KR102245958B1 - 초경바이트용 다이아몬드 팁 용접 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이아몬드 팁 용접 장치에 관한 것으로서, 작업 공간이 구비된 챔버, 섕크 홀더, 다이아몬드 팁이 놓인 솔더 부분에 전류를 제공하는 한 쌍의 전극, 다이아몬드 팁의 위치를 조절하는 위치조절부, 다이아몬드 팁에 광을 조사하는 광 조사부, 광 조사부에 의해 조사된 광이 다이아몬드 팁에서 반사된 광을 수신하는 광 수신부, 광 수신부에 의해 수신된 광을 기초로, 다이아몬드 팁의 안착 상태를 나타내는 안착상태신호를 출력하는 안착상태확인부, 시각적 방식이나 청각적 방식으로 다이아몬드 팁의 안착 상태를 알리는 안착상태알림부를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 바이트에 다이아몬드 팁을 용접할 때, 광을 이용하여 다이아몬드 팁이 정확한 위치에 놓여 있는지를 확인할 수 있으므로, 다이아몬드 팁의 위치를 올바로 조절할 수 있으며, 작업자의 숙련도나 집중도에 전적으로 의존하지 않고, 다이아몬드 팁을 정확한 위치에 올바로 용접할 수 있다.

Description

초경바이트용 다이아몬드 팁 용접 장치{ Welding Apparatus for Diamond Tip for carbide tool bite}
본 발명은 다이아몬드 팁 용접 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바이트에 다이아몬드 팁을 용접할 때, 광을 통해 다이아몬드 팁의 안착 상태를 확인하여, 정확한 위치에 용접할 수 있는, 초경바이트용 다이아몬드 팁 용접 장치에 관한 것이다.
일반적으로 바이트라고 하는 절삭공구(切削工具)는 주로 선반이나 평삭기에서 금속 절삭에 이용된다.
도 1에 보인 예와 같이, 바이트(10)는 선반 등의 바이트 홀더에 장착되는 부위인 섕크(shank)(11)와, 섕크의 말단에 부착되는 팁(13)으로 이루어진다. 이때, 다이아몬드 팁(13)은 섕크(11)의 말단에 경납땜이나 진공 용접으로 부착된다.
일반적으로, 다이아몬드 팁(13)을 갖는 바이트(10)는 알루미늄, 동, 아크릴수지의 컷팅, LCD 도광판(LGP;Light Guide Panel)의 V홈 컷팅, 비구면 렌즈 및 렌즈금형의 초정밀 가공 등에 사용되고 있다.
다이아몬드 팁(13)은 그 가격이 상당히 고가이므로, 제조 작업 시 정밀함이 요구된다.
한편, 다이아몬드 바이트 제조 과정에서 다이아몬드 팁(13)을 진공 용접 방식으로 섕크(11)에 접합할 때, 용매의 용융으로 인해 다이아몬드 팁(13)이 움직여, 정확한 위치에 접합되지 못할 수 있다.
또한, 용접에 의한 진동으로 인해 다이아몬드 팁(13)의 유동이 발생하여 결국 재작업을 수행하는 일이 빈번하게 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 등록특허 10-0671823호는 섕크(11)에 얹혀진 다이아몬드 팁(130)의 위치를 조절함과 더불어 공정 진행 중 발생될 수 있는 다이아몬드 팁(130)의 위치 변동을 방지할 수 있는 다이아몬드 바이트 제조 장치를 개시하고 있다. 또한, 등록특허 10-1023544호는 다이아몬드 팁이 설치된 생크에 가열에 필요한 정확한 설정 온도로 전극을 발생시키는 동시에 아르곤 가스를 공급하여 진공상태를 유지함으로써, 누구나 용접이 가능하도록 하는 바이트 용접기를 개시하고 있다.
상기 등록특허 10-0671823호의 다이아몬드 바이트 제조 장치와 10-0671823호의 바이트 용접기는 용접 대상인 다이아몬드 팁(13)의 위치를 별도의 가압부재나 전극 자체를 이용하여 조절함으로써, 다이아몬드 팁(13)이 섕크(11)의 올바른 위치에 놓인 상태로 용접할 수 있는 방안을 제시하고 있다.
그러나, 상기 등록특허 10-0671823호의 다이아몬드 바이트 제조 장치와 10-0671823호의 바이트 용접기 등 종래의 장치는 용접 시 다이아몬드 팁(13)을 조절할 수 있다고 하더라도, 다이아몬드 팁의 위치는 결국 작업자가 일일이 확인하면서 용접 작업을 진행해야 한다.
즉, 용접 시 다이아몬드 팁이 정확한 위치에 올바로 놓여 있는지의 여부는 전적으로 작업자에 의해 판단된다.
이에 따라, 작업자의 숙련도가 부족한 경우에는 다이아몬드 팁이 잘못된 위치에 부착된 불량 바이트가 생산될 수 있다.
또한, 작업자가 숙련공이라고 하더라도 전적으로 자신의 판단에 의존해야 하므로, 작업자가 실수하는 경우 이를 정정할 방법이 없으며, 다이아몬드 팁이 잘못된 위치에 부착된 불량 바이트가 생산될 수 있다.
대한민국 등록특허 10-0671823호(공개일: 2006.08.09) 대한민국 등록특허 10-1023544호(공개일: 2010.05.20)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 바이트에 다이아몬드 팁을 용접할 때, 다이아몬드 팁이 정확한 위치에 올바로 놓여 있는지를 확인해 주어, 다이아몬드 팁이 정확한 위치에 용접될 수 있도록 해주는 다이아몬드 팁 용접 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다이아몬드 팁 용접 장치는, 일정 수준의 진공상태로 유지되는 작업 공간이 구비된 챔버; 다이아몬드 팁이 용접될 섕크가 홀딩되는 섕크 홀더; 다이아몬드 팁이 놓인 솔더 부분에 전류를 제공하는 한 쌍의 전극; 상기 한 쌍의 전극에 전류를 공급하는 전원공급부; 다이아몬드 팁의 위치를 조절하는 위치조절부; 다이아몬드 팁에 광을 조사하는 광 조사부; 상기 광 조사부에 의해 조사된 광이 상기 다이아몬드 팁에서 반사된 광을 수신하는 광 수신부; 및 상기 광 수신부에 의해 수신된 광을 기초로, 다이아몬드 팁의 안착 상태를 나타내는 안착상태신호를 출력하는 안착상태확인부를 포함하여 이루어진다.
상기 광 조사부와 광 수신부는 상기 다이아몬드 팁에 형성된 서로 다른 복수 개의 면에 각각 대응하여 복수 개의 쌍으로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 다이아몬드 팁 용접 장치는, 상기 안착상태신호에 따라, 시각적 방식 및 청각적 방식 중 하나 이상의 방식으로 상기 다이아몬드 팁의 안착 상태를 알리는 안착상태알림부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 바이트에 다이아몬드 팁을 용접할 때, 광을 이용하여 다이아몬드 팁이 정확한 위치에 놓여 있는지를 확인할 수 있다.
그러므로, 다이아몬드 팁의 위치를 올바로 조절할 수 있으며, 작업자의 숙련도나 집중도에 전적으로 의존하지 않고, 다이아몬드 팁을 더욱 정확한 위치에 올바로 용접할 수 있다.
도 1은 다이아몬드 팁 바이트의 예,
도 2는 본 발명에 따른 다이아몬드 팁 용접 장치의 일 실시예,
도 3은 위치확인 보조수단의 일 실시예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
도 2는 본 발명에 따른 다이아몬드 팁 용접 장치(100)의 일 실시예로서, 섕크(11)에 놓인 다이아몬드 팁(13)에 대한 용접은 챔버(110)의 내부에 형성된 작업 공간에서 이루어진다.
챔버(110)의 내부에 형성된 작업 공간에는 섕크(11)를 홀딩하는 섕크 홀더(120)가 구비되고, 섕크 홀더(120)에 의해 홀딩된 섕크(11)의 전방 말단 상부에는 다이아몬드 팁(13)이 놓인다. 이때, 다이아몬드 팁(13)이 용접될 부위에는 용접을 위해 솔더(solder)가 놓인다.
용접은 진공상태에서 이루어지도록 구성될 수 있다. 챔버(110)의 작업 공간에는 아르곤(Ar) 가스, 수소 가스 등의 가스가 공급될 수 있으며, 이러한 가스들을 통해 작업 공간은 산화 방지 분위기로 형성될 수 있다.
챔버(110)의 작업 공간에는 한쌍의 전극(131, 132)이 구비되고, 전원공급부(140)는 각 전극(131, 132)으로 전류를 공급한다.
각 전극(131, 132)은 섕크 홀더(11)의 양측에 각각 구비되고, 섕크(11)의 전방측 말단 상부에 놓인 솔더(미도시), 즉 다이아몬드 팁(13)이 얹혀진 부위에 전류를 제공하여 용접이 이루어지도록 한다.
위치조절부(150)는 챔버(110)의 작업 공간에 구비되며, 섕크의 전방 상부에 놓인 다이아몬드 팁(13)의 위치를 조절하고, 공정 진행 중 발생될 수 있는 다이아몬드 팁(13)의 유동을 방지하여 올바른 위치에 있도록 유지한다.
위치조절부(150)는 이러한 기능을 수행하기 위하여 다양하게 구성될 수 있으며, 특별히 한정되지는 않는다..
구체적인 예로서, 위치조절부(150)는 등록특허 10-0671823호에 개시된 바와 같이 한 쌍의 가압 부재, 각 가압 부재를 지지하는 지지 블럭, 이동부 등을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 각 가압 부재는 다이아몬드 팁의 양측 대각 부위에 그 끝단이 각각 위치하며, 대각 방향으로 이동하면서 다이아몬드 팁을 선택적으로 가압하는 역할을 수행한다.
또 다른 예로서, 위치조절부(150)는 등록특허 10-1023544호에 개시된 바와 같이, 전극용접팁의 선단을 화살촉 형상으로 형성하여, 용접물의 양측을 잡아주도록 하는 동시에 전류를 용접물에 인가하도록 구성될 수 있다.
즉, 용접물에 전류를 인가하는 전극용접팁 자체를 이용하여 다이아몬드 팁을 잡아주도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 위치조절부(150)는 다이아몬드 팁(13)의 위치 조절을 위해 별도로 구비되는 가압 부재 또는 전극을 다이아몬드 팁(13)의 다양한 위치에 접촉시키고, 그 접촉 부위에서 특정 방향으로 힘을 인가함으로써, 다이아몬드 팁(13)의 위치를 조절하도록 구성될 수 있다.
한편, 섕크(11)에 다이아몬드 팁(13)을 용접할 때는 다이아몬드 팁(13)이 섕크(11)의 설정 위치에 정확히 안착되어 있는지를 판단하는 것이 매우 중요하다.
이것은 외부 환경으로부터 차단된 챔버(110) 내에서 용접 작업이 진행되어 그 확인이 어렵고, 숙련도와 집중도 등 작업자의 상태에 따라 바이트의 품질에 차이가 발생하는 것을 방지해야 하기 때문이다.
이와 관련하여, 다이아몬드 팁 용접 장치(100)는 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 확인하여, 정확한 위치에 용접이 이루어질 수 있도록 해주는 위치확인 보조수단(180)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 3은 위치확인 보조수단(180)에 관한 일 실시예를 보인 것으로서, 광 조사부(181-1), 광 수신부(181-2), 안착상태확인부(185), 안착상태알림부(186) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
광 조사부(181-1)는 다이아몬드 팁(13)에 광을 조사하는 역할을 수행하고, 광 수신부(181-2)는 광 조사부에 의해 조사된 광이 다이아몬드 팁(13)에서 반사된 광(51)을 수신하는 역할을 수행한다.
도 3에는 다이아몬드 팁(13)의 일 면에 대응하여 한 쌍의 광 조사부(181-1)와 광 수신부(181-2)를 배치한 실시예가 나타나 있지만, 광 조사부와 광 수신부 쌍의 개수와 배치는 다양하게 구성될 수 있다.
구체적인 예로서, 광 조사부와 광 수신부 쌍은 다이아몬드 팁(13)에 형성된 면들 중 위치 조절에 필요하다고 판단되는 복수 개의 면에 각각 개별적으로 대응하여 구비될 수 있다.
위치확인 보조수단(180)에는 다양한 종류의 광이 사용될 수 있다. 구체적인 예로서, 직진성이 강하고, 다이아몬드 내에서 특정 방향으로 반사가 잘 되는 광을 사용할 수 있다.
광 조사부(181-1)와 광 수신부(181-2)는 다이아몬드 팁(13)이 섕크(11)의 전방 말단 상부의 올바른 위치에 안착되어 있을 때, 광 조사부(181-1)에 의해 다이아몬드 팁(13)의 해당 면에 조사된 광이 그에 대응하는 광수신부(181-2)에 수신되도록 배치된다.
안착상태확인부(185)는 광 수신부(181-2)에 의해 수신된 광을 기초로 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 나타내는 안착상태신호를 출력한다.
광 수신부(181-2)에 광이 수신되었는지의 여부는 곧 다이아몬드 팁(13)이 올바른 위치에 안착되어 있는지의 여부를 알려주므로, 안착상태확인부(185)는 광 수신부(181-2)에 의해 수신된 광을 기초로 다이아몬드 팁의 안착 상태를 판단할 수 있다.
여기서 광 수신부(181-2)로 광이 수신된 상태는 광이 수신되었는지의 여부 뿐아니라 수신된 광의 세기도 포함될 수 있다. 즉, 수신된 광의 세기는 다이아몬드 팁(13)의 위치가 어긋난 정도를 알려 줄 수 있다.
안착상태확인부(185)에서 출력되는 안착상태신호는 다이아몬드 팁(13)의 위치를 조절할 수 있도록 하기 위하여 다양한 방식으로 사용될 수 있다.
하나의 예로서, 다이아몬드 팁(13)의 위치가 자동화된 방식으로 조절될 수 있다면, 안착상태확인부(185)에서 출력되는 안착상태신호를 이용하여 다이아몬드 팁(13)의 위치를 조절할 수 있다.
또 다른 예로서, 다이아몬드 팁(13)의 위치가 작업자에 의해 수동적으로 조작된다면, 작업자에게 현재 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 알려주어 위치를 조절하는 데 참조할 수 있도록 한다.
이와 관련하여, 다이아몬드 팁 용접 장치(100)는 안착상태신호에 따라, 시각적 방식 및 청각적 방식 중 하나 이상의 방식으로 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 알리는 안착상태알림부(186)를 포함하여 구성될 수 있다.
안착상태알림부(186)가 시각적으로 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 알리는 하나의 예로서, 각 광 조사부와 광 수신부의 쌍에 대응하여 발광 다이오드(LED) 등의 시각적 표시 수단(미도시)을 구비하고, 안착상태신호에 따라 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 표시할 수 있다.
예를 들어, 각 광 조사부와 광 수신부의 쌍에 대응하여 수신된 광의 세기가 충분한지에 따라 해당 LED를 온(On) 또는 오프(Off) 하거나, 서로 다른 색의 LED를 켬으로써 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 표시해 줄 수 있다.
또한, 각 광 조사부와 광 수신부 쌍에 대응하여 수신된 광의 세기에 따라 해당 LED의 밝기를 조정해주면, 다이아몬드 팁(13)이 올바른 위치에서 벗어난 정도까지 알려줄 수 있다.
안착상태알림부(186)가 청각적으로 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 알리는 하나의 예로서 다이아몬드 팁(13)의 위치가 올바른 위치에서 벗어난 정도에 따라 스피커를 통해 서로 구분되는 소리를 들려줄 수 있다.
구체적인 예로서, 자동차 후진 시 후방 물체와의 근접 정도에 따라 다른 소리를 출력하듯이, 다이아몬드 팁(13)의 위치가 올바른 위치에서 벗어난 정도에 따라 소리의 간격이나 크기를 서로 다르게 출력할 수 있다.

즉, 안착상태알림부(186)가 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 알리는 시각적 방식은 광 수신부로 수신된 광의 세기에 따라 시각적 표시 수단의 밝기를 조절하는 방식을 포함할 수 있으며, 청각적 방식은 광 수신부로 수신된 광의 세기에 따라 소리의 간격과 크기 중 하나 이상을 조절하는 방식을 포함할 수 있다.
상기의 시각적 처리 방식과 청각적 처리 방식은 설명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 다이아몬드 팁(13)의 안착 상태를 알리는 시각적 방식 및 청각적 방식은 이에 한정되지 않고, 다양하게 구성될 수 있다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
10: 다이아몬드 바이트 11: 섕크
13: 다이아몬드 팁
100: 다이아몬드 팁 용접 장치
110: 챔버 120: 섕크 홀더
131, 132: 전극 140: 전원공급부
150: 위치조절부 180: 위치확인 보조수단
181-1: 광 조사부 181-2: 광 수신부
185: 안착상태확인부 186: 안착상태알림부

Claims (3)

  1. 일정 수준의 진공상태로 유지되는 작업 공간이 구비된 챔버;
    다이아몬드 팁이 용접될 섕크가 홀딩되는 섕크 홀더;
    다이아몬드 팁이 놓인 솔더 부분에 전류를 제공하는 한 쌍의 전극;
    상기 한 쌍의 전극에 전류를 공급하는 전원공급부;
    다이아몬드 팁의 위치를 조절하는 위치조절부;
    다이아몬드 팁에 광을 조사하는 광 조사부;
    상기 광 조사부에 의해 조사된 광이 상기 다이아몬드 팁에서 반사된 광을 수신하는 광 수신부;
    상기 광 수신부에 의해 수신된 광을 기초로, 다이아몬드 팁의 안착 상태를 나타내는 안착상태신호를 출력하는 안착상태확인부; 및
    상기 안착상태신호에 따라, 시각적 방식과 청각적 방식 중 하나 이상의 방식으로 상기 다이아몬드 팁의 안착 상태를 알리는 안착상태알림부를 포함하고,
    상기 시각적 방식은 상기 광 수신부로 수신된 광의 세기에 따라 시각적 표시 수단의 밝기를 조절하는 방식을 포함하며, 상기 청각적 방식은 상기 광 수신부로 수신된 광의 세기에 따라 소리의 간격과 크기 중 하나 이상을 조절하는 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다이아몬드 팁 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사부와 광 수신부는 상기 다이아몬드 팁에 형성된 서로 다른 복수 개의 면에 각각 대응하여 복수 개의 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는, 다이아몬드 팁 용접 장치.
  3. 삭제
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