KR20000031483A - 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20000031483A
KR20000031483A KR1019980047539A KR19980047539A KR20000031483A KR 20000031483 A KR20000031483 A KR 20000031483A KR 1019980047539 A KR1019980047539 A KR 1019980047539A KR 19980047539 A KR19980047539 A KR 19980047539A KR 20000031483 A KR20000031483 A KR 20000031483A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
center
outer diameter
diameter
piezoelectric ceramic
inner diameter
Prior art date
Application number
KR1019980047539A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100271376B1 (ko
Inventor
김현철
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019980047539A priority Critical patent/KR100271376B1/ko
Priority to CN99126637A priority patent/CN1256187A/zh
Priority to US09/434,259 priority patent/US6273783B1/en
Priority to JP11316628A priority patent/JP2000153457A/ja
Publication of KR20000031483A publication Critical patent/KR20000031483A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100271376B1 publication Critical patent/KR100271376B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/12—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2291—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the workpiece relative to the holder thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/18—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for positioning only
    • B23Q3/186—Aligning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B24B41/067—Work supports, e.g. adjustable steadies radially supporting workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/04—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37339—Eccentricity, cylindricity, circularity
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49177—Runout, eccentricity, unbalance of tool or workpiece

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

본 발명은 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 가공 대상물을 장착하는 장착수단; 장착수단이 설치되며, 회전 제어신호를 받아 장착수단과 가공 대상물을 회전시키는 회전수단; 가공 대상물의 단면을 촬영하는 촬영수단; 가공 대상물이 장착되면 상기 회전수단을 소정의 각도로 회전시키는 회전 제어신호를 발생하고, 촬영수단으로 촬영한 신호를 입력으로 하여 가공 대상물의 내경의 중심과 외경의 중심간의 거리차인 내외경 편차를 구하고, 내외경 편차에 상응하는 조절제어 신호를 생성하는 제어수단; 조절제어 신호를 전달하는 전달수단; 및 전달수단을 통해 입력된 조절제어 신호에 따라 가공 대상물의 위치를 조절하여 가공 대상물의 내경의 중심을 회전수단의 회전 중심과 일치시키기 위한 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 가공대상물의 내경의 크기나 형상에 관계없이 외주면을 가공할 수 있어 가공범위를 넓히고, 정밀도를 높일 수 있어서 1 마이크로미터 이하의 정밀도를 다루는 초정밀 부품의 가공 신뢰성을 확보할 수 있고, 내외경 편차 수정을 자동적으로 수행하기 때문에 무인 자동 가공이 가능해지며 제품의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법
본 발명은 동심 가공 장치에 관한 것으로, 광통신용 페룰(Ferrule)이나 기타 미세 내경(200㎛ 이하)을 가진 원통형의 물체를 내경의 중심을 기준으로 물체의 내경의 중심과 외경의 중심을 일치시키면서 물체의 외주면을 가공하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
내경과 외경을 가진 원통형 물체를 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 동심 가공을 위해서는 미세 내경에 핀(pin)이나 와이어(wire)를 삽입하여 가공하는 방법을 사용한다.
도 1은 종래의 페룰 동심 가공 시스템의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 가공하려는 페룰(110)의 내경에 와이어(120)를 삽입하여 여러 개의 페룰을 같은 와이어에 끼우고 와이어의 양단을 고정부(100)에 걸어 장력을 준 후에 연마휠(130)을 사용하여 페룰(110)의 외경을 가공하여 동심 가공을 한다.
도2a 및 도2b는 상기 도1에서 도시된 동심 가공시스템의 가공 원리를 설명하기 위한 도면이다.
내경과 외경을 가지는 원통형상에 있어서 내경의 중심과 외경의 중심을 일치시키는 동심 가공을 할 때, 가공하려는 물체(210)의 내경에 정밀하게 가공한 철제 와이어(220)를 삽입하고, 삽입한 와이어(220)의 중심(240)을 가공하려는 물체의 내경의 중심으로 하여 연마휠(230)을 회전시켜 외경면(280)을 일정량(290) 절삭하여, 가공 전에는 내경과 외경의 중심이 불일치했으나 내경의 중심(240)을 기준으로 외경면을 가공하여 가공 후에는 내경의 중심(240)과 외경의 중심(270)이 일치하게 된 것이다.
그러나 종래의 방법은 가공 범위 및 정밀도에 있어서 몇 가지 문제점을 가진다.
첫째, 내경이 극히 작을 경우 내경에 맞는 와이어가 없고, 설사 크기가 맞는 와이어가 있더라도 와이어의 직경이 극히 작으므로 가공 대상물의 동심 가공을 위해 와이어의 양단에 장력을 걸면 와이어가 그 장력을 견디지 못해 가공이 불가능하다.
둘째, 내경의 모습이 테이퍼(310)나 복잡한 형상인 경우에는 가공이 불가능하다. 도3a는 동심 가공을 위해 테이퍼의 내경에 와이어를 삽입한 모습인데 내경의 직경이 일정치 않아 와이어(320)를 삽입하더라도 가공이 불가능하다.
셋째, 정밀도에 한계가 있다. 도 3b는 가공대상물의 내경에 와이어를 삽입한 측단면도인데 가공대상물(330)의 내경과 와이어(340)간의 삽입여유는 0.3 마이크로미터(㎛)이고, 와이어가 가지는 정밀도는 0.2 마이크로 미터인 경우 내경이 가지는 가공정밀도는 0.5 마이크로미터가 되며 따라서 최대 1 마이크로미터의 오차가 발생할 수 있어 정밀한 가공에는 부적당하게 된다.
넷째, 가공대상물 내경에 삽입된 와이어(250)와 내경면(260)과의 마찰에 의해 내경면에 긁힘이 발생하거나 내경면에 변형이 올 수 있다.
다섯째, 여러 개의 페룰에 와이어를 삽입하여 동시에 가공할 때에 각 페룰 사이에 이물질이 끼게 되면 그 이물질로 인한 오차가 발생하게 되어 정밀 가공을 할 수가 없게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 가공의 범위를 넓히며, 정밀도를 높일 수 있는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 페룰 동심 가공 시스템의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 상기 도1에서 도시된 동심 가공 시스템의 가공 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 종래의 동심 가공 시스템에서 동심 가공을 위해 테이퍼의 내경에 와이어를 삽입한 모습이다.
도 3b는 상기 도3a에서 가공 대상물의 내경에 와이어를 삽입한 측단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 동심 가공 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 4b는 본 발명이 적용된 동심 가공장치에 장착된 가공 대상물의 단면을 표시하고, 내외경 편차를 수정하기 위한 제어신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 내경과 외경의 중심이 일치하게 하는 방법 그에 따른 동심 가공 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a는 내외경 편차와 내외경 편차의 수평성분, 수직성분을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 가공대상물을 회전시킬 때 내외경 편차로 인해 생기는 내경의 궤적을 나타내는 도면이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 내경과 외경을 갖는 원통형의 가공 대상물에 대하여, 내경의 중심을 기준으로 가공 대상물의 외주면을 가공하기 위한 동심 가공 장치는 상기 가공 대상물을 장착하는 장착수단; 상기 장착수단이 설치되며, 회전 제어신호를 받아 상기 장착수단과 상기 가공 대상물을 회전시키는 회전수단; 상기 가공 대상물의 단면을 촬영하는 촬영수단; 상기 가공 대상물이 장착되면 상기 회전수단을 소정의 각도로 회전시키는 회전 제어신호를 발생하고, 상기 촬영수단으로 촬영한 신호를 입력으로 하여 상기 가공 대상물의 내경의 중심과 외경의 중심간의 거리차인 내외경 편차를 구하고, 상기 내외경 편차에 상응하는 조절제어 신호를 생성하는 제어수단; 상기 조절제어 신호를 전달하는 전달수단; 및 상기 전달수단을 통해 입력된 조절제어 신호에 따라 상기 가공 대상물의 위치를 조절하여 상기 가공 대상물의 내경의 중심을 상기 회전수단의 회전 중심과 일치시키기 위한 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 촬영수단은 CCD 카메라이며, 상기 조절수단은 입력된 전압값에 따라 신축하는 성질을 가진 압전 세라믹을 구비함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한. 내경과 외경을 갖는 원통형의 가공 대상물을 회전시킬 때 상기 가공 대상물의 내경의 중심과 외경의 중심간의 거리차인 내외경 편차를 수정하는 방법은 (a) 상기 가공대상물을 장착하는 단계; (b) 상기 가공대상물을 소정의 각도로 회전시키는 단계; (c) 회전하는 상기 가공대상물의 단면을 촬영하는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 촬영된 가공대상물의 단면을 입력으로 하여 상기 내외경 편차를 계산하는 단계; (e) 상기 (d)단계에서 계산된 상기 내외경 편차가 "0"이면 가공대상물을 가공하며, "0"이 아니면 상기 내외경 편차에 상응하는 신호를 발생하여 상기 가공 대상물의 위치를 조절해서 내외경 편차를 수정하는 단계; 및 (f) 상기 내외경 편차가 "0"이 될 때까지 상기 (b)단계 내지 (e)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 4a는 본 발명에 따른 동심 가공 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다. 상기 동심 가공 장치는 척(chuck, 410), 서보모터(420), 스핀들(spindle, 425), 카메라(430), 제어부(440), 모니터(450), 회전 브러시 접점(460), 압전 세라믹부(470), 스프링부(475), 연마용 모터(480) 및 연마용 공구(485)를 구비한다.
척(410)은 가공대상물(400)을 장착한다.
서보모터(420)와 스핀들(425)은 회전부를 이룬다. 스핀들(425)에는 척(410)이 장착되며, 제어부(440)로부터 회전 제어신호를 받아 서보모터(420)가 회전하면 스핀들(425)을 통해 소정의 각도로 척(410)을 회전시킨다. 회전할 때 스핀들(425)의 중심이 회전의 중심이 된다.
카메라(430)는 촬영부로서, 척(410)에 장착된 가공대상물의 단면(400)을 촬영한다. 여기에서는 CCD 카메라를 사용한다.
제어부(440)는 가공대상물의 내경의 중심과 외경의 중심간의 거리차인 내외경 편차를 구하기 위해서 카메라(430)에서 전달된 가공대상물(400)의 단면을 검출하고 소정의 각도로 가공대상물(400)이 회전하도록 회전 제어신호를 발생한다. 내경의 중심이 외경의 중심을 중심으로 이루는 궤적의 직경인 동심도는, 회전되는 가공대상물(400) 단면의 내경의 중심과 외경의 중심이 일치하지 않기 때문에 생기는 것이다. 동심도에서 내외경 편차를 구하여 그 내외경 편차에 상응하는 조절 제어신호를 발생한다. 그리고 가공을 위한 제어신호를 발생하여 연마용 모터(480)를 동작시켜 연마용 공구(485)를 구동케 한다.
모니터(450)는 카메라(430)에 의해 촬영된 가공대상물(400)의 단면을 디스플레이 한다. 사용자가 촬영된 단면을 확대해서 볼 수 있는 환경을 제공한다.
카메라(430), 제어부(440) 및 모니터(450)를 비전 시스템(Vision System)이라고 하며, 일반적으로 비전보드를 장착된 컴퓨터가 제어부로 사용된다.
압전 세라믹부(470)는 조절부로서, 입력되는 전압값에 따라 신축하는 성질을 가지는 압전 세라믹을 구비한다. 압전 세라믹부(470)는 제어부(400)로부터 발생한 전압값을 전달부인 회전 브러시 접점(460)을 통해 입력으로 받아 그 전압값에 따라 신축하여 척(410)의 위치를 조절한다.
스프링부(475)는 척(410)을 기준으로 하여 압전 세라믹부(470)의 반대편에 위치하여, 압전 세라믹이 늘어나면 줄어들고, 압전 세라믹이 줄어들면 늘어나서 척(410)의 위치조정이 가능하도록 한다.
도 4b는 본 발명이 적용된 동심 가공 장치에 장착된 가공대상물의 단면을 표시하고, 내외경 편차를 수정하기 위한 조절 제어신호를 설명하기 위한 도면이다.
압전 세라믹부(470)는 가공대상물의 단면을 기준으로 하여 수평 방향으로 척(410)을 조절하는 수평 압전 세라믹(470x), 수직 방향으로 척(410)을 조절하는 수직 압전 세라믹(470y)을 구비한다. 수평 압전 세라믹(470x)으로는 수평방향 조절 제어신호(472x)가, 수직 압전 세라믹(470y)에는 수직방향 조절 제어신호(472y)가 연결된다. 스프링부(475)는 척(410)을 중심으로 수평 압전 세라믹(470x)의 반대편에 위치한 수평 방향 스프링(475x), 수직 압전 세라믹(470y)의 반대편에 위치한 수직 방향 스프링(475y)을 구비한다.
회전 브러시 접점(460)은 제어부(440)에서 발생한 조절 제어신호(472x, 472y)를 압전 세라믹(470x, 470y)에 전달한다. 조절 제어신호인 전압을 회전하는 압전 세라믹에 전달하기 위해서는 회전 브러시 접점을 이용하는 것이 바람직하다.
연마용 모터(480)는 제어부(440)의 제어를 받아 연마용 공구(485)를 동작시켜 가공대상물(400)의 외경을 가공하게 된다.
본 발명의 동작을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 내외경 편차 수정 방법과 그에 따른 동심 가공 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
가공대상물(400)이 도시되지 않은 자동공급장치에 의해 척(410)에 장착(500 단계)되면 서보모터(420)는 제어부(440)에서 입력된 회전 제어신호에 따라 가공대상물(400)을 회전시킨다.(505 단계)
스핀들(425)의 회전 중심과 촬영중심이 일치되도록 설치된 카메라(430)가 가공대상물(400)의 회전하는 단면을 촬영하면(510 단계), 이 촬영된 영상에 대한 데이터가 제어부(440)로 입력되어 내외경 편차를 계산한다.(515 단계)
내외경 편차를 구하는 방법은 다음과 같다.
도 6a는 내외경 편차와 내외경 편차의 수평성분, 수직성분을 설명하기 위한 도면이며, 도 6b는 가공대상물을 회전시킬 때 내외경 편차로 인해 생기는 내경의 궤적을 나타내는 도면이다. 특히 도 6b는 가공 대상물의 내경의 중심, 외경의 중심, 내외경 편차 및 동심도간의 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해 내외경 편차를 과도하게 크게 가정하여 나타낸 것이다.
가공대상물을 척(410)에 장착하여 회전시켜 내경의 중심과 외경의 중심을 살펴보면 내경의 중심(610)이 외경의 중심(620)에 대해 벗어나 있는 편차가 내외경 편차이다. 이때 외경의 중심(610)을 원점으로 하여 상기 내외경 편차의 수평성분이 Δx이고 수직성분이 Δy이다.
제어부(440)의 회전 제어신호에 따라 서보모터(420)가 회전하면서 스핀들(425)이 회전하게 되면 가공대상물의 내경의 중심(610)이 외경의 중심(620)을 중심으로 하는 원 모양의 궤적(630)을 이루고, 이 원 모양의 궤적(630)의 직경이 동심도(640)가 된다. 동심도와 Δx와 Δy의 관계는 다음과 같다.
스핀들(425)이 회전하게 되면 상기 Δx와 Δy의 값은 상기 수학식 1 의 관계를 유지하면서 계속 변하게되고, 이 변하는 상기 Δx와 Δy의 값을 필요한 순간마다 제어부(440)에서는 계산한다.
스핀들(425)의 회전 중심과 카메라의 촬영중심은 일치되어 있는 것이 바람직하다. 중심이 일치되면 일치된 중심이 좌표의 원점이 되기 때문에 상기 동심도와 내외경 편차의 수평성분 Δx 와 수직성분 Δy 를 구하는 과정에서 필요한 계산이 간단해지기 때문이다.
제어부(440)에서는 카메라(430)에서 받은 영상 정보에서 내외경 편차의 수평성분 Δx 와 수직성분 Δy를 구하고(515 단계), 계산된 내외경 편차의 수평성분 Δx 와 수직성분 Δy를 각각 "0"과 비교하여(520 단계), 내외경 편차의 수평성분 Δx 와 수직성분 Δy가 모두 "0"이면 가공 명령을 내려(535 단계), 연마용 모터(480)를 회전시켜 연마용 공구(485)로 가공대상물(400)을 가공케 하고, 가공이 완료되면 가공대상은(400)을 도시되지 않은 자동공급장치에 의해 탈착된다(540 단계).
상기 내외경 편차가 "0"이 아니면, 내외경 편차의 수평성분인 Δx에 상응하는 수평 방향 조절 제어신호(472x)와 수직성분인 Δy에 상응하는 수직 방향 조절 제어신호(472y)를 발생(525 단계)시킨다. 이 신호를 전달부인 회전 브러시 접점(460)을 통해 조절부인 압전 세라믹(470)의 수평 압전 세라믹(470x)에는 수평 방향 조절 제어신호(472x)가 전달되고 수직 압전 세라믹(470x)에는 수직 방향 조절 제어신호(472y)가 전달된다.
수평 방향 조절 제어신호(472x)가 전달되면 전달된 전압값에 따라 수평 압전 세라믹(470x)의 길이가 신축하면서 척(410)을 수평 방향으로 조절하며, 수직 방향 조절 제어신호(472y)가 전달되면 전달된 전압값에 따라 수직 압전 세라믹(470y)의 길이가 신축하면서 척(410)을 수직 방향으로 조절한다. 이때 수평 압전 세라믹(470x)의 길이가 신축하면 척(410)을 중심으로 반대편에 위치한 수평 방향 스프링(475x)이 수평 압전 세라믹(470x)의 신축에 대응하여 척(410)을 수평 방향으로 이동시키며, 수직 압전 세라믹(470y)의 길이가 신축하면 척(410)을 중심으로 반대편에 위치한 수직 방향 스프링(475y)이 수직 압전 세라믹(470y)의 신축에 대응하여 척(410)을 수직 방향으로 이동시킨다.
다른 바람직한 조절 방법은 척(410)과 수평 압전 세라믹(470x)과 수평 압전 세라믹(470y)이 일체가 되도록 접합시켜, 수평방향 조절제어신호(472x)와 수직방향 조절제어신호(472y)를 받아 각 신호에 대응하는 압전 세라믹이 신축되면 그에 따라 척(410)도 이동하여 위치가 조절되도록 하는 것이다. 이때에는 상기 수평방향 스프링(475x)과 수직방향 스프링(475y)을 사용할 필요가 없다.
또 다른 바람직한 조절 방법은 수평방향 스프링(475x) 위치에 압전 세라믹을 장착하고 이 압전 세라믹에 수평방향 조절제어신호(472x)에 대응하는 신호를 생성하여 회전 브러시 접점(460)을 통해 전달하고, 수직방향 스프링(475y) 위치에 다른 압전 세라믹을 장착하고 이 압전 세라믹에 수직방향 조절제어신호(472y)에 대응하는 신호를 생성하여 회전 브러시 접점(460)을 통해 전달하는 것이다. 이때에는 사용되는 압전 세라믹의 개수가 늘어나기는 하지만, 가공 대상물 위치 조절을 더 신뢰성 있게 할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 내외경 편차를 수정(530 단계)한 후 상기 505 단계 내지 530 단계까지를 내외경 편차가 "0"이 될 때까지 반복한다.
본 발명에 의하면, 가공 대상물을 고정한 장치를 가공 대상물의 외경과 내경의 편차에 해당하는 전압값을 받은 압전 세라믹으로 조절하여, 가공대상물의 내경의 크기나 형상에 관계없이 외주면을 가공할 수 있어 테이퍼형 내경이나 복합적인 내경인 경우에도 가공이 가능하며 내경이 크기가 커져도 가공이 가능해져 가공범위의 한계를 탈피했고, 정밀도를 높일 수 있어서 절삭하는 가공 공구의 정밀도에 관계없이 공구에 의한 오차를 줄일 수 있어 1 마이크로미터 이하의 정밀도를 다루는 초정밀 부품의 가공 신뢰성을 확보할 수 있고, 내외경 편차 수정을 자동적으로 수행하기 때문에 무인 자동 가공이 가능해지며 제품의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (10)

  1. 내경과 외경을 갖는 원통형의 가공 대상물에 대하여, 내경의 중심을 기준으로 가공 대상물의 외주면을 가공하기 위한 동심 가공 장치에 있어서,
    상기 가공 대상물을 장착하는 장착수단;
    상기 장착수단이 설치되며, 회전 제어신호를 받아 상기 장착수단과 상기 가공 대상물을 회전시키는 회전수단;
    상기 가공 대상물의 단면을 촬영하는 촬영수단;
    상기 가공 대상물이 장착되면 상기 회전수단을 소정의 각도로 회전시키는 회전 제어신호를 발생하고, 상기 촬영수단으로 촬영한 신호를 입력으로 하여 상기 가공 대상물의 내경의 중심과 외경의 중심간의 거리차인 내외경 편차를 구하고, 상기 내외경 편차에 상응하는 조절제어 신호를 생성하는 제어수단;
    상기 조절제어 신호를 전달하는 전달수단; 및
    상기 전달수단을 통해 입력된 조절제어 신호에 따라 상기 가공 대상물의 위치를 조절하여 상기 가공 대상물의 내경의 중심을 상기 회전수단의 회전 중심과 일치시키기 위한 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전수단과 촬영수단은
    회전수단의 회전 중심과 촬영수단의 촬영 중심이 일직선상에 위치함을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 촬영수단은
    CCD 카메라임을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전달수단은
    회전 브러시 접점임을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조절수단은
    입력된 조절제어 신호에 따라 신축하는 성질을 가진 압전 세라믹을 구비함을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조절수단은
    상기 회전 수단의 회전 중심을 원점으로 하여 수평 방향과 수직 방향의 좌표축 상에 각각 압전 세라믹을 구비함을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조절수단은
    상기 장착수단을 기준으로 상기 수평 방향과 수직 방향의 축상에 위치한 각 압전 세라믹의 반대편에 스프링을 구비함을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 조절수단은
    상기 장착수단을 기준으로 상기 수평 방향과 수직 방향의 축상에 위치한 압전 세라믹의 반대편에 각각 압전 세라믹이 위치하며, 상기 반대편의 각 압전 세라믹에는 상기 조절제어 신호와 대응되는 조절제어 신호가 전달됨을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치.
  9. 내경과 외경을 갖는 원통형의 가
    공 대상물을 회전시킬 때 상기 가공 대상물의 내경의 중심과 외경의 중심간의 거리차인 내외경 편차를 수정하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 가공대상물을 장착하는 단계;
    (b) 상기 가공대상물을 소정의 각도로 회전시키는 단계;
    (c) 회전하는 상기 가공대상물의 단면을 촬영하는 단계;
    (d) 상기 (c)단계에서 촬영된 가공대상물의 단면을 입력으로 하여 상기 내외경 편차를 계산하는 단계;
    (e) 상기 (d)단계에서 계산된 상기 내외경 편차가 "0"이면 가공대상물을 가공하며, "0"이 아니면 상기 내외경 편차에 상응하는 신호를 발생하여 상기 가공 대상물의 위치를 조절해서 내외경 편차를 수정하는 단계; 및
    (f) 상기 내외경 편차가 "0"이 될 때까지 상기 (b)단계 내지 (e)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 (e)단계의, 내외경 편차에 상응하는 신호를 발생하는 단계는
    상기 외경의 중심을 수평-수직 좌표축의 원점으로 하여, 상기 내경의 중심과 외경의 중심간의 편차를 수평축 성분과 수직축 성분으로 나누고 각 축별로 상기 편차에 상응하는 신호를 발생함을 특징으로 하는 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 방법.
KR1019980047539A 1998-11-06 1998-11-06 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법 KR100271376B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980047539A KR100271376B1 (ko) 1998-11-06 1998-11-06 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법
CN99126637A CN1256187A (zh) 1998-11-06 1999-11-05 同心机加工装置和方法
US09/434,259 US6273783B1 (en) 1998-11-06 1999-11-05 Concentric machining device and method
JP11316628A JP2000153457A (ja) 1998-11-06 1999-11-08 中空体の内径中心と外径中心が一致するように外周表面を加工する装置及びその方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980047539A KR100271376B1 (ko) 1998-11-06 1998-11-06 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000031483A true KR20000031483A (ko) 2000-06-05
KR100271376B1 KR100271376B1 (ko) 2001-01-15

Family

ID=19557402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980047539A KR100271376B1 (ko) 1998-11-06 1998-11-06 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6273783B1 (ko)
JP (1) JP2000153457A (ko)
KR (1) KR100271376B1 (ko)
CN (1) CN1256187A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100941592B1 (ko) * 2009-03-26 2010-02-11 유진인스텍 주식회사 롤의 권취형상의 결함 검사방법 및 검사장치
CN105290968A (zh) * 2015-09-09 2016-02-03 吉林大学 一种卧式精密磨抛机床工件主轴与工具系统的对心方法
CN109848847A (zh) * 2018-12-13 2019-06-07 重庆金山医疗器械有限公司 管件夹持旋转机构
CN114453976A (zh) * 2022-02-09 2022-05-10 广东韶钢松山股份有限公司 一种辊皮车削质量验收工具及其使用方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100782393B1 (ko) * 2000-10-26 2007-12-07 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광섬유모재 잉곳의 제조방법
US6546182B2 (en) * 2001-05-15 2003-04-08 Siwave, Inc. Angled fiber termination and methods of making the same
JP2003127056A (ja) * 2001-08-16 2003-05-08 Seiko Instruments Inc 端面研磨装置及び研磨方法
US7813634B2 (en) 2005-02-28 2010-10-12 Tessera MEMS Technologies, Inc. Autofocus camera
DE102006035164B4 (de) * 2006-07-29 2009-01-15 Walter Maschinenbau Gmbh Werkzeugmaschine mit verbessertem Rundlauf
KR101125056B1 (ko) * 2009-12-23 2012-03-21 재단법인 포항산업과학연구원 압연롤의 편심 측정장치 및 측정방법
CN103018870B (zh) * 2012-12-26 2014-12-17 重庆川仪自动化股份有限公司 激光光通路焦距调节方法及装置
US9844848B2 (en) * 2014-04-09 2017-12-19 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of machining a part
CN105115448B (zh) * 2015-05-23 2017-12-08 中国人民解放军63853部队 火炮击针击痕偏心度测量方法
CN105033792A (zh) * 2015-06-03 2015-11-11 苏州睿绮电子有限公司 一种防氧化的镖靶定位自动微校正的磨床
CN105415179B (zh) * 2015-11-30 2018-04-03 桂林福达曲轴有限公司 一种轴类零件中心孔失圆的检测方法
WO2020051308A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 West Pharmaceutical Services, Inc. 360 degree optical measuring device
CN109571163B (zh) * 2018-12-07 2024-01-19 杭州瑞声海洋仪器有限公司 一种压电陶瓷圆管的高精度加工装置及方法
JP7078560B2 (ja) * 2019-01-25 2022-05-31 ファナック株式会社 精密工作機械
CN110202413A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 苏州久协精工制造有限公司 一种带检测功能式电机座夹具
CN110216524B (zh) * 2019-06-24 2020-08-18 河南理工大学 一种高精度加工用刀具补偿装置
JP2022553403A (ja) * 2019-10-24 2022-12-22 ファイブズ・ランディス・コーポレーション ワークピースを研削かつ旋削する方法
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

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4721357A (en) 1985-11-27 1988-01-26 American Telephone And Telegraph Company, At&T Technologies, Inc. Methods of and apparatus for reconfiguring optical fiber connector components and products produced thereby
IT1228495B (it) 1989-01-20 1991-06-19 Cavi Pirelli S P A Mila Soc Metodo e apparato per la fabbricazione di corpi provvisti aduna loro estremita' di una superficie di rivoluzione con asse allineato ad un asse prefissato di detto corpo.
DE69413589T2 (de) * 1993-04-22 1999-04-08 Nippon Telegraph & Telephone Polierscheibe für die Endfläche einer optischen Faserverbindung und Poliervorrichtung
US5459564A (en) * 1994-02-18 1995-10-17 Chivers; James T. Apparatus and method for inspecting end faces of optical fibers and optical fiber connectors
US5802937A (en) 1995-07-26 1998-09-08 The Regents Of The University Of Calif. Smart tool holder
US6048104A (en) 1996-09-06 2000-04-11 Seiko Seiki Kabushiki Kaisha Ferrule for use in optical fiber connector
KR0149596B1 (ko) 1995-10-12 1999-04-15 김광호 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법
US5918196A (en) 1996-11-29 1999-06-29 Cognex Corporation Vision system for analyzing solid-of-revolution radius profile

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100941592B1 (ko) * 2009-03-26 2010-02-11 유진인스텍 주식회사 롤의 권취형상의 결함 검사방법 및 검사장치
CN105290968A (zh) * 2015-09-09 2016-02-03 吉林大学 一种卧式精密磨抛机床工件主轴与工具系统的对心方法
CN109848847A (zh) * 2018-12-13 2019-06-07 重庆金山医疗器械有限公司 管件夹持旋转机构
CN114453976A (zh) * 2022-02-09 2022-05-10 广东韶钢松山股份有限公司 一种辊皮车削质量验收工具及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1256187A (zh) 2000-06-14
KR100271376B1 (ko) 2001-01-15
US6273783B1 (en) 2001-08-14
JP2000153457A (ja) 2000-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100271376B1 (ko) 내경과 외경의 중심이 일치하도록 가공하는 장치 및 그 방법
KR101363184B1 (ko) 안경렌즈 가공 방법 및 안경렌즈 가공 장치
CN110000606B (zh) 一种针对加工太赫兹慢波结构件的对刀方法
US20190082166A1 (en) Aligning method for dual camera module
JP3333681B2 (ja) 刃先位置計測装置
EP3358429A1 (en) System and method for precisely drilling matched hole patterns using surface mapped features
KR100261232B1 (ko) 비젼시스템을이용한동심도가공장치및방법
JPH0493150A (ja) Ｎｃ工作機械
CN116689803A (zh) 一种超精密车床的光学对刀方法和装置
CN110961756A (zh) 用于焊锡机的焊咀旋转偏差或更换误差校正方法及装置
JP2000246614A (ja) オフセットした回転曲面の加工装置とその方法
KR20020031292A (ko) 안경렌즈의 광학중심 위치 획득방법, 안경렌즈의 렌즈홀더 부착방법, 안경렌즈의 제조방법 및 그 렌즈 홀더부착장치
JPH05245708A (ja) チャックおよびそれを用いた回転加工装置
JP4739889B2 (ja) ベルトスリーブ材の幅切断装置
JP2002307183A (ja) レーザ加工ノズル
US6876504B2 (en) Apparatus for detecting inaccuracy of machining of finished workpiece
JP2808568B2 (ja) 切削状態監視装置
JP2002283233A (ja) 自由曲面の加工方法および装置
JP2007301695A (ja) 眼鏡レンズの面取り方法および面取り装置
JPH0724692A (ja) 自動面取り装置
JP2004098237A (ja) 精密研磨方法及び研磨装置
JP2009090405A (ja) 把持治具、把持方法、加工装置
JP2002131603A (ja) レンズ枠の心出し加工機
JP3811261B2 (ja) シャドウマスク検査装置
JP2001322012A (ja) 切削工具の取り付けホルダー及び切削工具の位置調整装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050715

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee