공흡착부와 반사경 모재의 하면을 흡착시키고, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터를 작동하여 반사경 모재에 지지력과 굽힙력을 인가(S02)한다.
제1슬라이더-측정부가 제1스트로크 길이 정보를 생성하고, 제2슬라이더-측정부가 제2스트로크 길이정보를 생성하며, 지지력-로드셀이 지지력정보를 생성하고 굽힘력-로드셀이 굽힘력정보를 생성한다(S03).
계산부는 서로 다른 제1스트로크 길이에 매칭하는 서로 다른 지지력을 기반으로 하여 지지하중-민감도를 산출하고, 서로 다른 제2스트로크 길이에 매칭하는 서로 다른 굽힘력을 기반으로 하여 굽힘하중-민감도를 산출한다(S04).
입력부는 사용자로부터 반사경 모재의 설계된 굽힘 형상 정보를 포함하는 굽힘 형상정보 및 반사경 모재의 상면에 형성되는 반사경의 설계 형상정보 및 반사경 형상에러범위를 입력받는다(S05).
계산부는 지지하중-민감도와 굽힘하중-민감도 및 굽힘 형상 정보를 기반으로 하여, 반사경 모재를 설계된 굽힘 형상으로 변형하기 위해 필요한, 지지력-로드셀의 지지하중-목표값 및 굽힘력-로드셀의 굽힘하중-목표값을 산출한다(S06).
액츄에이터제어부는 지지하중-목표값과 굽힘하중-목표값을 기반으로 하여, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터를 작동하여 반사경 모재에 지지력과 굽힘력을 인가한다(S07).
반사경 모재의 상면을 가공하고(S08), 굽힘력생성부의 작동을 중지하여 굽힘력을 제거하며(S09), 진공압생성부의 작동을 중지하여 진공흡착부와 반사경모재의 흡착을 제거한다(S10). 연마가공이 완료된 반사경 모재를 굽힘장치에서 언로딩(S11)하고, 또 다른 반사경 모재를 로딩하여 전술한 순서의 가공을 반복한다.
도 8에 도시된 작동 순서에서, 반사면 가공 형상을 측정하여, 재가공할 수 도 있다. 본 발명에 따른 굽힘장치의 진공흡착부는 반사경 모재(10)의 하면과 일시적으로 진공 흡착된다. 진공흡착부와 반사경 모재 하면 사이의 흡착을 제거하면(S10), 반사경 모재의 상면은 반사면 형상으로 복원된다.
따라서 본 발명에 따른 굽힘장치는 로딩된 반사경 모재하면고, 진공흡착부 사이의 진공 흡착을 발생-제거함으로써, 추가적인 공정 없이, 반사경 연마가공과 측정을 반복할 수 있다. 즉, 굽힘장치에 로딩된 상태에서 가공과 측정을 연속적으로 반복함으로써, 제조 소요 시간을 단축할 수 있으며, 접착제 제거 단계에서의 파손의 위험성을 제거할 수 있다.
도 8을 참조하면, S10 단계와 S11 단계 사이에서, 제어유닛이 반사경 모재의 상면에 형성된 반사경의 형상을 측정하여 반사경의 가공 형상정보를 생성한다(S12).
제어유닛이 반사경의 가공 형상정보와 반사경의 설계 형상정보의 차이를 산출하여 가공 에러정보를 생성하고(S13), 반사경 형상 에러범위와 가공에러 정보를 기반으로 하여, 재가공 수행이 필요한 것인지를 판단한다(S14).
재가공 수행이 필요한 것으로 판단되면 S02 단계로 이동하고(S15), 재가공 수행이 불필요한 것으로 판단되면 S11단계로 이동(S16)한다.
변형 실시예의 동작
상기와 같은 바람직한 실시예의 변형 실시예로서, 스트레인게이지 또는 coordinate measuring machine(CMM) 또는 defectometry 또는 간섭계(Interferometer)를 이용하여 반사경 모재의 변형을 측정할 수 있다. 또한, 진공흡착부와 반사경 모재 하면사이의 진공압을 측정하여, 복수개의 진공흡착부가 균일하게 반사경모재와 진공흡착하도록 할 수 있다.
반사경 모재의 하면에 복수개의 스트레인 게이지를 부착하면, 각 게이지의 위치와 그 변형 정도를 실시간 모니터링 할 수 있다. 따라서, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터의 스트로크 작동하는 상태에서 반사경 모재의 변형 상태를 실시간으로 측정할 수 있다.
사용자는 실시간으로 변형되는 반사경 모재의 변형 형상과 하중 목표값을 기반으로 하여, 보다 정확한 굽힘 형상을 획득할 수 있다.
복수개의 진공흡착부에 형성되는 복수개의 폐공간에 압력센서를 배치함으로써, 압력센서에서 측정된 압력 측정값들을 압력차이값을 산출할 수 있다. 산출된 압력차이값은 복수개의 진공흡착부와 반사경모재 하면과의 흡착성능을 표시한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 굽힘장치는 반사경 모재 외주에 하방으로 작동하는 굽힘력은 진공-흡착을 이용하여 인가한다. 복수개의 진공흡착부 각각의 진공-흡착 정도에 차이가 발생하면, 진공-흡착 정도가 낮은 진공흡착부에서 반사경 모재가 분리될 수도 있다. 굽힘력이 인가되는 상황에서, 특정 진공흡착부가 반사경 모재와 분리되면, 반사경 모재의 파손 확률이 있다.
따라서, 복수개의 진공흡착부 의 압력 차이값을 산출하고, 사용자에게 알림하는 흡착-모니터링부를 포함함으로써, 안정적인 굽힘력 인가 작동을 기대할 수 있다.
또한, 지지부를 진공흡착부로 대체하여, 굽힘력과 지지력의 방향이 반대가 되도록, 제1 슬라이더와 제2슬라이더의 돌출 방향을 변경할 수 있다. 굽힘력과 지지력의 방향이 반대가 되면, 반사경 모재의 상면이 오목해지며, 볼록한 비구면을 가공할 수 있다.
또한, 하나의 돌출되는 원환을 갖는 지지부의 직경 또는 분할되는 복수개의 지지부의 분포 면적을 조절함으로써, 다양한 형태의 비구면 형상을 가공할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10. 반사경 모재.
11. 비구면 반사경.
1100. 중앙지지유닛.
1110. 지지부
1120. 지지력 생성부.
1121. 제1선형액츄에이터
1122. 제1본체
1123. 제1슬라이더,
1124. 제1슬라이더 측정부
1125. 제1스트로크 길이
1126. 지지력-로드셀
1127. 지지력 정보.
1200 외주 굽힙유닛.
1210. 진공흡착부
1211. 진공척
1212. 진공포트
1213. 오링
1214. 힌지부
1220. 굽힘력 생성부
1221. 제2선형액츄에이터.
1222. 제2본체
1223. 제2슬라이더
1224. 제2슬라이더 측정부
1225. 제2스트로크 길이.
1226. 굽힘력 로드셀
1227. 굽힘력정보
1300 진공생성유닛
1400. 제어유닛.
1410. 계산부.
1411. 하중민감도.
1412. 지지하중 민감도
1413. 굽힘하중 민감도.
1414. 목표하중값.
1420. 입력부
1421. 굽힘형상정보
1430. 액츄에이터 제어부

Claims (15)

  1. 상면에 비구면 반사경이 형성되는 반사경 모재에 굽힘력을 인가하는 반사경 모재 굽힘 장치에 있어서,
    상기 반사경 모재의 하면에 접하여 지지력을 인가하는 지지부 및 상기 지지력을 생성하여 상기 지지부에 전달하는 지지력생성부를 포함하는 중앙지지유닛;
    상기 반사경 모재의 하면을 진공-흡착하여 굽힘력을 인가하는 진공흡착부 및 상기 굽힘력을 생성하여 상기 진공흡착부에 전달하는 굽힘력생성부를 포함하는 외주굽힘유닛; 및
    진공압을 생성하는 진공압 생성부 및 일측 단부가 상기 진공압 생성부에 연결되고 타측 단부가 상기 진공흡착부에 연결되어 상기 진공압을 상기 진공흡착부에 인가하는 진공압배관부를 포함하는 진공생성유닛;를 포함하며,
    상기 지지력은 상방으로 작용하고 상기 굽힘력은 하방으로 작용하고,
    상기 진공흡착부는,
    판형이며 그 상면과 하면을 관통하는 진공포트를 구비하는 진공척과, 상기 진공척의 상면에 돌출되도록 구비되어 상기 진공포트가 그 내측에 배치되는 오링(O-ring)을 포함하여,
    상기 진공압배관부의 타측 단부가 상기 진공포트에 연결되고,
    상기 오링의 돌출 부위가 상기 반사경 모재의 하면과 접하여,
    상기 반사경 모재와 상기 진공척 상면 및 상기 오링의 측면으로 형성되는 폐공간이 감압되는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공흡착부는 복수개가 구비되고,
    상기 진공압배관부는 상기 복수개의 진공흡착부에 병렬로 연결됨으로써,
    상기 진공압이 상기 복수개의 진공흡착부에 균등하게 분배되는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공흡착부와 상기 굽힘력생성부는 힌지축을 매개로 힌지결합하여 상기 진공흡착부가 상하방으로 회동할 수 있으며,
    상기 힌지축의 중심과 상기 반사경 모재의 중심점을 연결하는 가상선은 상기 힌지축의 축방향과 수직으로 접하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지력 생성부는,
    제1본체와 상기 제1본체의 축방향을 따라 왕복 운동하는 제1슬라이더를 구비하는 제1선형 액츄에이터(linear actuator)로 구성되고,
    상기 굽힘력생성부는,
    제2본체와 상기 제2본체의 축방향을 따라 왕복 운동하는 제2슬라이더를 구비하는 제2선형 액츄에이터(linear actuator)로 구성되며,
    상기 제1슬라이더의 끝단부는 상기 지지부와 결합하고,
    상기 제2슬라이더의 끝단부는 상기 진공흡착부와 결합하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지력 생성부는, 상기 제1슬라이더의 스트로크 길이를 포함하는 제1스트로크 길이 정보를 생성하는 제1슬라이더-측정부를 더 포함하고,
    상기 중앙지지유닛은, 상기 제1슬라이더의 끝단부와 상기 지지부 사이에 인가되는 지지력을 측정하여 지지력정보를 생성하는 지지력-로드셀을 더 포함하고,
    상기 굽힘력 생성부는, 상기 제2슬라이더의 스트로크 길이를 포함하는 제2스트로크 길이 정보를 생성하는 제2슬라이더-측정부를 더 포함하고,
    상기 외주굽힘유닛은, 상기 제2슬라이더의 끝단부와 상기 진공흡착부 사이에 인가되는 굽힘력을 측정하여 굽힘력정보를 생성하는 굽힘력-로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1스트로크 길이 정보와 상기 지지력정보를 기반으로 하여, 상기 제1스트로크 길이에 따른 상기 지지력 사이의 비율을 계산하여 지지하중-민감도를 산출하고, 상기 제2스트로크 길이 정보와 상기 굽힘력정보를 기반으로 하여, 상기 제2스트로크 길이에 따른 상기 굽힘력 사이의 비율을 계산하여 굽힘하중-민감도를 산출하는 계산부를 포함하는 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    사용자로부터 상기 반사경 모재의 설계된 굽힘 형상 정보를 포함하는 굽힘 형상정보를 입력받는 입력부를 더 포함하고,
    상기 계산부는 상기 지지하중-민감도와 상기 굽힘하중-민감도 및 상기 굽힘 형상 정보를 기반으로 하여, 상기 반사경모재를 상기 설계된 굽힘 형상으로 변형하기 위해 필요한, 상기 지지력-로드셀의 지지하중-목표값 및 상기 굽힘력-로드셀의 굽힘하중-목표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 지지하중-목표값과 상기 굽힘하중-목표값을 기반으로 하여, 상기 제1선형 액츄에이터 및 상기 제2선형 액츄에이터의 스트로크 작동을 제어하는 액츄에이터 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사경 모재의 하면에 복수개의 스트레인 게이지를 부착하여,
    상기 제1선형 액츄에이터 및 상기 제2선형 액츄에이터의 스트로크 작동시 상기 반사경 모재의 변형의 측정하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수개의 진공흡착부에 형성되는 복수개의 상기 폐공간에 배치되는 압력센서와,
    상기 압력센서에서 측정된 압력 측정값들을 압력차이값을 산출하여 사용자에게 알림하는 흡착-모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치.
  12. 제1항에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동 방법에서,
    상기 반사경 모재를 상기 굽힘장치에 로딩하고 진공압생성부를 작동하여 진공흡착부와 상기 반사경 모재의 하면이 흡착하는 단계(S01);
    굽힘력생성부를 작동하여 상기 반사경 모재의 외주에 하방의 굽힘력을 인가하는 단계;
    상기 반사경 모재의 상면을 연마하는 단계(S02);
    상기 굽힘력생성부의 작동을 중지하여 상기 굽힘력을 제거하는 단계(S03);
    상기 진공압생성부의 작동을 중지하여 상기 진공흡착부와 상기 반사경모재의 흡착을 제거하는 단계(S04);및
    상기 반사경 모재를 상기 굽힘장치에서 언로딩하는 단계(S05);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 S04 단계와 S05 단계 사이에,
    상기 반사경 모재의 상면에 형성된 반사경의 형상을 측정하는 단계(S06);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법.
  14. 제9항에 따른 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동 방법에서,
    상기 반사경 모재를 상기 굽힘장치에 로딩하는 단계; (S01);
    진공압생성부를 작동하여 진공흡착부와 상기 반사경 모재의 하면이 흡착하고, 제1선형 액츄에이터 및 제2선형 액츄에이터를 작동하여 상기 반사경 모재에 상기 지지력과 상기 굽힙력을 인가하는 단계(S02);
    제1슬라이더-측정부가 제1스트로크 길이정보를 생성하고, 제2슬라이더-측정부가 제2스트로크 길이정보를 생성하며, 지지력-로드셀이 지지력정보를 생성하고 굽힘력-로드셀이 굽힘력정보를 생성하는 단계(S03);
    계산부는 서로 다른 제1스트로크 길이에 매칭하는 서로 다른 지지력을 기반으로 하여 지지하중-민감도를 산출하고, 서로 다른 제2스트로크 길이에 매칭하는 서로 다른 굽힘력을 기반으로 하여 굽힘하중-민감도를 산출하는 단계(S04);
    입력부는 사용자로부터 상기 반사경 모재의 설계된 굽힘 형상 정보를 포함하는 굽힘 형상정보 및 상기 반사경 모재의 상면에 형성되는 반사경의 설계 형상정보 및 반사경 형상에러범위를 입력받는 단계(S05);
    상기 계산부는 상기 지지하중-민감도와 상기 굽힘하중-민감도 및 상기 굽힘 형상 정보를 기반으로 하여, 상기 반사경 모재를 상기 설계된 굽힘 형상으로 변형하기 위해 필요한, 상기 지지력-로드셀의 지지하중-목표값 및 상기 굽힘력-로드셀의 굽힘하중-목표값을 산출하는 단계(S06);
    액츄에이터제어부는 상기 지지하중-목표값과 상기 굽힘하중-목표값을 기반으로 하여, 상기 제1선형 액츄에이터 및 상기 제2선형 액츄에이터를 작동하여 상기 반사경 모재에 상기 지지력과 상기 굽힘력을 인가하는 단계(S07);
    상기 반사경 모재의 상면을 가공하는 단계(S08);
    상기 굽힘력생성부의 작동을 중지하여 상기 굽힘력을 제거하는 단계(S09);
    상기 진공압생성부의 작동을 중지하여 상기 진공흡착부와 상기 반사경모재의 흡착을 제거하는 단계(S10);및
    상기 반사경 모재를 상기 굽힘장치에서 언로딩하는 단계(S11);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 S10 단계와 상기 S11 단계 사이에,
    제어유닛이 반사경 모재의 상면에 형성된 반사경의 형상을 측정하여 반사경의 가공 형상정보를 생성하는 단계(S12);
    상기 제어유닛이 상기 반사경의 가공 형상정보와 상기 반사경의 설계 형상정보의 차이를 산출하여 가공 에러정보를 생성하는 단계(S13);
    상기 제어유닛이 상기 반사경 형상 에러범위와 상기 가공에러 정보를 기반으로 하여, 재가공 수행이 필요한 것인지를 판단하는 단계(S14);
    재가공 수행이 필요한 것으로 판단되면 상기 S02 단계로 이동하는 단계(S15);및
    재가공 수행이 불필요한 것으로 판단되면 상기 S11단계로 이동하는 단계(S16);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착을 이용한 반사경 모재 굽힘장치의 작동방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005141162A (ja) 2003-11-10 2005-06-02 Hoya Corp 保護フィルム付き光学レンズ基材および光学レンズ基材の製造方法
JP2008256874A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Topcon Corp ミラー保持方法及び装置
JP2011200949A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Hoya Corp レンズホルダ、ブロッキング装置及びレンズ製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3739841C1 (de) * 1987-11-20 1989-01-12 Herman Huegenell Primaerspiegel fuer ein Spiegelteleskop
KR930000323A (ko) 1991-06-27 1993-01-15 무라코시 마사오 자동차의 콘솔복스
US7364493B1 (en) * 2006-07-06 2008-04-29 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Lap grinding and polishing machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005141162A (ja) 2003-11-10 2005-06-02 Hoya Corp 保護フィルム付き光学レンズ基材および光学レンズ基材の製造方法
JP2008256874A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Topcon Corp ミラー保持方法及び装置
JP2011200949A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Hoya Corp レンズホルダ、ブロッキング装置及びレンズ製造方法

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