KR102651132B1 - 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드를 연마하기 위한 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드를 연마하기 위한 연마 공정을 자동화하여 연마 공정의 작업 효율을 향상할 수 있는 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명은 스핀들의 고정척에 장착된 연마공구가 피가공물의 형상에 대응하는 순환궤적을 따라 반복적으로 이동하여 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드를 자동 연마함으로써 표면 조도 품질을 향상시키고 연마 공정에 소요되는 작업 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 스핀들의 고정척에 장착된 연마공구가 피가공물의 형상에 대응하는 순환궤적을 따라 반복적으로 이동하여 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드를 자동 연마함으로써 표면 조도 품질을 향상시키고 연마 공정에 소요되는 작업 시간 및 비용을 절감할 수 있는 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
링 레이저 자이로스코프(ring laser gyroscope)는 회전각을 검출하는 센서로서 광학 방식이 갖는 높은 정밀함과 견고성을 특징으로 하여, 관성 항법 체계(INS; Inertial Navigation System)를 비롯한 운동 제어를 필요로 하는 여러 분야에서 기존의 기계식 자이로스코프를 대체해 오고 있다.
링 레이저 자이로스코프는 3개 또는 그 이상의 반사경으로 이루어진 고리형 공진기를 구성하고, He-Ne 가스를 봉입하여 방전시킴으로써 서로 반대방향(시계방향 및 반시계방향)으로 진행하는 레이저빔을 동시에 발진시키면, 사낙(Sagnac) 효과에 의해 공진기의 회전각에 비례하여 두 레이저의 주파수 차이가 발생하는 원리를 이용하며, 이와 관련하여 기본 원리가 한국등록특허 제10-1707187호, 한국등록특허 제10-2027525호, 한국등록특허 제10-0058220호에 개시되어 있다.
한국등록특허 제10-1660179호에서 링 레이저 자이로스코프용 캐소드의 방전 성능과 내구성을 향상시키기 위한 캐소드의 제조 방법이 개시되어 있다. 링 레이저 자이로스코프에서 레이저를 발생시키기 위해 금속 전극인 애노드와 캐소드가 사용되며, 특히 캐소드는 전기장에 의해 생성된 이온들을 끌어 들여 표면에서 충돌시킴으로써 2차 전자를 생성하여 보다 많은 전자를 방출함으로써 플라스마 방전 상태를 유지시키는 중요한 역할을 한다. 캐소드의 수명이 다 되어서 표면에 충돌하는 이온들이 2차 전자를 유발하지 않아 방전관의 내부에서 플라스마 방전 상태를 유지하지 못하게 되어 링 레이저 자이로스코프의 수명도 다하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 캐소드(10)는 금속 모재에 대해 절삭 가공하여 내부면을 형성하고, 반구형 금속 모재의 내부면에 알루미늄 산화막을 코팅하는 후공정으로 만들어진다. 내부면의 조도가 일정하지 못하면 산화막 코팅시 제품 불량 및 캐소드의 성능 저하를 초래하게 된다.
종래에는 도 2에 예시한 바와 같이 고정장치(1)의 고정척에 피가공물인 캐소드(10)를 장착하고, 고정척과 함께 회전하는 캐소드(10)를 대상으로 작업자가 표면 미각기(2)를 이용하여 내부면을 매끄럽게 다듬는 연마 공정이 수작업으로 이루어지고 있다. 수작업에 의존하므로 연마 공정에 소요되는 작업 시간이 길어지게 될 뿐만 아니라 캐소드(10)의 내부면에 대해 엄격한 조도 품질(평균 조도(Ra) 0.1~0.2)를 충족시키기 위하여 숙련된 작업자라 하여도 연마 공정을 수행하는 도중 조도 측정기를 가지고 캐소드 연마 상태를 수시로 측정해야 하기 때문에 작업 효율이 떨어지는 문제가 있다.
이러한 배경하에서, 반구형 캐소드의 내측면을 연마하는 연마장치로서 한국등록특허 제10-1932380호가 개시되어 있으며, 이 특허문헌의 연마장치는 제품고정부에 반구형제품으로 캐소드를 고정하고, 회전력발생부의 모터 축에 연결된 크랭크핀과 샤프트부의 일측이 제1 연결부 연결모듈에 의해 결합되며, 샤프트부의 타측에 유연구동부가 제2 연결부 연결모듈에 의해 결합되어 있다. 유연구동부의 탄성부재에 의해 충격이 완화되어 유연한 구동이 가능하게 된다. 이 유연구동부에는 이동판이 결합되어, 이동판 내지 연마가이드부 및 연마가이드 구동부가 전,후방으로 구동될 수 있다. 구체적으로 설명하면 회전력발생부로부터 동력을 인가받아 전,후방으로 구동되는 샤프트부에 의해 이동판이 제2 LM 가이드를 따라 전,후방으로 구동될 수 있다. 또한 연마가이드부가 이동판을 따라 전,후방으로 구동될 때, 연마가이드부 일측에 연결된 연마가이드 구동부 역시 제1 LM 가이드를 따라 전,후방으로 구동될 수 있고, 이에 따라 캐소드의 내측면을 연마하는 연마수단이 전,후방으로 이동될 수 있다. 여기서 연마수단의 좌,우 구동을 가이드 하는 연마가이드부는 연마가이드부 판, 연마가이드부 판의 상측에 결합되는 주이동판, 연마가이드부 판에 관통된 가이드홀과 면접촉하면서 이동하는 롤러, 주이동판의 상측에 결합된 부이동판을 포함하여 구성된다. 연마가이드부의 일측은 연마가이드부 구동부의 일측에 연결되어 있으며, 이 연마가이드부 구동부가 회전축을 기준으로 회전함에 따라 부이동판 역시 가이드홀을 따라 이동하는 롤러에 의해 좌,우 방향으로 구동되고, 부이동판의 상측에 볼팅 결합되는 연마수단의 단부는 좌,우 방향으로 이동하게 된다.
상기 한국등록특허 제10-1932380호는 유연구동부의 작용으로 인해 유연한 구동이 가능함에 따라 충격 완화에는 기여할 수 있으나, 복잡한 동력전달구조를 적용하고 있어 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라 회전력발생부의 동력을 전달하여 연마수단을 이동시키는 과정에서 고장 발생이 빈번하게 발생할 수 있다. 또한 연마수단의 단부가 연마가이드부의 가이드홀에 면접촉하는 롤러 움직임에 의해 좌,우로 이동하게 되므로 피가공물인 캐소드의 내부면 표면(굴곡된 부분)을 연마하는 연마수단의 이동궤적을 정밀하게 제어하기 어려워 피가공물인 캐소드에 대한 엄격한 조도 품질을 확보하는데 제약이 따르게 된다.
없음
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 피가공물의 형상에 대응하는 순환궤적을 따라 연마공구를 반복적으로 이동시키는 연마 공정을 자동화함으로써 연마 공정의 작업 효율을 향상할 수 있는 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 연마공구의 초기 위치를 설정하는 영점 조정을 적용하여 연마공구를 정밀하게 이동시킬 수 있는 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전식 자동 연마 장치는, 제1 스핀들의 제1 고정척에 고정된 피가공물을 회전시키는 피가공물 가동부; 상기 피가공물 가동부와 대향 설치되고, 제2 스핀들의 제2 고정척에 고정된 연마공구를 회전시키는 연마공구 가동부; 상부에 상기 연마공구 가동부가 설치되고, 상기 피가공물의 형상에 대응하여 연마공구를 수평 이동시키는 연마공구 이동부; 피가공물의 연마 공정 조건에 따라 상기 피가공물 가동부, 연마공구 가동부, 및 연마공구 이동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 피가공물은 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 피가공물 가동부는 상기 제1 스핀들이 측면 일측에 돌출된 제1 수납케이스, 상기 제1 수납 케이스에 설치된 제1 스핀들 모터, 상기 제1 스핀들 일측에 설치되어 피가공물을 고정하는 제1 고정척을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 연마공구 가동부는 상기 제2 스핀들이 측면 일측에 돌출된 제2 수납케이스, 상기 제2 수납 케이스에 설치된 제2 스핀들 모터, 상기 제2 스핀들 일측에 설치되어 연마공구를 고정하는 제2 고정척을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 연마공구 이동부는 서로 직교하는 방향으로 상기 연마공구 가동부를 수평 이동시킬 수 있는 제1 및 제2 수평이동부을 포함하되, 상기 제1 수평이동부가 작업대의 폭 방향으로 배치되고, 상기 제2 수평이동부가 작업대의 길이 방향으로 배치되고, 상기 제1 수평이동부는 제1 볼스크류 케이스, 제1 볼스크류 리니어 스텝모터, 제1 받침판, 제1 볼스크류, 제1 상부덮개, 제1 연결구를 포함하고, 상기 제2 수평이동부는 제2 볼스크류 케이스, 제2 볼스크류 리니어 스텝모터, 제2 받침판, 제2 볼스크류, 제2 상부덮개, 제2 연결구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는 상기 제1 수평이동부의 제1 볼 스크류 리니어 스텝모터와 상기 제2 수평이동부의 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터를 제어하여 연마공구를 곡선으로 수평 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 연마공구의 영점을 조정하기 위하여 연마공구를 검출하는 연마공구 검출부를 포함하고, 상기 연마공구 검출부는 관통홀이 형성된 센서홀더, 상기 센서홀더 내부에 대향 설치된 복수개의 위치검출센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 연마공구 검출부는 상기 제1 스핀들에 근접한 측방에 설치되고, 상기 위치검출센서는 광센서인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는 상기 연마공구를 관통홀 안으로 진입시킨 상태에서 상기 위치검출센서의 검출신호에 기초하여 연마공구의 위치를 바꾸어 영점 조정을 실시하는 것을 특징으로 한다.
또한 상부에 상기 피가공물 가동부, 연마공구 가동부, 및 연마공구 이동부가 설치되는 작업대, 상기 작업대의 상부에 세워져 설치된 거치대, 상기 작업대의 하부에 설치된 전장박스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 거치대에 설치되어 연마공구에 연마제를 공급하는 연마제 공급부, 연마공구에 연마 윤활유를 공급하는 윤활유 공급부, 연마공구에 에어를 분사하는 에어 공급부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 거치대의 전면 일측에 회동 가능하게 설치된 투시판을 포함하고, 상기 투시판을 통하여 연마 공정을 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법은, (a) 제1 스핀들의 제1 고정척에 피가공물을 고정하고, 제2 스핀들의 제2 고정척에 연마공구를 고정하여 연마 공정을 준비하는 단계; (b) 사용자 명령을 입력하는 조작패널을 이용하여 피가공물의 연마 공정 조건을 설정하는 단계; (c) 제어부가 피가공물의 형상에 대응하여 운전 제어프로그램에 따라 미리 설정된 순환궤적을 따라 연마공구를 수평 이동시켜 연마 공정을 수행하며, 상기 연마 공정은 상기 제어부가 직선 구간과 곡선 구간에 대응하여 연마공구를 직선으로 수평 이동시키는 직선 구간과 곡선으로 수평 이동시키는 곡선 구간을 순환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드이고, 상기 단계 (a)에서 상기 제2 고정척의 입구를 벌여 연마공구가 결합된 고정지그를 끼우고 나서 상기 제2 고정척의 입구를 조여 연마공구를 고정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단계 (c)에서 상기 제어부가 제1 스핀들 모터를 구동하여 상기 제1 스핀들에 고정된 피가공물을 회전시키고 제2 스핀들 모터를 구동하여 상기 제2 스핀들에 고정된 연마공구를 회전시키며, 상기 회전하는 피가공물의 내부면에 상기 회전하는 연마 공구를 접촉시킨 상태에서 수평 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한 (d) 상기 제1 스핀들에 근접된 측방에 설치된 센서홀더 내부의 위치검출센서를 이용하여 연마공구의 위치를 검출하는 연마공구 검출부의 검출 신호를 입력받는 제어부가 상기 연마공구의 영점 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 (e) 연마공구의 연마헤드 상부에 연마제 공급부의 연마제 주입구를 정렬시키고 제어부가 연마제 펌프 모터를 구동시켜 연마제 연결호스에 연결된 연마제 주입구에서 연마제를 주입하여 연마헤드에 연마제를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 (f) 연마공구의 연마헤드 상부에 윤활유 공급부의 윤활유 주입구를 정렬시키고 제어부가 윤활유 펌프 모터를 구동시켜 윤활유 연결호스에 연결된 윤활유 주입구에서 윤활유를 주입하여 연마헤드에 연마 윤활유를 묻히는 단계, (g) 연마공구의 연마헤드 상부에 에어 공급부의 에어 주입구를 정렬시키고 제어부가 에어 콤프레샤 모터를 구동시켜 에어 연결호스에 연결된 에어 주입구에서 에어를 분사하여 연마헤드의 이물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 캐소드의 연마 공정을 자동화하여 작업 효율을 향상시킴으로써 연마 공정에 소요되는 작업 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 연마공구의 초기 위치를 설정하는 영점 조정을 실시한 후 캐소드의 굴곡진 내면부에 대응하는 순환궤적을 따라 연마공구를 정밀하게 이동시킬 수 있고 캐소드 표면에 생긴 긁힌 자국이나 미세한 홈을 매끄럽게 다듬질하여 링 레이저 자이로스코프의 캐소드에 요구되는 엄격한 조도 품질을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 캐소드의 표면에 접촉하는 연마공구의 단부에 설치된 연마헤드에 연마제와 연마 윤활유 및 에어를 자동 공급할 수 있어 사용 편리성을 향상할 수 있다.
도 1은 링 레이저 자이로스코프의 블록에 설치하는 캐소드의 사진 이미지,
도 2는 종래기술에 따른 작업자가 표면 미각기를 이용하여 캐소드를 연마하는 공정을 나타낸 사진 이미지,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 외관을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 거치대 일부를 생략한 부분 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 일부를 설명하기 위한 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 제어 블록도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구에 대한 영점 조정을 설명하기 위한 평면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구가 순환궤적을 따라 이동하는 동작을 설명하기 위한 평면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치에 대한 제품의 사진 이미지,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구 이동부를 설명하기 위한 사진 이미지,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구를 장착하는 과정을 설명하기 위한 사진 이미지,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구를 영점 조정하기 위한 연마공구 검출부를 나타낸 사진 이미지,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 연마공구 검출부의 내부에 연마공구를 이동시키는 동작을 나타낸 사진 이미지,
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치가 캐소드 내면부를 연마하는 공정을 나타내는 사진 이미지,
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 투시판이 전면에 위치하여 연마 공정을 투시하는 경우를 나타내는 사진 이미지,
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구에 연마제, 연마 윤활유 및 에어를 공급하는 구성을 설명하기 위한 사진 이미지,
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 전장박스의 내부를 나타낸 사진 이미지이다.
도 2는 종래기술에 따른 작업자가 표면 미각기를 이용하여 캐소드를 연마하는 공정을 나타낸 사진 이미지,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 외관을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 거치대 일부를 생략한 부분 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 일부를 설명하기 위한 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 제어 블록도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구에 대한 영점 조정을 설명하기 위한 평면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구가 순환궤적을 따라 이동하는 동작을 설명하기 위한 평면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치에 대한 제품의 사진 이미지,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구 이동부를 설명하기 위한 사진 이미지,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구를 장착하는 과정을 설명하기 위한 사진 이미지,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구를 영점 조정하기 위한 연마공구 검출부를 나타낸 사진 이미지,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 연마공구 검출부의 내부에 연마공구를 이동시키는 동작을 나타낸 사진 이미지,
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치가 캐소드 내면부를 연마하는 공정을 나타내는 사진 이미지,
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 투시판이 전면에 위치하여 연마 공정을 투시하는 경우를 나타내는 사진 이미지,
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구에 연마제, 연마 윤활유 및 에어를 공급하는 구성을 설명하기 위한 사진 이미지,
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 전장박스의 내부를 나타낸 사진 이미지이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 3, 도 4 및 도 10을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치(100)는 평탄한 작업대(110) 상부에 설치된 피가공물 가동부(120), 연마공구 가동부(130), 연마공구 이동부(140)를 포함하여 구성할 수 있다.
또한 작업대(110) 상부에 조작 패널(112), 이물수집함(111) 등이 마련될 수 있다. 조작 패널(112)은 사용자에 의해 연마 공정의 시작 및 종료, 각부의 공정 조건 설정, 연마공구의 영점 조정 등 전반적인 사용자 명령을 입력하는 인터페이스 역할을 한다.
작업대(110) 하부에는 전장박스(114)가 마련된다. 전장박스(114)의 전면에 개폐 가능한 도어가 설치되고, 도 19와 같이 전장박스(114) 내부에 후술하는 제어부, 신호 케이블 및 릴레이 등의 전기부품, 그리고 공기순환용 송풍팬(115)이 설치된다.
작업대(110) 상부 중앙에 L 자형 프레임으로 형성된 거치대(116)가 설치된다. 연마공구 검출부(118), 연마제 공급부(170)의 연마제 연결호스(172), 윤활유 공급부(180)의 윤활유 공급호스(182), 및 에어 공급부(190)의 에어 연결호스(192)가 거치대(116)에 거치될 수 있다.
거치대(116)의 전면 일측에 투명재질의 플라스틱으로 형성된 투시판(117)이 회동 가능하게 설치된다. 연마 공정을 준비할 때 투시판(117)이 들어 올려지게 되고, 연마 공정 준비가 완료되면 원래 위치로 내려와 사용자가 피가공물의 연마 공정을 투시할 수 있다.
피가공물 가동부(120)는 작업대(110) 상부에 고정 설치된 박스형 제1 수납케이스(122), 제1 수납케이스(122) 측면 일측에 돌출된 제1 스핀들(124), 제1 수납 케이스(122) 상부에 설치된 제1 스핀들 모터(128)를 포함한다.
제1 스핀들(124) 일측에 피가공물로서 반구형 캐소드(10)를 고정하는 제1 고정척(126)이 설치된다. 제1 고정척(126)에 끼워진 반구형 캐소드(10)는 제1 수납케이스(122) 내부에 수납된 제1 고정척 구동부(127)에 의해 잠금 상태 또는 풀림 상태를 유지하게 된다. 즉 캐소드(10)의 풀림과 잠금 중 어느 하나를 선택하는 조작패널(112)의 사용자 명령을 입력받은 제어부(200)의 제어에 따라 제1 고정척 구동부(127)를 구동시켜 제1 고정척(126)의 입구를 조이거나 벌려 캐소드(10)에 대한 잠금 동작과 풀림 동작을 실시할 수 있으며, 이때 제1 고정척 구동부(127)는 유압 또는 공압을 구동원으로 사용할 수 있다.
제1 스핀들(124)은 제1 수납케이스(122) 내부에 수납된 동력전달부재를 통해 제어부(200)에 의해 제어되는 제1 스핀들모터(128)의 동력을 전달받아 회전하며, 이때 제1 스핀들(124)과 일체로 결합된 제1 고정척(126)에 설치된 반구형 캐소드(10)가 함께 회전하게 된다.
도 4를 참고하여, 피가공물 가동부(120)와 연마공구 가동부(130)는 거치대(116)의 일측과 타측에 대향하여 설치되어 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 마주보게 된다.
연마공구 가동부(130)는 연마공구 이동부(140) 상부에 고정 설치된 박스형 제2 수납케이스(132), 제2 수납케이스(132) 측면 일측에 돌출된 제2 스핀들(134), 제2 수납 케이스(132) 상부에 설치된 제2 스핀들 모터(138)를 포함한다.
제2 스핀들(134)은 제2 수납케이스(132) 내부에 수납된 동력전달부재를 통해 제어부(200)에 의해 제어되는 제2 스핀들모터(138)의 동력을 전달받아 회전하며, 이때 제2 스핀들(134)과 일체로 결합된 제2 고정척(136)에 설치된 연마공구(20)가 함께 회전하게 된다.
연마공구 가동부(130)는 연마공구 이동부(140)에 의해 수평 이동할 수 있다.
도 5 및 도 11을 참고하여, 연마공구 이동부(140)는 서로 직교하는 방향으로 연마공구 가동부(130)를 이동시킬 수 있는 제1 및 제2 수평이동부(150)(160)을 포함한다.
제1 및 제2 수평이동부(150)(160)는 작업대(110) 상부에 제1 수평이동부(150)가 고정 설치되고, 제1 수평이동부(150) 상부에 제2 수평이동부(160)가 서로 직교하는 방향으로 설치된다. 예를 들어 제1 수평이동부(150)가 작업대(110)의 폭 방향(Y축 방향)으로 배치되는 경우 제2 수평이동부(160)가 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있다.
제1 수평이동부(150)는 제1 볼스크류 케이스(151), 제1 볼스크류 리니어 스텝모터(152), 제1 받침판(153), 제1 볼스크류(154), 제1 상부덮개(155), 제1 연결구(156)를 포함한다. 제2 수평이동부(160)는 제2 볼스크류 케이스(161), 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(162), 제2 받침판(163), 제2 볼스크류(164), 제2 상부덮개(165), 제2 연결구(166)를 포함한다.
작업대(110) 상부에 제1 볼스크류 케이스(151) 바닥이 고정되고, 제1 볼스크류 케이스(151) 내부에 길이 방향을 따라 제1 볼스크류(154)가 제자리 회전 가능하게 설치된다. 제1 볼스크류(154) 일측은 제1 볼스크류 리니어 스텝모터(152)의 모터축에 결합되어 있다. 제1 볼스크류 리니어 스텝모터(152)는 제1 볼스크류 케이스(151) 외부로 노출된다.
제1 연결구(156)는 제1 볼스크류(154)에 관통 결합되고, 제1 볼스크류(154)에 나사 결합된 제1 연결구(156) 상부에 플레이트 양측단이 상향 돌출된 제1 받침판(153)이 일체로 결합되는데, 제1 볼스크류(154)의 회전에 따라 제1 연결구(156) 및 제1 받침판(153)은 작업대(110)의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 수평 이동한다.
제1 볼스크류 케이스(151) 상부를 폐쇄하도록 제1 상부덮개(155)가 제1 받침판(153) 상부에 결합되며, 제1 볼스크류 케이스(151)의 양측단과 제1 상부덮개(155)의 양측단은 외부와 연통할 수 있도록 일정 간격 이격되어 있어 개구된 슬릿을 형성하며, 이 슬릿을 통해 제1 받침판(153)의 양측단이 노출되어 있어 제1 상부덮개(155)에 간섭받지 않고 제1 받침판(153)이 수평 이동할 수 있다.
제1 받침판(153) 상부에 제2 수평이동부(160)가 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)으로 설치되며, 제2 수평이동부(160) 역시 제1 수평이동부(150)와 기능상 동일한 방식으로 볼 스크류를 이용하여 수평 이동시킬 수 있다.
제1 받침판(153) 상부에 제2 볼스크류 케이스(161) 바닥이 고정되고, 제2 볼스크류 케이스(161) 내부에 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 제2 볼스크류(164)가 제자리 회전 가능하게 설치된다. 제2 볼스크류(164) 일측은 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(162)의 모터축에 결합되어 있다. 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(162)는 제2 볼스크류 케이스(161) 외부로 노출된다.
제2 연결구(166)는 제2 볼스크류(164)에 관통 결합되고, 제2 볼스크류(164)에 나사 결합된 제2 연결구(166) 상부에 플레이트 양측단이 상향 돌출된 제2 받침판(163)이 일체로 결합되는데, 제2 볼스크류(164)의 회전에 따라 제2 연결구(166) 및 제2 받침판(163)은 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 수평 이동한다.
제2 볼스크류 케이스(161) 상부를 폐쇄하도록 제2 상부덮개(165)가 제2 받침판(163) 상부에 결합되며, 제2 볼스크류 케이스(161)의 양측단과 제2 상부덮개(165)의 양측단은 외부와 연통할 수 있도록 일정 간격 이격되어 있어 개구된 슬릿을 형성하며, 이 슬릿을 통해 제2 받침판(163)의 양측단이 노출되어 있어 제2 상부덮개(165)에 간섭받지 않고 제2 받침판(163)이 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)으로 수평 이동할 수 있다.
제2 받침판(163) 상부에 연마 가동부(130)의 제2 수납케이스(132) 바닥이 고정된다. 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(162)의 구동에 의해 제2 볼스크류제(164)에 결합된 제2 연결구(166), 제2 받침판(163), 및 제2 수납케이스(132)가 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 수평 이동한다.
이렇게 제2 수평이동부(160)에 의해 제2 수납케이스(132)를 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)으로 수평 이동하는 동작과 개별적 또는 동시적으로 제1 수평이동부(150)에 의해 제2 수납케이스(132)를 작업대(110)의 폭 방향(Y축 방향)으로 수평 이동할 수 있다. 즉 제1 볼스크류 리니어 스텝모터(152)의 구동에 의해 제1 볼스크류제(154)에 결합된 제1 연결구(156) 및 제1 받침판(153)이 이동할 때, 제1 받침판(153) 상부에 결합된 제2 볼스크류 케이스(161)가 함께 이동함에 따라 제2 볼스크류 케이스(161)의 제2 받침판(163) 상부에 결합된 제2 수납케이스(132)가 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 수평 이동할 수가 있다.
도 6을 참고하여, 제1 및 제2 볼스크류 리니어 스텝 모터(152)(162)는 제어부(200)의 제어에 따라 구동한다. 제1 볼스크류 리니어 스텝 모터(152)가 단독 구동하는 경우 제2 수납케이스(132)에 장착된 제2 스핀들(134)의 제2 고정척(136)에 고정된 연마공구(20)가 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 수평 이동하고, 제2 볼스크류 리니어 스텝 모터(162)가 단독 구동하는 경우 제2 수납케이스(132)에 장착된 제2 스핀들(134)의 제2 고정척(136)에 고정된 연마공구(20)가 작업대(110)의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 수평 이동하며, 제1 및 제2 볼스크류 리니어 스텝 모터(152)(162)가 동시 구동하는 경우 제2 수납케이스(132)는 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)과 폭 방향(Y축 방향)으로 동시에 수평 이동하며, 즉 제2 수납케이스(132)에 장착된 제2 스핀들(134)의 제2 고정척(136)에 고정된 연마공구(20)가 XY평면에서 곡선으로 수평 이동하게 된다. 이때 수평 이동하는 곡률은 제어부(200)의 제어를 받는 제1 및 제2 볼스크류 리니어 스텝 모터(152)(162) 각각의 회전속도 및 회전방향에 따라 결정되고, 제어부(200)가 운전 제어프로그램에 따라 미리 설정된 이동궤적을 추종하도록 해당 볼스크류 리니어 스텝 모터를 구동 제어하고, 이에 따라 연마공구(20)의 이동궤적을 제어할 수 있다.
피가공물에 대응하여 다양한 연마공구(20)가 제2 스핀들(134)에 장착될 수 있다. 도 12에 예시된 바와 같이, 먼저 제2 스핀들(134)의 제2 고정척(136)이 벌어진 상태를 유지한다. 고정지그(30)의 끼움홀에 막대 형상의 연마공구(20)의 일측을 끼워 결합한 후 이 고정지그(30)를 제2 고정척(136)에 고정한다. 이때 제2 고정척(136)에 끼워진 고정지그(30)는 제2 수납케이스(132) 내부에 수납된 제2 고정척 구동부(137)에 의해 잠금 상태 또는 풀림 상태를 유지하게 된다. 즉 고정지그(30)의 풀림과 잠금 중 어느 하나를 선택하는 조작패널(112)의 사용자 명령을 입력받은 제어부(200)의 제어에 따라 제2 고정척 구동부(137)를 구동시켜 제2 고정척(136)의 입구를 조이거나 벌려 고정지그(30)에 끼워진 연마공구(20)에 대한 잠금 동작과 풀림 동작을 실시할 수 있으며, 이때 제2 고정척 구동부(137)는 유압 또는 공압을 구동원으로 사용할 수 있다.
실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치(100)는 연마 공정을 준비할 때 연마공구(20)의 위치 오차를 배제시키기 위하여 연마공구(20)의 영점 조정을 실시하며, 이를 위해 연마공구 검출부(118)를 구비한다.
도 7은 본 발명에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구에 대한 영점 조정을 설명하기 위한 평면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구를 영점 조정하기 위한 연마공구 검출부를 나타낸 사진 이미지이며, 도 14는 본 발명에 따른 연마공구 검출부의 내부에 연마공구를 이동시키는 동작을 나타낸 사진 이미지이다.
도 7 (a) 및 도 13을 참고하여, 연마공구 검출부(118)는 박스 형상으로 형성되고 중앙에 관통홀(118a)이 뚫린 센서홀더(118b), 센서홀더(118b) 내부에 대향 설치된 복수개의 위치검출센서(119)를 구비한다. 연마공구 검출부(118)는 거치대(116) 일측에 지지되어 제1 스핀들(124)에 근접한 측방에 설치된다. 실시예에서 위치검출센서(119)로 광센서를 적용하나, 위치검출센서가 특정하게 제한되는 것은 아니며 연마공구(20)의 영점 위치를 검출할 수 있는 다양한 센서가 채택될 수 있다.
제어부(200)는 조작패널(112)로부터 영점 조정을 하기 위한 연마공구 검출 명령을 입력받고, 도 14에서와 같이 제어부(200)가 제1 및 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(152)(162)를 구동하여 연마공구(20)를 센서홀더(118b)로 이동시키고, 그런다음 도 7 (a)에서와 같이 센서홀더(118b)의 관통홀(118a) 안으로 연마봉(21)의 단부에 결합된 연마헤드(22)를 진입시킨 상태에서 복수의 위치검출센서(119)의 검출 신호에 기초하여 제1 및 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(152)(162)를 구동함으로써 연마봉(21)의 위치를 바꾸어 영점 조정을 실시한다. 도 7 (b)와 같이 연마공구(20)의 연마헤드(22)를 초기 영점위치(P_zero)에 정렬시켜 영점 조정을 완료한다.
연마공구 검출부(118)를 이용한 영점 조정 완료시 조작패널(112)를 통해 사용자가 설정한 피가공물의 연마공정 조건에 따라 연마 공정을 실시한다.
도 8은 본 발명에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마공구가 순환궤적을 따라 이동하는 동작을 설명하기 위한 평면도이고, 도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 회전식 자동 연마 장치가 캐소드 내면부를 연마하는 공정을 나타내는 사진 이미지이다.
먼저, 제어부(200)는 제1 및 제2 스핀들모터(128)(138)을 구동하여 제1 고정척(126)에 고정된 캐소드(10)와 제2 고정척(136)에 고정된 연마공구(20)를 설정된 회전속도로 회전시킨다.
그런 다음 제어부(200)는 연마공구 이동부(140)의 제1 및 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터(152)(162)를 제어하여 연마헤드(22)를 시작위치(P0)로 수평 이동시킨 후 캐소드(10)의 내부면에 대응하여 운전 제어프로그램에 따라 미리 설정된 순환궤적을 따라 반복적으로 이동시키는 실질적인 연마 공정을 실시한다. 예를 들어 시작위치(P0)에 연마헤드(22)를 정렬시키고, 직선 구간(P1)에서 연마헤드(22)를 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 진입하도록 수평 이동시킨다. 이때 제어부(200)는 제2 수평이동부(160)의 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터(162)를 제어하여 연마헤드(22)가 캐소드(10)의 평탄한 내부면에 접촉한 상태로 수평 이동시킨다. 곡선 구간(P2)에서 캐소드(10)의 굴곡된 내부면에 대응하여 연마헤드(22)를 곡선으로 수평 이동하며, 이때 제어부(200)는 제1 및 제2 수평이동부(150)(160)의 제1 및 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터(152)(162)를 각각 제어하여 연마헤드(22)가 캐소드(10)의 굴곡된 내부면에 접촉한 상태로 수평 이동시킨다. 직선 구간(P3)에서 연마헤드(22)를 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 후퇴하도록 수평 이동시킨다. 이때 제어부(200)는 제2 수평이동부(160)의 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터(162)를 제어하여 연마헤드(22)가 캐소드(10)의 평탄한 내부면에 접촉한 상태로 수평 이동시킨다.
복귀구간(P4)에서 제어부(200)는 제1 수평이동부(150)의 제1 볼 스크류 리니어 스텝모터(152)를 제어하여 연마헤드(22)를 시작위치(P0)로 복귀하도록 작업대(110)의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 수평 이동시킨다.
이와 같이 제어부(200)의 제어에 따라 연마공구(20)가 시작위치(P0)를 기준으로 4개 구간(P1, P2, P3, P4)을 순차적으로 이동하여 1사이클(cycle) 연마가 수행되고, 설정된 연마 공정 조건에 의해 정해지는 연마 횟수에 대응하여 반복적으로 연마 공정이 수행된다.
연마 공정에서 고속 회전하는 제1 및 제2 스핀들(124)(134)에 접촉 시 발생할 수 있는 안전사고를 예방하고 캐소드(10)의 연마 공정에서 분진이 발생되는 작업 환경을 고려하여 도 17에 예시한 바와 같이 투시판(117)이 전면에 위치한다. 사용자는 투시판(117)을 통해 연마 공정을 안전하게 확인할 수 있다.
또한 연마 공정시 발생되는 분진, 연마 찌꺼기 등 이물은 제1 및 제2 스핀들(124)(134) 아래에 배치된 이물 수납함(111)에 떨어져 수집된다.
실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치(100)는 연마제 공급부(170), 윤활유 공급부(180), 및 에어 공급부(190)를 구비할 수 있다.
도 18을 참고하여, 연마제 공급부(170)는 연마제 펌프모터(176)에 연결된 연마제 연결호스(172), 연결호스(172)와 연마제 주입구(174) 사이를 연결하는 연마제 보관통(173)을 구비한다. 연마제 보관통(173)에 연마제를 충진한 상태에서 제어부(200)에 의해 연마제 펌프모터(176)를 구동시키면 연마제 주입구(174)에서 주입되는 연마제가 연마헤드(22)에 부착된다. 도 17의 연마제 공급기(176)를 이용하여 연마제 보관통(173)의 연마제를 보충할 수 있다. 연마제는 캐소드(10)의 내부면을 연마하기에 적합한 다이아몬드 컴파운드 연마제를 사용하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
윤활유 공급부(180)는 윤활유 보관용기에 보관된 윤활유를 공급하는 윤활유 펌프 모터(186)에 연결된 윤활유 연결호스(182), 윤활유 연결호스(182)의 단부에 결합된 윤활유 주입구(184)를 구비한다. 제어부(200)에 의해 윤활유 펌프모터(186)를 구동시키면 윤활유 주입구(184)에서 주입되는 윤활유가 연마헤드(22)에 묻혀지게 된다. 윤활유는 연마 공정에서 연마헤드(22)에 분진, 찌거기 등이 눌어붙지 않도록 하거나 캐소드(10)의 내부면에 스크래치가 발생하지 않도록 하기 위함이다.
에어 공급부(190)는 에어 콤프레샤에 연결된 에어 연결호스(192)의 단부에 에어 주입구(194)를 구비한다. 제어부(200)가 에어 콤프레샤 모터(196)를 구동시키면 에어 주입구(194)에서 에어를 분사하여 연마헤드(22)에 묻은 이물을 제거할 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법을 첨부도면에 따라 설명한다.
링 레이저 자이로스코프의 캐소드(10)에 대한 연마 공정을 준비한다. 예를 들어 제1 고정척(126)에 피가공물로서 반구형 캐소드(10)를 고정한다(도 14 참조). 즉, 조작패널(112)의 사용자 명령을 입력받은 제어부(200)의 제어에 따라 제1 고정척 구동부(127)를 구동시켜 제1 고정척(126)의 입구를 벌려 반구형 캐소드(10)를 끼우고 제1 고정척(126)의 입구를 조여서 잠금한다. 또한 제어부(200)의 제어에 따라 제2 고정척 구동부(137)를 구동시켜 제2 고정척(136)의 입구를 벌린 상태에서 연마공구(20)를 결합시킨 고정지그(30)가 끼워지게 하고 제2 고정척(136)의 입구를 조여서 연마공구(20)를 고정한다(도 12 참조)(300).
제어부(200)는 조작패널(112)로부터 연마공구 검출 명령이 입력되는지 판단한다(310).
제어부(200)는 연마 공구 검출 명령이 입력되지 않은 경우 사전에 영점 조정이 완료된 것으로 인식한다. 이후 제어부(200)는 조작패널(112)를 통하여 입력되는 사용자 명령에 따라 캐소드의 연마 공정 조건을 설정한다. 예를 들어 연마공구(20)가 순환궤적을 따라 연마하는 횟수를 설정할 수 있다(320).
제어부(200)는 설정된 연마 공정 조건에 따라 피가공물 가동부(120) 및 연마공구 가동부(130)를 제어하여 제1 및 제2 스핀들 모터(128)(138)를 구동시켜 제1 고정척(126)에 고정된 반구형 캐소드(10)와 제2 고정척(136)에 고정된 연마공구(20)에 대해 설정된 각각의 회전속도로 회전시킨다(330).
이후 제어부(200)는 캐소드(10)의 내부면에 대응하여 운전 제어프로그램에 따라 미리 설정된 순환궤적을 따라 연마공구(20)를 반복적으로 이동시키기 위하여 연마공구 이동부(140)의 제1 수평이동부(150)와 제2 수평이동부(160)를 제어하며, 이에 따라 연마공구(20)의 연마헤드(22)가 캐소드(10)의 내부면에 대응하는 순환궤적을 따라 이동한다. 예를 들어 도 8에 예시한 바와 같이 시작위치(P0)에 연마헤드(22)를 정렬시키고, 제어부(200)는 제2 수평이동부(160)의 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터(162)를 제어하여 직선 구간(P1)에서 연마헤드(22)를 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 진입하도록 수평 이동시키면 연마헤드(22)가 캐소드(10)의 평탄한 내부면에 접촉한 상태로 수평 이동된다.
이어서 곡선 구간(P2)에서 제어부(200)가 제1 및 제2 수평이동부(150)(160)의 제1 및 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터(152)(162)를 각각 제어하여 캐소드(10)의 굴곡된 내부면에 대응하여 연마헤드(22)를 곡선으로 수평 이동시키면 연마헤드(22)가 캐소드(10)의 굴곡된 내부면에 접촉한 상태로 수평 이동된다.
이어서 직선 구간(P3)에서 제어부(200)가 제2 수평이동부(160)의 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터(162)를 제어하여 연마헤드(22)를 작업대(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 후퇴하도록 수평 이동시키면 연마헤드(22)가 캐소드(10)의 평탄한 내부면에 접촉한 상태로 수평 이동된다.
이어 복귀구간(P4)에서 제어부(200)가 제1 수평이동부(150)의 제1 볼 스크류 리니어 스텝모터(152)를 제어하여 연마헤드(22)를 시작위치(P0)로 복귀하도록 작업대(110)의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 수평 이동시킨다.
이와 같이 제어부(200)의 제어에 따라 연마공구(20)가 시작위치(P0)를 기준으로 4개 구간(P1, P2, P3, P4)을 순차적으로 이동하여 1사이클(cycle) 연마가 수행되고, 설정된 연마 공정 조건에 의해 정해지는 연마 횟수에 대응하여 반복적으로 연마 공정을 수행함으로써 연마 공정을 완료한다(340).
단계 310에서 제어부(200)는 조작패널(112)로부터 영점 조정을 하기 위한 연마공구 검출 명령을 입력받은 경우, 도 14에서와 같이 제어부(200)가 제1 및 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(152)(162)를 구동하여 연마공구(20)를 연마공구 검출부(118)의 센서홀더(118b)로 이동시킨다. 연마공구 검출부(118)는 거치대(116) 일측에 지지되어 제1 스핀들(124)에 근접한 측방에 설치된다. 그런다음 도 7 (a)에서와 같이 센서홀더(118b)의 관통홀(118a) 안으로 연마봉(21)의 단부에 결합된 연마헤드(22)를 진입시킨 상태에서 복수의 위치검출센서(119)의 검출 신호에 기초하여 제1 및 제2 볼스크류 리니어 스텝모터(152)(162)를 구동함으로써 연마봉(21)의 위치를 바꾸어 영점 조정을 실시한다. 도 7 (b)와 같이 연마공구(20)의 연마헤드(22)를 초기 영점위치(P_zero)에 정렬시켜 영점 조정을 완료한다(312).
이어 제어부(200)는 영점 조정 완료시 컴파운드 연마제 공급 명령이 입력되는지 판단한다(314). 연마제 공급 명령이 입력되면 제어부(200)에 의해 연마헤드(22) 상부에 연마제 주입구(174)를 정렬시킨 상태에서 제어부(200)가 연마제 펌프모터(176)를 구동시킴에 따라 연마제 주입구(174)에서 주입되는 연마제가 연마헤드(22)에 부착된다. 연마제 보관통(173)의 연마제는 연마제 공급기(176)를 이용하여 보충할 수 있다. 연마제는 캐소드(10)의 내부면을 연마하기에 적합한 다이아몬드 컴파운드 연마제를 사용하나, 이에 제한되는 것은 아니다(315).
이어 제어부(200)는 연마 윤활유 공급 명령이 입력되는지 판단한다(316). 연마 윤활유 공급 명령이 입력되면 제어부(200)가 윤활유 펌프모터(186)를 구동시키면 윤활유 주입구(184)에서 주입되는 윤활유가 연마헤드(22)에 묻혀지게 된다. 윤활유는 연마 공정에서 연마헤드(22)에 분진, 찌거기 등이 눌어붙지 않도록 하거나 캐소드(10)의 내부면에 스크래치가 발생하지 않도록 하기 위함이다(317).
이어 제어부(200)는 에어 공급 명령이 입력되는지 판단한다(318). 에어 공급 명령이 입력되면 제어부(200)가 에어 콤프레샤 모터(196)를 구동시키면 에어 연결호스(192)의 단부에 연결된 에어 주입구(194)에서 에어를 분사하여 연마헤드(22)에 묻은 이물을 제거할 수 있다(319).
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 회전식 자동 연마 장치 110 : 작업대
112 : 조작패널 114 : 전장박스
116 : 거치대 117 : 투시판
118 : 연마공구 검출부 120 : 피가공물 가동부
122 : 제1 수납 케이스 124 : 제1 스핀들
126 : 제1 고정척 128 : 제1 스핀들 모터
130 : 연마공구 가동부 132 : 제2 수납 케이스
134 : 제2 스핀들 136 : 제2 고정척
138 : 제2 스핀들 모터 140 : 연마공구 이동부
150 : 제1 수평 이동부 152 : 제1 볼 스크류 리니어 스텝모터
154 : 제1 볼 스크류 156 : 제1 연결구
160 : 제2 수평 이동부 162 : 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터
164 : 제2 볼 스크류 166 : 제2 연결구
170 : 연마제 공급부 172 : 연마제 연결호스
174 : 연마제 주입구 180 : 윤활유 공급부
182 : 윤활유 연결호스 184 : 윤활유 주입구
190 : 에어 공급부 192 : 에어 연결호스
194 : 에어 주입구
112 : 조작패널 114 : 전장박스
116 : 거치대 117 : 투시판
118 : 연마공구 검출부 120 : 피가공물 가동부
122 : 제1 수납 케이스 124 : 제1 스핀들
126 : 제1 고정척 128 : 제1 스핀들 모터
130 : 연마공구 가동부 132 : 제2 수납 케이스
134 : 제2 스핀들 136 : 제2 고정척
138 : 제2 스핀들 모터 140 : 연마공구 이동부
150 : 제1 수평 이동부 152 : 제1 볼 스크류 리니어 스텝모터
154 : 제1 볼 스크류 156 : 제1 연결구
160 : 제2 수평 이동부 162 : 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터
164 : 제2 볼 스크류 166 : 제2 연결구
170 : 연마제 공급부 172 : 연마제 연결호스
174 : 연마제 주입구 180 : 윤활유 공급부
182 : 윤활유 연결호스 184 : 윤활유 주입구
190 : 에어 공급부 192 : 에어 연결호스
194 : 에어 주입구
Claims (18)
- 제1 스핀들의 제1 고정척에 고정된 피가공물을 회전시키는 피가공물 가동부;
상기 피가공물 가동부와 대향 설치되고, 제2 스핀들의 제2 고정척에 고정된 연마공구를 회전시키는 연마공구 가동부;
상부에 상기 연마공구 가동부가 설치되고, 상기 피가공물의 형상에 대응하여 연마공구를 수평 이동시키는 연마공구 이동부;
피가공물의 연마 공정 조건에 따라 상기 피가공물 가동부, 연마공구 가동부, 및 연마공구 이동부를 제어하는 제어부;
상기 연마공구의 영점을 조정하기 위하여 연마공구를 검출하는 연마공구 검출부를 포함하고,
상기 연마공구 검출부는 관통홀이 형성된 센서홀더, 상기 센서홀더 내부에 대향 설치된 복수개의 위치검출센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제1항에 있어서,
상기 피가공물은 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드인 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제1항에 있어서,
상기 피가공물 가동부는 상기 제1 스핀들이 측면 일측에 돌출된 제1 수납케이스, 상기 제1 수납 케이스에 설치된 제1 스핀들 모터, 상기 제1 스핀들 일측에 설치되어 피가공물을 고정하는 제1 고정척을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제1항에 있어서,
상기 연마공구 가동부는 상기 제2 스핀들이 측면 일측에 돌출된 제2 수납케이스, 상기 제2 수납 케이스에 설치된 제2 스핀들 모터, 상기 제2 스핀들 일측에 설치되어 연마공구를 고정하는 제2 고정척을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제1항에 있어서,
상기 연마공구 이동부는 서로 직교하는 방향으로 상기 연마공구 가동부를 수평 이동시킬 수 있는 제1 및 제2 수평이동부을 포함하되,
상기 제1 수평이동부가 작업대의 폭 방향으로 배치되고, 상기 제2 수평이동부가 작업대의 길이 방향으로 배치되고,
상기 제1 수평이동부는 제1 볼스크류 케이스, 제1 볼스크류 리니어 스텝모터, 제1 받침판, 제1 볼스크류, 제1 상부덮개, 제1 연결구를 포함하고,
상기 제2 수평이동부는 제2 볼스크류 케이스, 제2 볼스크류 리니어 스텝모터, 제2 받침판, 제2 볼스크류, 제2 상부덮개, 제2 연결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 수평이동부의 제1 볼 스크류 리니어 스텝모터와 상기 제2 수평이동부의 제2 볼 스크류 리니어 스텝모터를 제어하여 연마공구를 곡선으로 수평 이동시키는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 연마공구 검출부는 상기 제1 스핀들에 근접한 측방에 설치되고,
상기 위치검출센서는 광센서인 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 연마공구를 관통홀 안으로 진입시킨 상태에서 상기 위치검출센서의 검출신호에 기초하여 연마공구의 위치를 바꾸어 영점 조정을 실시하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제1항에 있어서,
상부에 상기 피가공물 가동부, 연마공구 가동부, 및 연마공구 이동부가 설치되는 작업대,
상기 작업대의 상부에 세워져 설치된 거치대,
상기 작업대의 하부에 설치된 전장박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제10항에 있어서,
상기 거치대에 설치되어 연마공구에 연마제를 공급하는 연마제 공급부, 연마공구에 연마 윤활유를 공급하는 윤활유 공급부, 연마공구에 에어를 분사하는 에어 공급부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - 제10항에 있어서,
상기 거치대의 전면 일측에 회동 가능하게 설치된 투시판을 포함하고,
상기 투시판을 통하여 연마 공정을 확인하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치. - (a) 제1 스핀들의 제1 고정척에 피가공물을 고정하고, 제2 스핀들의 제2 고정척에 연마공구를 고정하여 연마 공정을 준비하는 단계;
(b) 사용자 명령을 입력하는 조작패널을 이용하여 피가공물의 연마 공정 조건을 설정하는 단계;
(c) 제어부가 피가공물의 형상에 대응하여 운전 제어프로그램에 따라 미리 설정된 순환궤적을 따라 연마공구를 수평 이동시켜 연마 공정을 수행하며, 상기 연마 공정은 상기 제어부가 직선 구간과 곡선 구간에 대응하여 연마공구를 직선으로 수평 이동시키는 직선 구간과 곡선으로 수평 이동시키는 곡선 구간을 순환하는 단계;
(d) 상기 제1 스핀들에 근접된 측방에 설치된 센서홀더 내부의 위치검출센서를 이용하여 연마공구의 위치를 검출하는 연마공구 검출부의 검출 신호를 입력받는 제어부가 상기 연마공구의 영점 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법. - 제13항에 있어서,
상기 피가공물은 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드이고,
상기 단계 (a)에서 상기 제2 고정척의 입구를 벌여 연마공구가 결합된 고정지그를 끼우고 나서 상기 제2 고정척의 입구를 조여 연마공구를 고정하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법. - 제13항에 있어서,
상기 단계 (c)에서 상기 제어부가 제1 스핀들 모터를 구동하여 상기 제1 스핀들에 고정된 피가공물을 회전시키고 제2 스핀들 모터를 구동하여 상기 제2 스핀들에 고정된 연마공구를 회전시키며,
상기 회전하는 피가공물의 내부면에 상기 회전하는 연마 공구를 접촉시킨 상태에서 수평 이동시키는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법. - 삭제
- 제13항에 있어서,
(e) 연마공구의 연마헤드 상부에 연마제 공급부의 연마제 주입구를 정렬시키고 제어부가 연마제 펌프 모터를 구동시켜 연마제 연결호스에 연결된 연마제 주입구에서 연마제를 주입하여 연마헤드에 연마제를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법. - 제13항에 있어서,
(f) 연마공구의 연마헤드 상부에 윤활유 공급부의 윤활유 주입구를 정렬시키고 제어부가 윤활유 펌프 모터를 구동시켜 윤활유 연결호스에 연결된 윤활유 주입구에서 윤활유를 주입하여 연마헤드에 연마 윤활유를 묻히는 단계,
(g) 연마공구의 연마헤드 상부에 에어 공급부의 에어 주입구를 정렬시키고 제어부가 에어 콤프레샤 모터를 구동시켜 에어 연결호스에 연결된 에어 주입구에서 에어를 분사하여 연마헤드의 이물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 자동 연마 장치의 연마 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210140028A KR102651132B1 (ko) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드를 연마하기 위한 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210140028A KR102651132B1 (ko) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드를 연마하기 위한 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230056233A KR20230056233A (ko) | 2023-04-27 |
| KR102651132B1 true KR102651132B1 (ko) | 2024-03-26 |
Family
ID=86100156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210140028A KR102651132B1 (ko) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 링 레이저 자이로스코프의 반구형 캐소드를 연마하기 위한 회전식 자동 연마 장치 및 그 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102651132B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117161858B (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-29 | 上海昭晟机电(江苏)有限公司 | 一种阴极钛辊表面研磨处理设备 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07100751A (ja) * | 1993-10-04 | 1995-04-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非球面金型研磨方法 |
| KR101660179B1 (ko) | 2015-08-03 | 2016-09-26 | 한화디펜스 주식회사 | 링 레이저 자이로스코프용 캐소드 및 이의 제조 방법 |
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| KR102027525B1 (ko) | 2018-12-13 | 2019-10-01 | 주식회사 한화 | 플라즈마 분광을 이용하여 링 레이저 내부의 기체의 압력 변화를 측정하는 링 레이저 자이로스코프 |
-
2021
- 2021-10-20 KR KR1020210140028A patent/KR102651132B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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