KR20010054603A - 연마기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마기에 관한 것으로서, 본 발명은 회전하면서 피연마재를 연마시키는 폴리셔, 이 폴리셔에 회전력을 제공하는 모터, 상기 폴리셔를 상기 피연마재를 기준으로 상하 이송시키는 위치 조정수단, 연마작업시 상기 폴리셔에 작용하는 압력을 측정하는 압력센서, 위치 조정수단에 의해 위치 고정된 상기 폴리셔를 미소 이동시키는 액추에이터 및 상기 폴리셔의 연마작업 중 상기 압력센서에 의해 측정된 압력과 기설정된 압력을 비교한 결과에 따라 상기 액추에이터를 구동시키는 제어수단을 포함하여 구성된다.

이에 따라, 모터를 감싸고 있는 스테이터의 상부에 압력센서를 설치하고 그 압력센서에서 측정된 압력과 초기 입력된 압력을 비교하여 액추에이터를 이용하여 폴리셔의 연마작업을 제어함으로써 종래에 비해 효과적인 연마작업이 이루어지게 된다.

Description

연마기{GRINDER}

본 발명은 연마기에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 정밀 연마 작업시 정밀 연마 압력을 제어하기 위해 실시간으로 정밀 연마 압력을 측정하고 이를 계속되는 정밀 연마작업에 반영하여 압력을 미세하게 제어할 수 있는 연마기에 관한 것이다.

종래의 선행기술로서 미국특허 4,545,153의 내용은 회전하는 정밀 연마(폴리싱;Polishing) 패드의 힘을 제어하기 위해서 스프링과 스트레인게이지(straingauge)를 사용하여 패드에 걸리는 힘을 측정하는 방법이고, 미국특허 4,999,954는 겔(gel)을 사용한 폴리싱방법에 대한 것으로 폴리셔에 걸리는 힘을 스트레인게이지 형태의 센서를 사용하여 측정하는 방법이며, 미국특허 5,157,871에서는 폴리싱 힘을 전자석을 통해 로드셀로 측정하는 구조이다.

이렇게 종래에는 정밀 연마 압력을 측정하는 방법으로 로드셀(load cell)이나 스트레인게이지를 사용하고 있으며 압력을 제어하는 수단으로는 전자석을 이용하거나 공기압을 제어하는 방식을 이용하고 있다. 회전하는 폴리셔를 사용하는 가공법의 경우 압력 측정시 회전부와 고정부가 접촉하는 정점이 필요하거나 힘을 전달하는 매개체를 필요로 하고 있으며 폴리셔를 회전시키기 위해 풀리나 기어 등 동력전달요소를 사용하고 있다.

그러나 전자석이나 공기 등과 같은 압력제어수단으로는 응답이 빠른 미세한 압력제어가 어려우며 또한 회전하는 폴리셔를 사용하는 가공법의 경우 회전부와 고정부가 접촉하는 정점으로 인하여 정확한 압력 측정이 어렵다. 그리고 폴리셔를 회전시키기 위해 사용하는 동력전달 요소 등에 의해 폴리셔의 회전운동이 영향을 받아 진동없는 정속회전을 얻기 어렵다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 정밀 연마 작업시 정밀 연마 압력을 제어하기 위해 실시간으로 정밀 연마 압력을 측정하고 이를 계속되는 정밀 연마작업에 반영하여 압력을 미세하게 제어할 수 있는 연마기를 제공하는 것이 목적이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연마기를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예로서 연마기를 개략적으로 도시한 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

2:하우징 4:폴리셔

6,32:모터의 회전축 8,30:모터

10:스테이터 12:액추에이터

14:압력센서 16:구동축

18:제어수단 20:스프링

22:피연마재 34:동력전달수단

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해서, 회전하면서 피연마재를 연마시키는 폴리셔, 이 폴리셔에 회전력을 제공하는 모터, 상기 폴리셔를 상기 피연마재를 기준으로 상하 이송시키는 위치 조정수단, 연마작업시 상기 폴리셔에 작용하는 압력을 측정하는 압력센서, 위치 조정수단에 의해 위치 고정된 상기 폴리셔를 미소 이동시키는 액추에이터 및 상기 폴리셔의 연마작업 중 상기 압력센서에 의해 측정된 압력과 기설정된 압력을 비교한 결과에 따라 상기 액추에이터를 구동시키는 제어수단을 포함하여 구성된다.

그리고, 압력센서와 액추에이터는 각각 피에조 센서 및 피에조 액추에이터인 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연마기를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도면 부호 2는 하우징이다.

본 발명은 하우징(2)에서 돌출되어 회전하면서 피연마재를 연마시키는 폴리셔(polisher;4), 이 폴리셔(4)와 회전축(6)으로 연결되어 회전력을 제공하는 모터(8), 폴리셔(4)를 피연마재 기준으로 상하 이송시키는 위치 조정수단(16), 연마작업시 폴리셔(4)에 작용하는 압력을 측정하는 압력센서(14), 위치 조정수단(16)에 의해 위치 고정된 폴리셔(4)를 미소 이동시키는 액추에이터(actuator;12) 및 폴리셔(4)의 연마작업 중 압력센서(14)에 의해 측정된 압력과 기설정된 압력을 비교한 결과에 따라 액추에이터를 구동시키는 제어수단(18)로 구성된다.

여기서, 모터는 스테이터(stator;10)를 포함하며, 액추에이터(12)는 스테이터(10)를 상하부로 미세하게 이송 조절시켜 정해진 압력에 맞게 폴리싱작업이 이루어지도록 한다.

위치 조정수단(16)은 통상적인 리니어 모터와 볼 스크루를 이용하여 피연마재(22)에 대해 하우징(2)이 수직방향으로 승하강시킬 수 있는 기준으로 삼는 것이다.

압력센서(14)와 액추에이터(12)는 피에조 센서 및 피에조 액추에이터를 사용하며, 압력센서(14)는 폴리셔(4)에 가해지는 압력을 감지하여 제어수단(18)에 입력된 압력과 비교되도록 함으로써 액추에이터(12)가 스테이터(10)를 상하로 이송 조절시키게 한다.

이때 폴리셔(4)를 액추에이터(12)가 동작되는 방향으로 움직이게 지지하는 지지수단이 스테이터(10)와 하우징(2) 사이에 설치되는 바, 바람직하게는 다이아프램이나 스프링(20)이 사용될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예인 연마기는 작업자가 소망하는 폴리싱 압력을 제어수단(18)에 입력시킨다.

이어서, 모터(8)가 작동하여 회전축(6)을 회전시키고 폴리셔(4)를 이용하여 피연마재(22)를 연마시킨다. 이 과정에서 모터(8)를 감싸는 스테이터(10)의 상부에 액추에이터(12)와 압력센서(14)가 직상방에 위치함으로 정확한 압력 측정이 가능하기 때문에 폴리싱 중의 압력을 압력센서(14)가 감지하여 최초에 제어수단(18)에 입력된 압력과 대비한 후 그 크기를 비교하고, 그 결과에 따라 액추에이터(12)를 작동시켜 스테이터(10)를 이송시켜 폴리셔(4)가 장착된 모터(8)를 상하 방향으로 조절시킨다.

이때 스테이터(10)와 하우징(2)에 연결 설치된 스프링(20)이 스테이터(10)의 이송시 지지하게 된다.

다른 실시예로서 모터가 연마기의 외부에 장착된 경우에도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 참고로 원활한 설명을 위하여 일부의 부호를 전술한 실시예에서 사용된 부호와 동일한 부호를 사용한다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이 하우징(2)에 외부에 모터(30)가 장착되고, 그 모터(30)의 회전축(32)과 폴리셔(4)가 장착된 회전축(6)이 동력전달수단(34)(예를 들면 벨트)으로 연결되어 폴리셔(4)를 회전시킨다.

피연마재(22)에 폴리싱 작업이 이루어지면 그 압력은 스테이터(10)의 상부에 위치한 액추에이터(12)를 통해 압력센서(14)로 전달되고, 전술한 실시예에서 보인 동작과 동일하게 반응하여 압력을 조절하면서 폴리싱하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 전자석이나 공기 등과 같은 압력제어수단으로는 응답이 빠른 미세한 압력제어로 인한 부정확한 압력측정으로 인한 폴리셔의 운동이 불안정했던 문제를 해결하게 되었는데, 모터를 감싸고 있는 스테이터의 상부에 압력센서를 설치하고 그 압력센서에서 측정된 압력과 초기 입력된 압력을 비교하여 액추에이터를 이용하여 폴리셔의 연마작업을 제어함으로써 종래에 비해 효과적인 연마작업이 이루어지게 된다.

Claims (2)

1. 회전하면서 피연마재를 연마시키는 폴리셔;

   상기 폴리셔에 회전력을 제공하는 모터;

   상기 폴리셔를 상기 피연마재를 기준으로 상하 이송시키는 위치 조정수단;

   상기 연마작업시 상기 폴리셔에 작용하는 압력을 측정하는 압력센서;

   상기 위치 조정수단에 의해 위치 고정된 상기 폴리셔를 미소 이동시키는 액추에이터; 및

   상기 폴리셔의 연마작업 중 상기 압력센서에 의해 측정된 압력과 기설정된 압력을 비교한 결과에 따라 상기 액추에이터를 구동시키는 제어수단을 포함하여 구성되는 연마기.
2. 제1항에 있어서, 상기 압력센서와 액추에이터는 각각 피에조 센서 및 피에조 액추에이터인 것을 특징으로 하는 연마기.