KR102262825B1 - 복합 연마기 - Google Patents

Abstract

제안기술은 복합 연마기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전식 연마기의 회전디스크가 회전과 동시에 진동되도록 진동의 기능이 부가된 복합 연마기에 관한 발명이다.

Description

복합 연마기{COMPLEX POLISHING MACHINE}

제안기술은 복합 연마기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전식 연마기에 진동의 기능이 부가된 복합 연마기에 관한 발명이다.

일반적으로 금속을 비롯한 다양한 재료들의 물성을 분석하고, 그 물성을 설계하기 위해서는 재료의 미세조직(microstructure)을 분석하여야 한다. 미세조직을 분석하기 위해서는 재료를 경면(mirror plane: 鏡面)으로 만든 후, 에칭용액(etching solution)으로 부식(etching)을 시켜서 미세조직을 관찰한다.

일반적으로 재료의 표면을 경면으로 만들기 위해서는 적정한 크기의 시편(specimen)으로 절단하여 준비한 후, 시편의 처리를 용이하게 하기 위하여 시편보다 연한 소재인 에폭시 수지 등을 이용하여 시편을 마운팅(mounting) 한다. 마운팅 된 시편은 사람의 손으로 연마를 하거나 연마기를 이용하여 연마를 수행한다.

일반적으로, 경면을 만드는 연마의 과정은 크게 그라인딩(연마: grinding)과 폴리싱(정마: polishing) 과정으로 나눈다. 그라인딩의 과정은 거친 재료의 표면을 갈고 닦아서 표면을 반질반질하게 만드는 과정이다. 일반적으로 사포(sand paper)가 이용되며, 굵은 사포에서 가는 사포를 점진적으로 이용하여 표면을 갈아 나간다. 사포는 #220번부터 시작하여 점진적으로 #2400번으로 이동한다. 이때, 표면상태를 고려하여 적절하게 사포의 굵기를 조절하여 일정 굵기의 단계(사포)는 생략할 수 있고, 최종 미세한 사포 사용 이전에 폴리싱 단계로 진행할 수도 있다.

그라인딩 과정이 끝난 후, 폴리싱 과정에서는 폴리싱천(polishing cloth)과 연마제를 적절하게 이용하여 그라인딩 이후의 추가적인 가공 공정을 거친다. 이러한 과정을 거치면서 재료의 표면은 경면화(鏡面化)된다.

경면화 처리의 과정은 그라인딩과 폴리싱 과정을 적절하게 조절하는 과정으로 획일적이지 않다. 그 예로 최초 재료의 시편이 상당히 거친 경우에는 시편의 표면을 면삭 가공하여 사포로 진행하는 그라인딩의 시간을 절약할 수도 있다. 또는, 그라인딩 과정에서 가장 미세한 사포를 사용하기 이전에 폴리싱 과정으로 진행할 수도 있다.

이러한 경면을 만드는 과정은 상당한 시간과 인력이 소요되는 과정으로, 사람이 수작업으로 전 공정을 처리하는 것은 상당한 노력이 투입된다. 더욱이, 수작업 가공 시 숙련도가 충분하지 않은 경우에는 소재 시편의 연마상태가 불균일하거나 미세조직을 관찰하기 위한 경면 가공이 완성되지 못한다.

이러한 수작업을 대체하기 위하여 연마기(일명 polishing machine)가 개발되어 사용되고 있다. 연마기는 그라인딩과 폴리싱을 수행하는 기계를 지칭한다. 기계장치의 종류로는 회전식과 진동식이 있다. 회전식 연마기의 경우에는 사포나 폴리싱천이 위치하는 판(disc)을 회전시켜서 시편을 그라인딩 또는 폴리싱하는 방식이고, 진동식 연마기의 경우에는 판을 진동시켜서 시편을 그라인딩 또는 폴리싱하는 방식이다.

회전식 연마기는 재료를 갈아내는 속도가 진동식과 대비하여 빠르고 상대적으로 경한 재료에 사용된다. 진동식 연마기는 재료를 갈아내는 힘이 작아서 연한 재료에 사용되고, 보다 정밀한 가공에 사용되는 것이 일반적이다.

한국등록특허 제10-1754386호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 기존의 연마기와 대비하여 경면 가공을 위한 시간이 현저히 단축되며, 품질이 우수한 경면 가공이 이루어지는 연마기를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 그라인딩과 폴리싱 단계를 동시에 구현하여 시편을 그라인딩과 폴리싱 단계의 구분이 없이 연속적으로 최종 가공까지 가능하게 하는 연마기를 제공하는데 목적이 있다. 즉, 그라인딩 공정과 폴리싱 공정의 경계를 없앨 수 있는 연마기를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합 연마기에 있어서,

구동베이스;

구동베이스로부터 일정 간격 이격되어 배치되는 모터;

모터에 연결되어 모터의 구동에 의해 회전하는 제1풀리;

구동베이스 상에 배치되는 회전디스크;

밸트에 의해 제1풀리와 연결되어 회전하면서 회전디스크를 회전시키는 제2풀리;

구동베이스로부터 일정 간격 이격되어 배치되는 진동발생부재; 및

진동발생부재와 구동베이스 사이에 위치하면서, 진동발생부재로부터 발생되는 진동을 구동베이스에 전달하는 진동전달부재;를 포함하며,

진동발생부재의 작동과 회전디스크의 회전은 동시 또는 선택적으로 진행되는 것을 특징으로 한다.

구동베이스의 일측에 고정되어 진동발생부재로부터 발생되는 진동을 진동전달부재를 통해 구동베이스로 전달하는 서포트블럭을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

구동베이스의 일측에는 회전디스크에 의해 연마되는 시편을 고정시키기 위한 시편고정유닛이 배치되는 것을 특징으로 한다.

시편고정유닛은,

케이스 형상의 폴리싱헤드;

상단이 폴리싱헤드에 결합되는 헤드홀더부;

헤드홀더부의 하단에 결합되는 로테이팅 패드;

로테이팅 패드를 회전시키는 액추에이터 유닛; 및

상단이 폴리싱헤드에 결합되며, 하단에 시편이 결합되는 시편홀더부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

액추에이터 유닛은,

직선 운동하는 리니어 액추에이터;

일단이 리니어 액추에이터에 결합되며, 타단이 로테이팅 패드에 결합되는 오실레이션 암(oscillation arm);

오실레이션 암의 중앙부에 형성되는 힌지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

리니어 액추에이터의 직선 운동 시 오실레이션 암의 일단과 타단은 힌지부에 의해 서로 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

로테이팅 패드는 오실레이션 암의 회전에 의해 회전하는 것을 특징으로 한다.

로테이팅 패드의 회전에 의해 시편홀더부의 위치가 조절되는 것을 특징으로 한다.

진동전달부재는 스프링인 것을 특징으로 한다.

진동발생부재는 초음파진동기, 전기진동기, 편심모터, 피에조 액추에이터(piezo actuator), 마그네틱 진동기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

회전디스크에는 다이아몬드, 탄화규소(Silicon Carbide) 또는 알루미나(alumina) 중 어느 하나 이상의 연마재가 도포되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기존의 연마기와 대비하여 경면 가공을 위한 시간이 현저히 단축되고, 품질이 우수한 경면 가공이 가능한 효과가 있다.

또한, 그라인딩과 폴리싱 단계를 동시에 구현하거나 단계별로 적용함으로써 시편을 연속적인 단계로 최종 가공까지 가능하여, 그라인딩 공정과 폴리싱 공정의 경계를 없앨 수 있는 효과가 있다.

부가적으로, 재료의 연마를 위하여 사용하는 사포나 폴리싱천을 기존의 회전식 또는 진동식 연마기와 대비하여 상대적으로 절약하면서 효율적으로 사용할 수 있다. 이를 통해 오염물질의 발생을 저감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 복합 연마기의 상측면도.
도 2는 본 발명에 따른 복합 연마기의 핵심 부분의 예시적인 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 복합 연마기의 정면도.
도 4는 도 3의 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 복합 연마기의 일측면도.
도 6은 도 5의 상세도.
도 7은 도 6의 상측면도.
도 8은 본 발명에 따른 복합 연마기의 타측면도.
도 9는 기존의 회전식 연마기와 기존의 진동식 연마기로 작업한 시편의 연마 결과 비교예.
도 10은 기존의 회전식 연마기로 작업한 시편의 시간별 연마 결과 비교예.
도 11은 본 발명에 따른 복합 연마기로 작업한 시편의 연마 결과 실시예 및 기존의 회전식 및 진동식 연마기로 작업한 시편의 연마 결과 비교예.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 복합 연마기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전식 연마기의 회전디스크가 회전과 동시에 진동되도록 진동의 기능이 부가된 복합 연마기에 관한 발명이다.

재료를 다루는 모든 분야에서 재료의 미세조직에 대한 정보는 필수적이다. 미세조직의 관찰은 재료 표면을 경면(Mirror Plane) 가공하고, 적절한 부식액을 사용하여 경면을 부식시킨 후 현미경을 통해 이루어진다. 경면 가공은 그라인딩과 폴리싱 공정을 차례로 적절히 거치면서 완성된다. 일반적으로 그라인딩 단계(연마: grinding) 후, 폴리싱 단계(정마: polishing)를 거치면서 거친 표면이 매끈한 표면으로 가공되고 최종 경면이 완성된다.

일반적으로 그라인딩 과정을 포함한 경면 가공공정은 대략 5~7단계를 거친다. 그라인딩과 폴리싱 공정은 재료의 경도(hardness)에 따라 다양한 연마재와 연마천을 이용하고, 다양한 연마속도와 연마하중의 조합으로 진행된다. 각 단계 별로 다양한 소모품과 작업자의 숙련도에 따른 많은 시간과 인력이 투입되는 작업으로 시편의 가공은 용이하지 않다.

그라인딩 공정에서는 사포 또는 다이어몬드 디스크(diamond disc)를 사용하여 단계별로, (예를 들어) #220, #400, #800, #1200 그리고 #2000으로 가면서 점진적으로 미세한 거칠기로 그라인딩을 한다.

그라인딩 공정 후에 폴리싱 공정으로, 폴리싱천에 (예를 들어) 6~9μm 연마재를 사용하여 거친 폴리싱 공정(rough polishing)을 수행하고, 이후 1~3μm 연마재를 사용하여 미세한 폴리싱 공정(fine polishing)을 수행한다. 필요에 따라 서브마이크론(Submicron) 연마제를 사용한 초미세 마무리(super polishing) 공정을 추가하기도 한다.

지금까지 개발된 기존의 연마기는 연마 디스크가 회전하는 회전식과 진동하는 진동식으로 분류되고, 각 종류의 구동방식이 서로 상이하여 양 Mechanism을 동시에 적용하는 연마기는 없다.

도 1에는 본 발명에 따른 복합 연마기의 상측면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 복합 연마기의 개략도가 도시되어 있다.

본 발명의 복합 연마기는 하나의 장치를 이용하여 별도의 그라인딩 공정과 폴리싱 공정을 한 번의 연속공정으로 수행할 수 있도록 구성되는 것으로, 구동베이스(2)와, 상기 구동베이스(2)로부터 일정 간격 이격되어 배치되는 모터(4)와, 상기 모터(4)에 연결되어 상기 모터(4)의 구동에 의해 회전하는 제1풀리(pulley)(6)와, 상기 구동베이스(2) 상에 배치되는 회전디스크(10)와, 밸트(8)에 의해 상기 제1풀리(6)와 연결되어 회전하면서 상기 구동베이스(2)를 회전시키는 제2풀리(pulley)(12)와, 상기 구동베이스(2)로부터 일정 간격 이격되어 배치되는 진동발생부재(14)와, 상기 진동발생부재(14)와 상기 구동베이(2)스 사이에 위치하면서, 상기 진동발생부재(14)로부터 발생되는 진동을 상기 구동베이스(2)에 전달하는 진동전달부재(16)를 포함하여 구성된다.

상기 제1풀리(6)는 상기 구동베이스(2)와 수직인 축에 대해 회전하는 것으로, 상기 모터(4)의 작동 시 제1방향으로 회전하게 된다. 상기 제1풀리(6)의 회전축은 상기 구동베이스(2) 상에 배치되거나 상기 구동베이스(2)로부터 일정 간격 이격된 곳에 배치될 수 있다.

상기 제2풀리(12)는 상기 구동베이스(2)와 수직인 축에 대해 회전하는 것으로, 상기 회전디스크(10)의 하면으로부터 일정 간격 이격되어 배치되며, 상기 회전디스크(10)와 동축 상에 배치된다. 상기 제2풀리(12)의 회전축은 상기 구동베이스(2) 상에 배치된다.

상기 제1풀리(6)의 회전 시 상기 밸트에 의해 상기 제1풀리(6)의 회전이 상기 제2풀리(12)에 전달되고, 이에 따라 상기 제2풀리(12)는 상기 제1풀리(6)와 동일한 방향으로 회전하게 된다.

상기 회전디스크(10)는 상기 제2풀리(12)와 연결되는 것으로, 상기 제2풀리(12)의 회전에 의해 상기 제2풀리(12)와 동일한 방향으로 회전하게 된다.

도 3에는 본 발명에 따른 복합 연마기의 정면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 6의 상세도가 도시되어 있다.

상기 구동베이스(2)의 일측에는 서포트블럭(18)이 고정 결합된다. 상기 서포트블럭(18)은 상기 진동발생부재(14)로부터 발생되는 진동을 상기 진동전달부재(16)를 통해 전달받으며, 상기 서포트블럭(18)으로 전달된 진동은 상기 구동베이스(2)로 전달된다. 상기 서포트블럭(18)은 필수적인 구성은 아니며, 서포트블럭(18) 없이 구동베이스(2)의 적정 부위에 진동전달부재를 직접 연결할 수도 있다.

상기 구동베이스(2)에 전달된 진동은 상기 회전디스크(10)에 전달된다.

상기 서포트블럭(18)은 상기 구동베이스(2)로부터 상방으로 연장된 벽의 형상으로 형성될 수 있다.

상기 진동전달부재(16)는 일단이 상기 진동발생부재(14)에 연결되고, 타단이 상기 서포트블럭(18)에 연결되어 상기 진동발생부재(14)에서 발생된 진동을 상기 서포트블럭(18)에 전달하게 된다. 상기 서포트블럭(18)이 없는 경우에는, 상기 진동전달부재(16)는 상기 구동베이스(2)의 적정 부위에 연결하여 진동을 전달할 수 있다.

상기 진동발생부재(14)로는 초음파진동기, 전기진동기, 편심모터, 피에조 액추에이터(piezo type actuator), 마그네틱 타입의 진동장치 중 어느 하나가 적용될 수 있으며, 상기 회전디스크(10)에 진동을 전달할 수 있는 장치라면 어떠한 장치가 적용되어도 무방하다.

상기 진동전달부재(16)로는 코일스프링 또는 판스프링 등이 적용될 수 있으며, 상기 진동발생부재(14)와 상기 서포트블럭(18) 사이에서 진동을 전달할 수 있는 소재 및 형상이라면 어떠한 구성이 적용되어도 무방하다.

도 5에는 본 발명에 따른 복합 연마기의 일측면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 상세도가 도시되어 있으며, 도 7에는 도 6의 상측면도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명에 따른 복합 연마기의 타측면도가 도시되어 있다.

상기 구동베이스(2)의 일측에는 상기 회전디스크(10)에 의해 연마되는 시편을 고정시키기 위한 시편고정유닛이 배치된다.

상기 시편고정유닛은 케이스 형상의 폴리싱헤드(20)와, 상단이 상기 폴리싱헤드(20)에 결합되는 헤드홀더부(22)와, 상기 헤드홀더부(22)의 하단에 결합되는 로테이팅 패드(24)와, 상기 로테이팅 패드(24)를 회전시키는 액추에이터 유닛(26)과, 상단이 상기 폴리싱헤드(20)에 결합되며, 하단에 상기 시편이 결합되는 시편홀더부(34)를 포함하여 구성된다.

상기 폴리싱헤드(20)에서 상기 헤드홀더부(22)와 상기 시편홀더부(34)의 결합 위치는 서로 일정 간격 이격된다.

상기 로테이팅 패드(24)는 상기 구동베이스(2)와 평행하게 배치되며, 상기 헤드홀더부(22)는 상기 폴리싱헤드(20)와 상기 로테이팅 패드(24)에 대해 수직하여 결합된다.

상기 시편홀더부(34)는 상기 헤드홀더부(22)와 서로 평행하게 배치된다.

상기 액추에이터 유닛(26)은 직선 운동하는 리니어 액추에이터(linear actuator)(28)와, 일단이 상기 리니어 액추에이터(28)에 결합되며, 타단이 상기 로테이팅 패드(24)에 결합되는 오실레이션 암(oscillation arm)(30)과, 상기 오실레이션 암(30)의 중앙부에 형성되는 힌지부(32)를 포함하여 구성된다.

도 7을 참고하여 보면, 도면상 하방을 향한 상기 리니어 액추에이터(28)의 직선 운동 시 상기 리니어 액추에이터(28)에 결합 된 상기 오실레이션 암(30)의 일단은 하방을 향해 이동하게 된다.

상기 오실레이션 암(30)의 일단이 하방으로 이동하게 되면 상기 로테이팅 패드(24)에 결합 된 상기 오실레이션 암(30)의 타단은 상기 힌지부(32)에 의해 상방을 향해 이동하게 된다.

상기 오실레이션 암(30)의 타단이 상방을 향해 이동하면서 상기 로테이팅 패드(24)를 도면상 반시계방향으로 회전시키게 된다.

상기 로테이팅 패드(24)의 회전에 의해 상기 헤드홀더부(22)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 헤드홀더부(22)와 결합된 상기 폴리싱헤드가 회전하면서 상기 시편고정부 또한 회전하게 된다.

즉, 상기 로테이팅 패드(24)의 회전 각도에 따라 상기 시편홀더부(34)의 위치가 조절되어 상기 시편이 상기 회전디스크(10) 상에 위치하거나 상기 회전디스크(10) 밖에 위치하게 된다.

상기 로테이팅 패드를 회전시키기 위한 상기 리니어 액추에이터(28)의 작동은 사용자의 의도에 따라 제어부에 의해 제어된다.

상기 시편은 상기 회전디스크(10)의 회전 또는 상기 진동발생부재(14)에서 발생되는 진동에 의해 연마된다.

상기 회전디스크(10)의 회전에 의해 상기 시편을 연마하는 경우, 상기 회전디스크(10)에 필요한 연마지(사포)나 폴리싱천을 장착하고, 물이나 연마재를 주입하면서 상기 시편홀더부(34)에 의해 상기 시편에 힘을 가한 상태에서 상기 회전디스크(10)를 회전하여 상기 시편을 연마하게 된다. 이때, 상기 시편홀더부(34)의 상하방향 이동을 제어하여 상기 회전디스크(10)와 상기 시편 사이의 간격을 조절하게 된다.

상기 회전디스크(10)의 상면에는 다이아몬드, 탄화규소(Silicon Carbide) 또는 알루미나(alumina) 중 어느 하나 이상의 연마재가 도포될 수 있다.

상기 진동발생부재(14)로부터 발생되는 진동에 의해 상기 시편을 연마하는 경우, 상기 회전디스크(10)를 진동시키면서 상기 시편을 연마하게 된다.

상기 시편을 연마하기 위한 상기 회전디스크(10)의 회전과 상기 진동발생부재(14)의 작동은 사용자의 의도에 따라 제어되어 동시 또는 선택적으로 진행되거나 단계별로 연속하여 진행될 수도 있다.

이에 따라 그라인딩 과정과 폴리싱 과정을 구분 없이 동시에 구현할 수 있다.

또한, 시편의 연마 상태에 따라서 회전식 및 진동식 연마 기능을 개별적으로 선택할 수도 있다. 재질에 따른 시편의 연마 시 선택적으로 진동식 또는 회전식 또는 동시에 두 기능을 모두 사용할 수 있다는 장점이 존재한다.

본 발명의 복합 연마기의 경우에는, 진동의 적용은 회전식 연마가 끝난 후에 적용할 수 있고, 회전식 연마와 동시에 적용할 수도 있다.

즉, 공정에 따라서 기능을 복합적으로 또는 선택적으로 사용하여 최상의 경면을 가공할 수 있다.

도 9에는 기존의 회전식 연마기와 기존의 진동식 연마기로 작업한 시편의 연마 결과 비교예가 도시되어 있고, 도 10에는 기존의 회전식 연마기로 작업한 시편의 시간별 연마 결과 비교예가 도시되어 있다.

도 9에서는 기존의 회전식 연마기와 기존의 진동식 연마기의 성능을 대비하기 위해 동일한 조건에서 경면 가공을 한 시편의 최종 경면 상태를 비교하였다.

기존의 회전식 연마기는 그라인딩 공정에서 #220, #600, #1200 그리고 최종 #2400 사포를 순차적으로 사용하였고, 폴리싱 공정은 1μm의 연마재를 사용하였다. 회전디스크의 회전속도는 120rpm으로 설정하였고, 오토헤드의 회전속도는 60rpm으로 세팅하였다.

한편, 기존의 진동식 연마기의 경우에는 그라인딩 공정에서 #220 사포만 사용하였고, 폴리싱 공정은 동일하게 1μm의 연마재를 사용하였다. 오토헤드의 회전속도는 60rpm으로 세팅하였다.

상기와 같이 동일한 조건에서 운용 시 기존의 진동식 연마기를 사용한 경우가 기존의 회전식 연마기를 사용한 경우보다 경면을 획득하는데 소요되는 시간이 짧았고, 그 경면의 상태도 우수하였다.

더욱이, 도 10에 도시된 바와 같이, 기존의 회전식 연마기를 사용하여 기존의 진동식 연마기 수준의 경면을 획득하기 위해서는 약 15분 이상이 소요되었다.

도 11에는 본 발명에 따른 복합 연마기로 작업한 시편의 연마 결과 실시예 및 기존의 회전식 및 진동식 연마기로 작업한 시편의 연마 결과 비교예가 도시되어 있다.

본 발명의 복합 연마기를 통해 구현되는 경면을 획득하기 위하여 도 9 및 도 10에 도시된 시편의 작업 조건과 동일한 작업 조건에서 복합 연마기를 사용하여 경면을 획득하는 시간을 측정하였다.

상기 복합 연마기의 사용 시 상기 진동전달부재(16)의 작동 조건은 기존의 진동식 연마기의 작업 조건과 동일하며, 상기 회전디스크(10)의 작동 조건은 기존의 회전식 연마기의 작업 조건과 동일하게 적용하였다.

도 11에 도시된 바와 같이, 기존의 회전식 연마기를 이용하여 시편을 경면으로 가공하기 위해 10분이 소요되었으며, 기존의 진동식 연마기를 이용하여 시편을 경면으로 가공하기 위해 8분이 소요되었으나, 본 발명의 복합 연마기를 이용한 경우 시편을 경면으로 가공하기 위해 5분이 소요되었다.

더욱이 기존의 회전식 연마기나 기존의 진동식 연마기를 사용하여 가공된 경면의 경우 본 발명의 복합 연마기를 사용하여 가공된 경면과 비교하여 일부 스크레치가 발생된 것을 확인할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 복합 연마기는 기존의 연마기와 대비하여 경면 가공을 위한 시간이 현저히 단축되고, 품질이 우수한 경면 가공이 가능하다. 또한, 그라인딩과 폴리싱 단계를 동시에 구현하므로 시편을 연속적인 단계로 최종 가공까지 가능하여, 그라인딩 공정과 폴리싱 공정의 겅계를 없앴다.

또한, 회전식 연마기에 진동을 부가하여 연한 재질도 표면에 스크레치 없이 경면을 보다 용이하게 만들고, 연마품질을 현저히 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

부가적으로, 재료의 연마를 위하여 사용하는 사포나 폴리싱천을 기존의 회전식 또는 진동식 연마기와 대비하여 상대적으로 절약하면서 효율적으로 사용할 수 있다. 이를 통해 오염물질의 발생을 저감할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

2 : 구동베이스
4 : 모터
6 : 제1풀리(pulley)
8 : 밸트
10 : 회전디스크
12 : 제2풀리(pulley)
14 : 진동발생부재
16 : 진동전달부재
18 : 서포트블럭
20 : 폴리싱헤드
22 : 헤드홀더부
24 : 로테이팅 패드
26 : 액추에이터유닛
28 : 리니어 액추에이터(linear actuator)
30 : 오실레이션 암(oscillation arm)
32 : 힌지부
34 : 시편홀더부

Claims (11)

1. 구동베이스;
   상기 구동베이스로부터 일정 간격 이격되어 배치되는 모터;
   상기 모터에 연결되어 상기 모터의 구동에 의해 회전하는 제1풀리;
   상기 구동베이스 상에 배치되는 회전디스크;
   밸트에 의해 상기 제1풀리와 연결되어 회전하면서 상기 회전디스크를 회전시키는 제2풀리;
   상기 구동베이스로부터 일정 간격 이격되어 배치되는 진동발생부재; 및
   상기 진동발생부재와 상기 구동베이스 사이에 위치하면서, 상기 진동발생부재로부터 발생되는 진동을 상기 구동베이스에 전달하는 진동전달부재;를 포함하며,
   상기 진동발생부재의 작동과 상기 회전디스크의 회전은 동시 또는 선택적으로 진행되고,
   상기 구동베이스의 일측에는 상기 회전디스크에 의해 연마되는 시편을 고정시키기 위한 시편고정유닛이 배치되고,
   상기 시편고정유닛은,
   폴리싱헤드;
   상단이 상기 폴리싱헤드에 결합되는 헤드홀더부;
   상기 헤드홀더부의 하단에 결합되는 로테이팅 패드;
   상기 로테이팅 패드를 회전시키는 액추에이터 유닛; 및
   상단이 상기 폴리싱헤드에 결합되며, 하단에 상기 시편이 결합되는 시편홀더부;를 포함하고,
   상기 액추에이터 유닛은,
   직선 운동하는 리니어 액추에이터;
   일단이 상기 리니어 액추에이터에 결합되며, 타단이 상기 로테이팅 패드에 결합되는 오실레이션 암(oscillation arm);
   상기 오실레이션 암의 중앙부에 형성되는 힌지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 연마기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동베이스의 일측에 고정되어 상기 진동발생부재로부터 발생되는 진동을 상기 진동전달부재를 통해 상기 구동베이스로 전달하는 서포트블럭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 연마기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 리니어 액추에이터의 직선 운동 시 상기 오실레이션 암의 일단과 타단은 상기 힌지부에 의해 서로 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 복합 연마기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 로테이팅 패드는 상기 오실레이션 암의 회전에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 복합 연마기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 로테이팅 패드의 회전에 의해 상기 시편홀더부의 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 복합 연마기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 진동전달부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 복합 연마기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 진동발생부재는 초음파진동기, 전기진동기, 편심모터, 피에조 액추에이터(piezo actuator), 마그네틱 진동기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합 연마기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 회전디스크에는 다이아몬드, 탄화규소(Silicon Carbide) 또는 알루미나(alumina) 중 어느 하나 이상의 연마재가 도포되는 것을 특징으로 하는 복합 연마기.

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