KR20010100420A - Automation method using sequential control in the superfinisher with film type grinding material and system of the same - Google Patents
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Abstract
초정밀 연마기에서 순차제어에 의한 자동화는 하우징에 내재된 회전 동력을 전달하는 구동 장치에 의해 일측의 스풀에 권회된 연마필름을 타측의 스풀로 감는 한쌍의 스풀, 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 개재하여 가압하도록 하는 다수의 접촉 롤러, 가공물 표면에 대해 좌우로 접촉 롤러의 요동운동을 시키기 위한 편심을 갖는 요동장치 및 가공물 표면에 냉각재를 공급하는 접촉 롤러에 내장된 냉각재 공급장치로 구성된 초정밀 연마기에서, 가공물을 장착한 후 자동 모드 스위치의 누름과 동시에 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 접촉 롤러에 내장된 냉각재 공급장치로부터 냉각재를 공급하는 제 1 과정, 상기 제 1 과정에 이어 일측의 스풀에 권회된 연마 필름을 타측의 스풀에 감음으로써 연마 필름을 접촉 롤러를 통해 이송하는 제 2 과정, 상기 제 2 과정에 이어 실린더의 전후진 운동에 의해 접촉 롤러를 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 개재하여 접촉시키는 과정, 상기 제 3과정에 이어 접촉 롤러에 이송되고 있는 연마 필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 편심을 갖는 요동장치에 의해 좌우로 요동운동을 하도록 하는 제 4 과정을 포함한다.Automated by sequential control in an ultra-precise grinding machine, a polishing device wound on a surface of a pair of spools, rotational movements or parallel movements, wound on one side of the spool by a driving device that transmits the rotational power inherent in the housing, to another spool Ultra-precision consisting of a plurality of contact rollers for pressurizing the film, a rocking device having an eccentricity for causing the contact rollers to swing left and right with respect to the workpiece surface, and a coolant supply device embedded in the contact roller for supplying coolant to the workpiece surface. In the grinding machine, after mounting the workpiece, the first step of supplying the coolant from the coolant supply device built into the contact roller on the surface of the workpiece to rotate or parallel with the pressing of the automatic mode switch, followed by the first step and the spool on one side The contact roller is wound by winding the abrasive film wound around the spool on the other side. A second process of conveying through the second process, a process of contacting the contact rollers with a polishing film on the surface of the workpiece in which the contact roller is rotated or paralleled by the forward and backward motion of the cylinder, and the contact roller following the third process. And a fourth step of causing the transferred abrasive film to oscillate from side to side by means of an oscillating device having an eccentricity with respect to a workpiece surface that is rotating or parallelly moving.
Description
본 발명은 필름 형태 연마재를 사용하는 초정밀 연마기(super finisher)에 의한 연마공정에 있어서, 냉각재의 공급, 연마재 필름이송, 실린더의 전후진에 의한 가공물 표면에 연마필름을 개재한 접촉 롤러를 접촉시키고 접촉 롤러의 좌우 요동운동의 네가지 주요기능을 순차제어에 의해 자동화하는 것에 관한 것이다.The present invention is a polishing process by a super finisher using a film-type abrasive, in contact with the contact roller via an abrasive film on the surface of the workpiece by the supply of coolant, conveying the abrasive film, forward and backward of the cylinder Automated by sequential control of the four main functions of the left and right rocking movement of the roller.
종래의 연마 시스템에서 연마공정의 자동화를 위한 자동제어는 금형제작에있어서 연마면의 형상에 따른 다양한 무방향성 리사쥬 패턴을 프로그램하고 연마공정중에 각 연마위치에서의 속도를 제어함으로써 연마면의 파상도를 효율적으로 제거하여 연마 품질을 향상시키는 것이 있었다.In the conventional polishing system, the automatic control for the automation of the polishing process is to program various non-directional Lissajous patterns according to the shape of the polishing surface in mold making and to control the velocity at each polishing position during the polishing process. It has been found that the removal efficiency is improved to improve the polishing quality.
그러나, 현재까지 필름 형태의 연마재를 이용한 초정밀 연마기 장치의 자동제어와 관련된 기술은 없었다.However, there is no technology related to the automatic control of the ultra-precision grinder device using the film-type abrasive material until now.
단지, 필름 이송기구의 방해로 인한 연마가 곤란한 형상의 부품을 세부까지 초정밀 연마가공을 할 수 있는 것으로 주행경로가 가로 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 것이 있었다. 이는 필름 연마재의 송출과 권취를 행하는 필름 연마 이송기구와 연마부분에 필름 연마제를 눌러 진동하는 백업롤을 가지는 초정밀 연마기 장치에 있어서, 필름 이송기구의 백업롤 직전에 가이드 부재를 설치하고 이 가이드 부재에는 그 양측면부에 각각 회전 방향이 역이며 중심으로부터 반경이 다른 두 개의 나사홈이 형성되어 있고, 필름 연마재는 나사홈을 통과함으로써 주행경로가 가로 방향으로 평행이동하고 있는 초정밀 연마기 장치가 있다. 또한, 초정밀 연마기에 관한 것으로 전체의 구조물을 지지하여 주는 하우징의 일측에 착탈이 가능한 한쌍의 스풀이 마련되어 일측의 스풀에 권회된 연마필름을 타측의 스풀로 감을 수 있도록 상기 스풀에 회전 동력을 전달하는 구동 모터를 구비하여 상기의 연마필름을 안내하며 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 가압하도록 하는 다수의 접촉 롤러와 압반을 갖춘 요동헤드를 좌우로 유동시키는 요동 운동기구가 하우징에 설치되는 것이 있었다. 이러한 기계적 장치는 필름 형태의 연마재를 사용하는 초정밀 연마기 공정의 냉각재의 공급, 연마재 필름이송, 실린더의 전후진 및좌우요동의 네가지 주요기능을 숙련된 기술자에 의해 개별적으로 동작되게 함으로써 순서의 오동작 및 공정진입의 시간차 등에 의해 표면조도의 비균일성이 나타날 뿐만아니라 품질의 저하가 초래된다.However, it was possible to perform ultra-precise polishing of parts having a shape that is difficult to be polished due to the disturbance of the film transfer mechanism, and the driving path was moved in the horizontal direction. In the ultra-precision polishing apparatus having a film abrasive feed mechanism for feeding and winding the film abrasive, and a backup roll vibrating by pressing the film abrasive on the polishing portion, a guide member is provided immediately before the backup roll of the film feed mechanism. Two screw grooves each having opposite directions of rotation and different radii from the center are formed on both side portions thereof, and the film abrasive passes through the screw grooves so that the running path is moved in parallel in the horizontal direction. In addition, the ultra-precision polishing machine is provided with a pair of detachable spools on one side of the housing for supporting the entire structure to transfer the rotational power to the spool to wind the abrasive film wound on one side of the spool to the other spool The housing is provided with a rocking motion mechanism for guiding the polishing film with a driving motor and for moving the rocking head with a plurality of contact rollers and platens to press the polishing film to the surface of the workpiece which is rotating or parallel. There was. This mechanical device is operated by a skilled technician to perform the four main functions of the coolant supply, the abrasive film transfer, the cylinder forward and backward and the left and right fluctuations of the ultra-precise grinding machine process using the film-type abrasive, and the sequence malfunctions and processes The nonuniformity of surface roughness is exhibited by the time difference of entry, etc., and the quality is deteriorated.
본 발명은 필름 형태의 연마재를 사용하는 수동조작에 의한 기계적인 초정밀 연마기 공정에서 나타나는 오동작 및 공정진입의 시간차 등에 의해 나타나는 표면조도의 비균일성을 줄여 품질을 향상시키고 작업의 편이성과 정교성을 가져올 수 있도록 순차제어에 의해 연마 공정을 자동화하는 것이다.The present invention can improve the quality and reduce the non-uniformity of the surface roughness caused by the malfunction of the mechanical ultra-precision grinder process by the manual operation using the film-type abrasive material and the time difference of the process entry can improve the quality and bring ease of work and elaboration. So as to automate the polishing process by sequential control.
본 발명에 따른 초정밀 연마기에서 순차제어에 의한 자동화는 하우징에 내재된 회전 동력을 전달하는 구동 장치에 의해 일측의 스풀에 권회된 연마필름을 타측의 스풀로 감는 한쌍의 스풀, 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 개재하여 가압하도록 하는 다수의 접촉 롤러, 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 좌우로 접촉 롤러의 요동운동을 시키기 위한 편심을 갖는 요동장치 및 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 냉각재를 공급하는 냉각재 공급장치로 구성된 초정밀 연마기에서, 회전운동 또는 평행운동하는 가공물을 장착한 후 자동 모드 스위치의 누름과 동시에 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 내장된 냉각재 공급장치로부터 냉각재를 공급하는 제 1 과정, 상기 제 1 과정에 이어 일측의 스풀에 권회된 연마 필름을 타측의 스풀에 감음으로써 연마 필름을 접촉 롤러를 통해 이송하는 제 2 과정, 상기 제 2 과정에 이어 실린더에 전후진 운동에 의해 접촉 롤러를 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 개재하여접촉시키는 과정, 상기 제 3과정에 이어 접촉 롤러에 이송되고 있는 연마 필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 편심을 갖는 요동장치에 좌우로 요동운동을 하도록 하는 제 4 과정을 포함한다. 이때 실린더에 의한 접촉 롤러를 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 접촉시키는 상기 제 3과정과 접촉 롤러에 이송되고 있는 연마 필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 편심을 갖는 요동장치에 의해 좌우로 요동운동을 하도록 하는 상기 제 4 과정은 거의 동시에 일어나지만 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 개재하여 접촉롤러가 접촉전에만 두 동작이 일어나면 관계가 없기 때문에 다소의 시간차 및 순서적인 뒤바뀜이 있어도 문제가 되지 않는다.Automation by sequential control in the ultra-precision polishing machine according to the present invention is a pair of spools, rotational movement or parallel movement of winding the abrasive film wound on one side of the spool by the drive device for transmitting the rotational power inherent in the housing to the other side of the spool A plurality of contact rollers for pressing the workpiece surface through the abrasive film, a rocking device having an eccentricity for causing the contact roller to swing left and right with respect to the rotating or parallel moving workpiece surface and the rotating or parallel moving workpiece surface In an ultra-precise grinder consisting of a coolant supply unit for supplying coolant to the coolant, the coolant is supplied from a coolant supply unit mounted on the surface of the rotating or parallel movement at the same time as the pressing of the automatic mode switch after mounting the rotating or parallel movement of the workpiece. The first process, following the first process to one side of the spool A second process of transferring the abrasive film through the contact roller by winding the polished abrasive film on the other side of the spool, and the polishing film on the surface of the workpiece in which the contact roller is rotated or parallel moved by the forward and backward motion of the cylinder following the second step. And a fourth step of allowing the abrasive film to be moved to the left and right to the rocking device having an eccentricity with respect to the surface of the workpiece to rotate or parallel move the abrasive film being transferred to the contact roller following the third step. do. At this time, the third step of contacting the contact roller by the cylinder to the surface of the workpiece in rotational or parallel motion and the swinging device having an eccentricity with respect to the surface of the workpiece in the rotational or parallel motion of the abrasive film conveyed to the contact roller. Although the fourth process for oscillating motion occurs at about the same time, although the two movements occur only before contact of the contact rollers by interposing the abrasive film on the surface of the workpiece which is rotating or parallel, the time difference and the sequence are reversed. This does not matter.
본 발명에 따른 순차제어에 의한 자동화된 초정밀 연마기는 회전운동 또는 평행운동하는 가공물을 장착한 후 자동 모드 스위치의 누름과 동시에 제 1 과정으로 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 냉각재를 공급하는 접촉 롤러에 내장된 냉각제 공급장치, 상기 제 1 과정에 이어 제 2 과정으로 일측의 스풀에 권회된 연마 필름을 타측의 스풀에 감음으로써 연마 필름을 접촉 롤러를 통해 이송하는 한쌍의 스풀, 상기 제 2 과정에 이어 제 3 과정으로 접촉 롤러를 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 개재하여 접촉 롤러를 접촉시키는 실린더, 상기 제 3 과정에 이어서 또는 앞서서 제 4 과정으로 접촉 롤러에 이송되고 있는 연마 필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 좌우로 요동운동을 하도록 하는 편심을 갖는 요동장치를 포함한다.The automated ultra-precision polishing machine by the sequential control according to the present invention is equipped with a contact roller that rotates or parallel moves, and then a contact roller for supplying a coolant to the surface of the workpiece that rotates or moves parallel to the first process simultaneously with pressing the automatic mode switch. Coolant supply device built in the, a pair of spools for transferring the abrasive film through the contact roller by winding the abrasive film wound on one side of the spool in the second process following the first process, in the second process Next, a cylinder for contacting the contact roller via the abrasive film on the surface of the workpiece which rotates or parallel-moves the contact roller in the third process, and the abrasive film being transferred to the contact roller in the fourth process following or before the third process. With eccentricity to cause oscillation from side to side with respect to the surface of a rotating or parallel workpiece And a dynamic device.
도 1은 본명에 따른 순차제어를 이용한 자동화 방법이 적용되는 필름 형태의 연마재를 사용하는 초정밀 연마기이다.1 is an ultra-precision polishing machine using an abrasive in the form of a film to which an automated method using sequential control according to the present invention is applied.
도 2는 본명에 따른 순차제어를 이용한 자동화 방법이 적용되는 필름 형태의 연마재를 사용하는 초정밀 연마기의 세부 구성도이다.Figure 2 is a detailed configuration of the ultra-precision polishing machine using an abrasive in the form of film to which the automated method using the sequential control according to the present invention is applied.
도 3은 필름 형태의 연마재를 사용한 연마기에 적용되는 본명에 따른 순차제어를 이용한 자동화 흐름도이다.3 is an automated flowchart using sequential control according to the present invention applied to the polishing machine using the abrasive in the form of a film.
본 발명에 따른 구체적인 실시예로 도면을 참조로 하여 상세히 하기와 같이 설명한다.Specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본명에 따른 순차제어를 이용한 자동화 방법이 적용되는 필름 형태의 연마재를 사용하는 초정밀 연마기로 하우징(11)에 내재된 회전 동력을 전달하는 구동 장치(13)에 의해 일측의 스풀(12)에 권회된 연마 필름을 타측의 스풀(15)로 감는 한쌍의 스풀(12,15), 상기 연마 필름을 감는 타측 스풀(15)을 지지하기 위한 지지장치(16), 상기 일측의 스풀(12)로부터 풀려 나오는 상기 연마 필름을 접촉 롤러(18)에 보다 융통성 있게 안내하기 위한 안내롤러(14), 상기 안내롤러(14)로부터 안내되고 있는 연마필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 상기 연마 필름을 개재하여 가압하도록 하는 다수의 접촉 롤러(18), 상기 접촉 롤러(18)에 이송되고 있는 상기 연마 필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 접촉시키는 전후운동하는 실린더, 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 좌우로 접촉 롤러(18)의 요동운동을 시킴으로써 이송되고 있는 상기 연마 필름를 좌우 요동시키기 위한 편심을 갖는 요동장치(17) 및 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 냉각재를 공급하는 접촉롤러에 내장된 냉각재 공급장치로 구성되어 있다.1 is a spool 12 on one side by a drive device 13 which transmits the rotational power inherent in the housing 11 to an ultra-precision grinder using an abrasive in the form of a film to which an automated method using sequential control according to the present invention is applied. A pair of spools 12 and 15 for winding the abrasive film wound on the other side spool 15, a support device 16 for supporting the other spool 15 for winding the abrasive film, and the spool 12 on the one side. The abrasive film on the surface of the workpiece which rotates or parallel moves the guide roller 14 for guiding the abrasive film released from the roller to the contact roller 18 more flexibly, and the abrasive film guided from the guide roller 14. A plurality of contact rollers 18 to pressurize through them, a back and forth cylinder for contacting the abrasive film conveyed by the contact rollers 18 with the surface of a workpiece which rotates or parallel moves, and a rotary motion Or a rocking device 17 having an eccentricity for oscillating the abrasive film being conveyed from side to side by oscillating the contact roller 18 from side to side with respect to the parallel surface of the workpiece and the surface of the workpiece with rotational or parallel movement. It consists of a coolant supply device built in the contact roller to supply.
도 2는 본명에 따른 순차제어를 이용한 자동화 방법이 적용되는 필름 형태의 연마재를 사용하는 초정밀 연마기의 세부 구성도로 전체적인 동작 및 구성요소는 상기 제 1도와 같다.Figure 2 is a detailed configuration of the ultra-precision polishing machine using an abrasive in the form of film to which the automated method using the sequential control according to the present invention the overall operation and components are the same as the first diagram.
도 3은 필름 형태의 연마재를 사용한 연마기에 적용되는 본명에 따른 순차제어를 이용한 자동화 흐름도이다.3 is an automated flowchart using sequential control according to the present invention applied to the polishing machine using the abrasive in the form of a film.
전원인가(31)되고 회전운동 또는 평행운동하는 가공물의 특성에 따른 연마 필름의 이송속도 및 요동운동 정도를 설정한 후 스위치를 눌러 자동운전(32)으로 하면, 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 접촉롤러에 내장된 냉각재 공급장치로부터 냉각재를 공급하는 제 1 과정(33), 상기 제 1 과정에 이어 하우징(11)에 내재된 회전동력을 전달하는 구동장치(13)에 의해 일측의 스풀(12)에 권회된 연마 필름을 타측의 스풀(15)에 감음으로써 상기 연마 필름을 접촉 롤러(18)를 통해 이송하는 제 2 과정(34), 상기 제 2 과정에 이어 실린더에 의해 상기 접촉 롤러(18)를 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마필름을 개재하여 접촉시키는 과정(35), 상기 제 3과정에 이어 상기 접촉 롤러(18)에 이송되고 있는 연마 필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 편심을 갖는 요동장치(17)에 의해 좌우로 요동운동을 하도록 하는 제 4 과정(36)에 의해서 가공물의 연마(37)가 이루어진다.After setting the feed speed and rocking motion of the abrasive film according to the characteristics of the workpiece to be powered 31 and rotating or parallel movement, press the switch to automatically operate 32, the surface of the rotating or parallel movement The spool 12 on one side by the first process 33 for supplying the coolant from the coolant supply device built into the contact roller, and the drive device 13 for transmitting the rotational power inherent in the housing 11 following the first process. The second step 34 of transferring the abrasive film through the contact roller 18 by winding the abrasive film wound on the other side of the spool 15, the contact roller 18 by the cylinder following the second step ) Contacting the surface of the workpiece to rotate or parallel movement through the abrasive film (35), the workpiece to rotate or parallel movement of the abrasive film transferred to the contact roller 18 following the third process By the fourth step 36 so that the swinging motion from side to side by a swing device 17 having an eccentric with respect to the surface takes place the removal 37 of the workpiece.
이때 실린더에 의한 상기 접촉 롤러(18)를 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 접촉시키는 상기 제 3과정(35)과 상기 접촉 롤러에 이송되고 있는 연마 필름을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 대해 편심을 갖는 요동장치(17)에 좌우로 요동운동을 하도록 하는 상기 제 4 과정(36)은 거의 동시에 일어나지만 회전운동 또는 평행운동하는 가공물 표면에 연마 필름을 개재하여 상기 접촉 롤러(18)가 접촉 전에만 두 동작이 일어나면 관계가 없기 때문에 다소의 시간차 및 순서적인 뒤바뀜이 있어도 문제가 되지 않는다.At this time, the third process (35) of contacting the contact roller (18) by the cylinder to the surface of the workpiece in rotational or parallel motion and the surface of the workpiece in the rotational or parallel motion of the abrasive film conveyed to the contact roller. The fourth process 36, which causes the eccentric rocking device 17 to oscillate from side to side, occurs almost simultaneously, but the contact roller 18 contacts with the surface of the workpiece which is rotating or parallel, via an abrasive film. It is not a problem if there are some time differences and sequential reversals since the two actions have only been related before.
가공물의 연마가 종료(38)되면 가공물 연마(37)를 위한 역과정으로 요동운동(36)이 정지되고, 가공물 표면에 연마필름을 개재한 접촉롤러의 접촉(35)이 해제하고, 연마필름의 이송(34)을 정지하고, 냉각재의 공급(33)을 중단됨으로써 자동모드 동작(32)이 해제된다.When the polishing of the workpiece is finished 38, the swinging motion 36 is stopped in the reverse process for the polishing of the workpiece 37, and the contact 35 of the contact roller through the abrasive film on the surface of the workpiece is released, The automatic mode operation 32 is released by stopping the feed 34 and stopping the supply of coolant 33.
필름 형태의 연마재를 사용하는 초정밀 연마기의 공정을 수동조작에 의해서 개별적으로 동작되게 함으로써 순서의 오동작 및 공정진입의 시간차 등에 의해 표면조도의 비균일성이 나타날 뿐만아니라 품질의 저하되는 현상을 회전운동 또는 평행운동하는 가공물에 따른 환경 설정에 따라 냉각재의 공급, 연마 필름 이송, 실린더의 전후진에 의한 가공물 표면에 연마 필름을 개재하여 접촉롤러를 접촉시키고 접촉 롤러의 좌우요동이 순차적으로 일어나게 함으로써 표면 조도의 균일성 및 품질의 표준화를 꽤할 수 있었으며 작업의 편이성과 정교성을 가져올 수 있었다.The process of the ultra-precise grinder using the film-type abrasive material is operated individually by manual operation, so that the surface roughness is not only uniformed due to the malfunction of the sequence and the time difference of the process entry, but also the degradation of the quality is caused by the rotational movement or According to the environment setting according to the parallel moving workpiece, the contact roller is contacted to the workpiece surface by the supply of the coolant, the abrasive film transfer, and the cylinder forward and backward through the abrasive film, and the left and right swings of the contact roller occur sequentially. The standardization of uniformity and quality could be quite reasonable, resulting in ease of work and elaboration.
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