KR20020035773A - 원판형 공작물의 외주연마장치 및 연마방법 - Google Patents
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Abstract
오목형 원호형상의 작업면(22)을 보유하는 한 쌍의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)를, 척수단(12)에 유지되어 회전하는 원판형 공작물(1)의 직경방향 양측이 대향하는 위치에, 각 연마부재의 축선을 상기 공작물(1)의 축선(L)에 대하여 경사지게 배치하므로써, 한쪽의 연마부재(13a)의 작업면(22)을 공작물(1)의 표면측의 가장자리(2a)에 접촉시키는 동시에, 다른 쪽의 연마부재(13b)의 작업면(22)을 공작물(1)의 이면측의 가장자리(2b)에 접촉시켜 상기 양 가장자리(2a, 2b)를 연마한다.
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼나, 알루미늄 또는 세라믹등으로 이루어지는 자기 디스크기판, 또는 유리등으로 이루어지는 광디스크과 같은, 실질적으로 원판형인 공작물의 모따기 가공된 외주 가장자리를 경면연마하기 위한 수단에 관한 것이다.
도 8에서는, 경취가공된 외주가장자리(2a,2b)를 표리양면에 보유하는 원판형 공작물(1)이 표시되어 있다. 이와 같은 공작물(1)의 외주 가장자리(2a,2b)를 연마하는 외주 가장자리의 연마장치는, 예컨대 일본 특허공개 평성2-301135호 공보 또는 일본 특허공개 평성3-26459호 공보등에 개시되어 있는 바와 같이, 종래로부터 공지되어져 있다. 그런데, 이들 공지의 연마장치는 모두, 연마포를 점착한 드럼형 또는 원판형의 연마부재를 공작물의 외주에 압착하여 연마하는 방법이기 때문에, 연마부재와 공작물의 접촉이 실질적으로 한 점만이 점접촉으로 되고, 이 때문에 연마효율이 떨어지고, 생산성이 저하된다는 결점이 있었다.
따라서, 이와같은 문제를 해결하기 위해서, 일본 특허공개 평성7-40214호 공보에는, 원호형상의 작업면을 보유하는 연마부재(버프:buff)를 사용하여 공작물의 외주 가장자리를 연마하도록 한 것이 제안되어있다. 이 연마장치에 의하면, 원호형상의 작업면을 공작물의 외주에 선접촉시켜서 연마할 수 있기 때문에, 연마효율이 좋고, 단시간에 연마할 수 있는 잇점이 있다.
그러나, 이 개량형의 연마장치는, 연마부재의 작업면에 오목홈을 형성하고, 이 오목홈내에 공작물의 외주를 끼어 넣어서, 상기 공작물의 양면의 외주 가장자리(2a,2b)와 이들의 가장자리 사이에 위치하는 외주면(3)을 오목홈의 양측벽과 저벽에 밀착해서 한번에 연마하는 방법이기 때문에, 다음과 같은 문제점이 있다.
(a) 공작물의 외주 가장자리는 경사져서 있기 때문에, 이 가장자리가 오목홈의 양면벽에 경사로 눌려지는 힘은, 공작물의 외주면이 오목홈의 저벽에 수직으로 눌려지는 힘보다 작고, 공작물의 연마효율이 떨어진다. 특히, 연마부재가 마모하면 한층 가장자리에 연마하중이 가해지기 어렵게 된다.
(b) 공작물의 외주형상이나 가장자리의 모따기각(θ)등에 따라서 오목홈의 깊이나 형상등을 바꾸지 않으면 안됨으로, 홈 절삭가공이 대단히 번거로움과 아울러, 깊이나 형상 등이 다른 복수종류의 연마부재를 용이하게 해야만 하기 때문에, 관리도 문제점으로 된다.
(c) 연마시에 공작물과 홈부의 위치를 일치시키지 않으면 안되기 때문에, 동작제어가 까다롭다.
본 발명의 과제는, 상술한 종래장치의 문제점을 해소하고, 원호형상의 작업면을 보유하는 연마부재를 사용하여 공작물의 외주 가장자리를 단시간에 효율적이고 또한 확실하게 연마할 수 있도록 하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 외주연마장치는 모따기 가공된 외주 가장자리를 표리양면에 보유하는 원판형 공작물을 고정(chuck)하여 축선의 주위로 회전시키는 척수단과, 상기 가장자리를 연마하기 위한 원호형상의 작업면을 보유하는 한쌍의 가장자리용 연마부재와, 공작물의 외주면을 연마하기 원호형상의 작업면을 보유하는 하나 이상의 외주면용 연마부재를 포함하고, 상기 한쌍의 가장자리용 연마부재는, 각각의 축선을 척수단에 유지된 공작물의 축선에 대하여 경사지게 함으로써, 한쪽의 연마부재의 작업면이 공작물의 표면측의 가장자리에 접촉하고, 다른 쪽의 연마부재의 작업면이 공작물의 다른 쪽 표면측의 가장자리에 접촉하도록배치되고, 상기 외주면용 연마부재는 상기 가장자리용 연마부재와는 다른 위치에 축선을 공작물의 축선과 평행하게 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 보유하는 본 발명의 연마장치에 의하면, 연마부재의 원호형상을 한 작업면을 공작물 외주에 선접촉시킬 수 있는 동시에, 한 쌍의 연마부재를 공작물의 양면의 가장자리에 서로 균등한 힘으로 확실하게 밀착하여 연마할 수가 있기 때문에, 연마효율이 좋고, 단시간에서 가장자리를 연마할 수가 있다. 또한, 상기 작업면에는 오목홈을 형성할 필요가 없기 때문에, 연마부재의 구성이 간단하고, 홈가공을 할 필요가 없고, 공작물의 접촉위치의 변경도 간단히 행할 수 있다.
본 발명이 구체적인 구성형태에 의하면, 상기 가장자리용 연마부재의 작업면은 경사진 상태에서 공작물의 상기 가장자리에 선접촉하는 오목한 곡면으로 형성되는 동시에, 상기 외주면용 연마부재의 작업면은 공작물의 상기 외주면에 선접촉하는 오목한 곡면으로 형성되어 있고, 이들 각 작업면은 연마위치를 임의로 변경할 수 있도록 공작물의 단부가 끼어 맞춰지는 오목홈이 형성되어 있지 않다.
본 발명의 하나의 실시형태에 의하면, 상기 연마장치가 한 쌍의 가장자리용 연마부재와 한 쌍의 외주면용 연마부재를 보유하고 있고, 이들 2쌍의 연마부재가 상기 척수단 주위의 서로 90°다른 위치에 각각 대향하도록 배치되어 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 상기 연마장치가 한 쌍의 가장자리용 연마부재와 하나의 외주면용 연마부재를 보유하고, 이들 연마부재가 상기 척수단의 주위로 실질적으로 120°간격으로 배치되어 있다.
본 발명의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 연마장치는 상기 가장자리용연마부재를 연마장치의 축선과 평행하게 이동시키기 위한 이동기구와, 상기 연마부재를 상기 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구와, 상기 연마부재를 공작물의 외주가장자리에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하는 동시에, 상기 외주면용 연마부재를 연마장치의 축선과 평행하게 이동시키기 위한 이동기구와, 상기 연마부재를 상기 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구와, 상기 연마부재를 공작물의 외주면에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하고 있다.
상기 가장자리용 연마부재의 이동기구는 기체에 회전 가능하게 지지되어 모터로 구동회전되는 볼나사와, 이 볼나사의 회전에 의해 전후진하는 너트부재와, 이 너트부재에 연결되어 상기 너트부재와 함께 이동하는 가동테이블를 보유하고, 또한, 상기 선형 안내기구는 이 가동테이블상에 상기 연마부재를 이동 가능하게 지지하고, 또한, 상기 하중수단은 에어실린더 또는 추 중 어느 하나로 상기홀더를 밀도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 연마장치는 상기 가장자리용 연마부재와 척수단을 공작물의 축선방향으로 상대적으로 이동시키기 위한 이동기구와, 가장자리용 연마부재를 연마장치의 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형안내기구와, 외주가장자리에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하는 동시에, 상기 외주면용 연마부재를 연마장치의 축선과 평행하게 이동시키기 위한 이동기구와, 상기 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형안내기구와, 공작물의 외주면에 접촉하는 방향으로 미는 것에의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하고 있다.
본 발명에 있어서는, 또한, 모따기 가공된 외주가장자리를 보유하는 원판형공작물을 축선의 주위로 회전시키면서, 원호형상의 작업면을 보유하는 한 쌍의 가장자리용 연마부재와 하나 이상의 외주면용 연마부재를 사용하여, 상기 한 쌍의 가장자리용 연마부재의 축선을 척수단에 유지된 공작물의 축선에 대하여 경사지게 함으로써, 한 쪽의 연마부재의 작업면을 공작물의 표면측의 가장자리에 접촉시키는 동시에 다른 쪽의 연마부재의 작업면을 공작물의 이면측의 가장자리에 접촉시키고, 또한, 상기 외주면용 연마부재의 축선을 공작물의 축선과 평행하게 향하도록 함으로써 상기 연마부재의 작업면을 공작물의 외주면에 접촉시키고, 이들 가장자리용 연마부재 및 외주면용 연마부재를 하중수단으로 공작물에 밀착함으로써 연마하중을 가하면서, 이들 연마부재에 의해서 상기 공작물의 외주 가장자리와 외주면을 동시에 연마하는 것을 특징으로 하는 원판형 공작물의 외주연마방법이 제공된다.
도 1은, 본 발명의 연마장치에 있어서 공작물과 4개의 연마부재의 위치관계를 개략적으로 나타내는 평면도;
도 2는, 도 1에 있어서 A-A선에서의 단면도;
도 3은, 도 1에 있어서 B-B선에서의 단면도;
도 4는, 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 가장자리용 연마계의 단면도;
도 5는, 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 외면용 연마계의 단면도;
도 6은, 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 가장자리용 연마계의 단면도;
도 7은, 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 외면용 연마계의 단면도;
도 8은, 연마대상인 공장물의 일례를 나타내는 측면도이다.
이하, 본 발명에 관한 외주연마장치의 바람직한 기능의 실시예를 도면을 기초하여 설명한다. 도 1∼도 3은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 것으로, 이 제1 실시예의 연마장치(10A)는, 도 8에 나타낸 바와 같은 외주 가장자리(2a,2b)가 모따기 가공된 원형상 공작물(1)을 고정(chuck)하여 축선(L)의 주위로 회전시키는 하나의 척수단(12)과, 상기 척수단(12)에 유지된 공작물(1)의 가장자리(2a,2b)를 연마하기 위한 한쌍의 가장자리용 연마부재(13a,13b)와, 공작물(1)의 외주면(3)을 연마하기 위한 다른 한쌍의 외주면 연마부재(14a,14b)를 포함하고 있다.
또한, 본 발명에 있어서 「원판형의 공작물」이라함은, 완전한 원형뿐만 아니라, 외주의 일부에 오리엔테이션 플랫과 같은 직선부나 노치등을 보유하는 것이나, 중심 구멍을 보유하는 것 등, 실질적으로 원판형을 한 것이라면 그 범주에 포함된다. 또한, 가장자리(2a, 2b)는 완전히 평평하지 않아도 좋고, 볼록형상으로 만곡한 곡면이더라도 좋다.
상기 척수단(12)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 공작물(1) 보다 약간 작은 직경의 원반모양을 하는 척테이블(16)를 보유하고, 이 척테이블(16) 상에 상기 공작물(1)을, 진공흡착에 의해서 외주가 상기 척테이블(16)로부터 측방으로 돌출한 상태에서 수평하게 유지하도록 되어 있다. 따라서, 상기 척테이블(16)의 상면에는 복수의 흡착구멍이 형성되어, 이 흡착구멍이 지축(17)내의 유로로 부터 접속포트(18)를 지나 도시되지 않은 진공펌프에 접속되어 있다. 또한, 상기 지축(17)은 기체(11)상에 베어링부재(19)에 의해서 연직인 상기 축선(L)의 주위로 회전 가능하게 지지되고, 모터(20)에 의해 소정의 속도로 정반대의 소정의 방향으로 구동회전하도록 되어 있다.
또한, 상기 척테이블(16)상으로 공작물(1)을 고정하는 수단은, 상술한 바와 같은 진공흡착에 한정되지 않고, 정전기에 의한 부착력을 이용하는 정전척이나, 그 밖의 적당한 방법을 이용할 수 있고, 공작물(1)이 원 고리형상을 하고 있는 경우에는, 중심구멍에 클로(claw)를 걸어 고정하는 내주척을 이용할 수도 있다.
상기 가장자리용 연마부재(13a, 13b)는, 금속이나 합성 수지 또는 세라믹 등으로 이루어지는 경질의 기재에 원호형상의 구덩이를 형성하고, 이 구덩이의 내면에 유연성이 있는 연마패드(23)를 점착함으로써, 공작물(1)의 외주에 선접촉하는 오목한 원호형상의 작업면(22)을 형성한 것으로, 이 작업면(22)의 표면은, 공작물이 접촉하는 연마용의 오목홈이 원호를 따라서 설치되고 있지 않은 표면으로 되어있다. 그러나, 연마재 슬러리의 흐름을 좋게하기 위한 복수의 슬러리 홈을 연마부재의 축선과 평행하거나 기울어지는 방향으로 설치할 수 있다. 그리고, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 2개의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)가, 도 1로부터도 알 수 있듯이, 상기 척수단(12)에 유지된 공작물(1)의 직경방향 양측의 대향하는 위치에, 각각의 축선을 공작물(1)의 축선(L)에 대하여 경사지게 함으로써, 제1 연마부재(13a)의 작업면(22)이 공작물(1)의 표면측의 가장자리(2a)에 전폭에 걸치어 접촉하고, 제2 연마부재(13b)의 작업면(22)이 공작물(1)의 이면측의 가장자리(2b)에 전폭에 걸쳐 접촉하도록 배치되어 있다. 이 때, 각 연마부재(13a, 13b)의 작업면(22)은, 공작물(1)의 외주가장자리(2a, 2b)에 각각 선접촉하여 상기 가장자리(2a, 2b)를 연마하게 된다.
상기 연마부재(13a, 13b)에 있서서의 작업면(22)의 원호길이는, 공작물(1)의 원주길이의 1/4 또는 그 이하인 것이 바람직하고, 또한, 상기 작업면(22)의 원호의 곡율은, 공작물(1)의 원주의 곡율과 동일하거나 또는 그 보다 약간 작게 형성되어 있다.
상기 연마장치(10A)는 또, 상기 가장자리용 연마부재(13a, 13b)를 각각의 축선과 평행하게, 즉 공작물의 외주가장자리(2a, 2b)의 경사에 거의 일치한 방향으로 이동시키기 위한 이동기구(26, 26)와, 상기 축선과 직각방향, 즉 공작물의 외주 가장자리(2a, 2b)에 접촉하는 방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구(27),27와, 각 연마부재(13a, 13b)를 외주가장자리(2a, 2b)에 당접하는 방향으로 밀어서 연마하중을 가하는 하중수단(28, 28)을 보유하고 있다.
상기 이동기구(26)는, 연마작업의 개시때나 종료때 등에 연마부재(13a, 13b)를 이동시켜서 공작물(1)에 당접 또는 이간시키거나, 연마시의 공작물(1)에 대한 연마부재의 접촉위치를 변경하거나 하기 위한 것으로, 기체(11)에 설치된 브래킷(30)상에 상기 연마부재(13a, 13b)의 축선과 평행하게 설치된 볼나사(31)와, 이 볼나사(31)를 타이밍 벨트(32)를 통하여 회전시키는 모터(33)와, 상기 볼나사(31)에 레지 결합하여서 상기 볼나사(31)의 회전에 의해 전후진하는 너트부재(34)와, 이 너트부재(34)로 아암(35a)에서 연결되어 함께 이동하는 가동 테이블(35)과, 이 가동 테이블(35)의 이동을 가능하게 지지하는 접동기구(36)를 보유하고 있다. 그리고 상기 가동 테이블(35)상에 상기 연마부재(13a, 13b)가, 상기선형 안내기구(27)를 개재하여 지지되어 있다. 상기 접동기구(36)는, 브래킷(30) 상에 상기 볼나사(31)와 평행하게 설치된 레일(36a)과, 상기 가동 테이블(35)에 부착된 상기 레일(36a) 상을 연동하는 슬라이더(36b)로 구성되어 있다.
또한, 상기 선형 안내기구(27)는 상기연마부재(13a, 13b)를 유지하는 홀더(39)에 설치되어, 연마부재(13a, 13b)의 축선과 직각방향으로 뻗어있는 레일(27a)과, 상기 가동테이블(35)에 부착되어 상기 레일(27a) 상을 이동할 수 있는 슬라이더(27b)를 보유하고 있다. 그러나 이들의 레일(27a) 및 슬라이더(27b)는, 상술한 경우와는 반대로, 레일(27a)을 가동테이블(35)에 설치하고, 슬라이더(27b)를 홀더(39)에 설치하여도 좋다.
게다가, 상기 하중수단(28)은, 에어실린더(40)에 의해 구성되어 있고, 이 에어실린더(40)가 상기 가동테이블(35)에 부착되고, 피스톤로드(40a)가 상기 연마부재(13a, 13b) 측에 연결되어 있다. 그리고, 이 에어실린더(40)에 압력조정된 압축공기를 공급 또는 배출하여 피스톤 로드(40a)를 신장 또는 단축시키고, 연마부재(13a, 13b)를 공작물(1)에 밀착함으로써, 조압된 공기압에 의해서 상기 연마부재(13a, 13b)와 공작물(1)의 사이에 소정의 연마하중을 작용시키도록 구성되어 있다.
이와 같이 하여, 상기 가장자리용 연마부재(13a, 13b)는, 도 2에 있어서, 이동기구(26)에 있어서의볼나사(31)를 회전시켜 연마부재(13a, 13b)를 각각의 축선에 따라 오른쪽방향 또는 왼쪽방향으로 이동시킴으로써, 연마중 또는 연마개시때에, 공작물(1)이 접촉하는 작업면(22)상의 위치를 적절히 변경할 수가 있다. 이 경우, 하중수단(28)에 있어서는, 상기 연마부재(13a, 13b)의 이동에 따라서 에어실린더(40)가 제어되고, 소요되는 연마하중이 얻어지도록 피스톤로드(40a)의 신축길이가 조정된다. 또한, 연마작업의 개시때나 종료때 등에는, 제1 연마부재(13a)를 오른쪽방향으로, 제2 연마부재(13b)를 왼쪽방향으로 이동시킴으로써, 이들의 연마부재(13a, 13b)를 공작물(1)로부터 이간시켜 척수단(12)에 대한 상기 공작물(1)의 공급 및 취출을 행할 수 있다. 이 경우, 이면(하면)측의 가장자리(2b)에 접촉하는 제2 연마부재(13b)는 그대로의 위치에 유지되거나, 또는 하중수단(28)의 피스톤 로드(40a)를 단축시켜서 가장자리(2b)로부터 이간시킨 상태로 하고, 표면(상면)측의가장자리(2a)에 접촉하는 제1 연마부재(13a)만을, 상기 이동기구(26)를 동작시켜서 공작물(1)로부터 떨어지는 위치까지 이동시키여도 좋다.
한편, 상기 외주면용 연마부재(14a, 14b)는, 도 3에 한쪽의 연마부재(14a)에 대하여 대표적으로 나타내는 바와 같이, 상기 가장자리용 연마부재(13a, 13b)와 실질적으로 동일한 구성의 작업면(42), 즉 연마용의 오목홈이 형성되어 있지 않은 표면을 갖는 오목형 원호형상의 작업면(42)을 보유하는 것으로, 이들의 외주면용 연마부재(14a, 14b)가, 상기 가장자리용 연마부재(13a, 13b)와는 90°다른 위치에, 각각의 축선을 공작물(1)의 축선(L)과 평행하게 향하여 상기 공작물(1)의 직경방향양측으로 배치되고, 이들의 작업면(42)을 공작물(1)에 직각으로 접촉시킴으로써 외주면(3)(도8참조)에 선접촉시켜 연마하는 것이다.
상기 외주면용 연마부재(14a, 14b) 에서의 작업면(42)의 원호의 길이는, 공작물(1)의 원주의 길이의 1/4이거나, 또는 그 이하인 것이 바람직하고, 또한 작업면(42)의 원호의 곡율은 공작물(1)의 원주의 곡율과 동일한 것이 바람직하지만, 그것보다 약간 작더라도 좋다.
상기 외주면용 연마부재(14a, 14b)에는, 각 연마부재를 각각의 축선과 평행하게 이동시키기 위한 이동기구(43)와, 상기 축선과 직각 방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구(44)와, 각 연마부재를 공작물(1)에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단(45)이 설치되어 있다.
이 중 상기 이동기구(43)는, 연마부재(14a, 14b)의 축선과 평행히 연기되는 볼나사(47)와, 이 볼나사(47)를 회전시키는 모터(48)와, 이들의 볼나사(47) 및 모터(48)를 지지하는 가동테이블(49)과, 상기 볼나사(47)에 나사결합하여 상기 볼나사(47)의 회전에 의해 전후진하는 너트부재(50)와, 이 너트부재(50)에 연결되어 함께 이동하는 지지부재(51)와, 이 지지부재(51)의 이동을 안내하는 접동기구(52)를 보유하고 있고, 상기 지지부재(51)에 상기 연마부재(14a, 14b)가 홀더(53)를 통해 부착되어 있다. 그리고, 상기 접동부재( 52)는, 상기 가동 테이블(49)상에 상기 볼나사(47)와 평행하게 설치된 레일(52a)과, 상기 지지부재(51)에 부착되어 상기 레일(52a) 상을 접동하는 슬라이더(52b)로 구성되어 있다.
또한 상기선형 안내기구(44)는, 기체(11)상에 설치되어 상기연마부재(14a, 14b)의 축선과 직각방향으로 연장되는 레일(44a)과, 상기 가동테이블(49)에 부착도어 상기레일(44a) 상을 자유롭게 이동하는 슬라이더(44b)를 보유하고 있다.
게다가, 상기 하중수단(45)은, 에어실린더(54)에 의해 구성되어 있고, 상기 에어실린더(54)가 상기 기체(11)에 부착되는 동시에, 피스톤로드(54a)가 상기 가동테이블(49)에 연결되어, 공기압에 의해서 연마부재(14a, 14b)와 공작물(1)의 사이에 소정의 연마하중을 작용시키도록 되어 있다.
이리하여 상기 외주면용 연마부재(14a, 14b)는, 도 3에 있어서, 이동기구(43)를 동작시켜 상하 이동시킴으로써, 연마중 또는 연마개시때에 공작물(1)이 접촉하는 작업면(42)의 위치를 변경할 수가 있다. 또한, 연마작업의 개시때나 종료때 등에는, 하중수단(45)에 있어서의 에어실린더(54)의 피스톤로드(54a)를 단축하여 연마부재(14a, 14b)를 공작물(1)로부터 이간시킴으로써, 척수단(12)에 대한 상기 공작물(1)의 공급이나 취출을 행할 수 있다.
상기 구성을 보유하는 연마장치는, 한 쌍의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)와 다른 한 쌍의 외주면용 연마부재(14a, 14b)에 있어서의 원호형상을 한 작업면(22) 및 (42)을 공작물(1)의 외주에 선접촉시켜 연마할 수가 있기 때문에, 연마효율이 좋고, 단시간으로 가장자리(2a, 2b)와 외주면(3)을 연마할 수가 있다. 특히, 상기 한쌍의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)를 공작물(1)의 축선(L) 에 대하여 경사지게 하는 것에 의해, 한쪽의 연마부재(13a)를 공작물(1)의 표면측의 가장자리(2a)에 누르고, 다른 쪽의 연마부재(13b)를 이면측의 가장자리(2a, 2b)에 누르도록 하고 있기 때문에, 이들의 연마부재(13a, 13b)를 공작물(1)의 양면의 가장자리(2a, 2b)에 서로 균등한 힘으로 확실하게 누룰 수 있다. 또한, 상기작업면(22,42)에는 오목홈을 형성할 필요가 없기 때문에, 연마부재의 구성이 간단하고 홈절삭가공도 필요하지 않고, 공작물(1)의 접촉위치의 변경도 간단히 행할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 연마장치의 제2 실시예를, 가장자리용 연마계와 외주면용 연마계로 나누어서 나타낸 것으로, 이 연마장치(10B)가 상기 제1 실시예의 연마장치(10A)와 다른 점은, 각각의 연마계에서의 하중수단(28,45)이 추로 구성되어 있는 점이다.
즉, 도4에 나타낸 가장자리용 연마계에 있어서의 하중수단(28)의 경우는, 제1 연마부재(13a)를 지지하는 홀더(39)에 끈(57)의 일단이 연결되고, 이 끈(57)의 타단은, 선형 안내기구(27)의 레일(27a)과 평행하게 경사 위쪽으로 향하여 연장된 후, 브래킷(30)에 부착된 풀리(58)에 감겨져 연직으로 향하였던 것을 바꾸고, 그하단에 중량조절이 가능하도록 추(59)가 매달아져서, 이 추(59)의 중력으로 상기 제1 연마부재(13a)가 상기 레일(27a)을 따라서 경사 아래쪽으로 미는 것에 의해, 이 제1 연마부재(13a)에 의한 연마 하중이 설정되게 되어 있다. 한편, 제2 연마부재(13b)에 있어서는, 홀더(39)에 일단이 연결된 끈(57)이, 선형 안내기구(27)의 레일(27a)과 평행하게 경사 위쪽으로 향하여 인도된 후, 브래킷(61)으로 기체(11)에 지지된 풀리(58)에 감겨져서 아래쪽으로 향하였던 것을 바꾸고, 그 하단에 추(59)가 매달아져 있고, 이 추(59)의 중력으로 상기 제2 연마부재(13b)가 경사 윗방향으로 미는 것에 의해, 소정의 연마하중이 부여되게 되어 있다.
또한, 외주면용 연마계의 하중수단(45)에 있어서는, 도 5에 한쪽의 연마부재(14a)에 대해서 대표적으로 나타내는 바와 같이, 가동테이블(49)의 단면에 끈(57)의 일단이 연결되고, 상기 끈(57)의 타단은, 일단 척수단(12)측으로 향해서 수평하게 연장된 후 기체(11)상의 풀리(58)에 감겨져서 아랫방향으로 방향을 바꾸고, 그 하단에 추(59)가 매달아져 있고, 이 추(59)의 중력으로 가동테이블(49)이 공작물(1)측으로 향하여 밀어짐으로써, 소정의 연마하중이 부여되게 되어 있다.
또, 이와 같이 하중수단(28,45)을 추(59)로 구성하는 경우, 비연마때에 각 연마부재(13a, 13b) 및 (14a, 14b)를 공작물(1)로부터 이간한 위치에 유지할 수 있도록, 상기 홀더(39)및 가동테이블(49)를 일정거리 후퇴시키고 정지시키기 위한 기구를 설치해 두는 것이 바람직하다.
제2 실시예의 상기 이외의 구성 및 작용에 대해서는 실질적으로 제1 실시예와 동일하기 때문에, 주요인 동일구성부분에 제1 실시예와 동일한 부호를 붙여서그 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명에 관한 연마장치의 제3 실시예를, 가장자리용 연마계에 관하여 나타내는 것으로, 이 연마장치(10C)가 상기제1 실시예의 연마장치(10A)와 다른 점은, 척수단(12)이 이동기구(64)에 의해서 축선(L) 방향으로 이동가능하다는 점이다.
상기 이동기구(64)는, 기체(11)상의 브래킷(65)에 상기공작물(1)의 축선(L)과 평행하게 설치된 볼나사(66)와, 이 볼나사(66)를 회전시키는 모터(67)와, 상기볼나사(66)에 나사결합되어서 상기 볼나사(66)의 회전에 의해 전후진하는 너트부재(68)와, 이 너트부재(68)에 연결되어 함께 이동하는 지지대(69)과, 이 지지대(69)를, 이동 가능하게 지지하는 접동부재(70)를 보유하고, 상기 지지대(69)상에, 상기 척수단(12)의 지축(17)을 회전 가능하게 지지하는 베어링부재(19)와 이 지축(17)을 구동하는 모터(20)가 설치되어 있다. 그리고 상기 접동부재(70)는, 상기 브래킷(65)에 상기 볼나사(66)와 평행하게 설치된 레일(70a)과, 상기 지지부재(51)에 설치되어 상기 레일(70a)상을 접동하는 슬라이더(70b)로 구성되어 있다.
한편, 한 쌍의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)는 모두, 기체(11)상의 브래킷(72)과 홀더(39)의 사이에 설치된 선형 안내기구(27)에 의해서 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지되고, 상기 브래킷(72)과의 사이에 하중수단(28)을 구성하는 에어실린더(40) 및 피스톤 로드(40a)가 설치되어 있다.
이 제3실시예에 있어서는, 2개의 하중수단(28)에 있어서의 한쪽의 피스톤 로드(40a)를 신장시키는 동시에, 다른 쪽의 피스톤 로드(40a)를 단축시키고, 또한 척수단(12)을 축선(L) 방향으로 이동시킴으로써, 공작물(1)이 각 가장자리용 연마부재(13a, 13b)의 작업면(22)에 접촉하는 위치를 변경할 수가 있다. 또한, 척테이블(16)에 대한 공작물(1)의 공급 및 취출은, 연마부재(13a)측의 피스톤 로드(40a)를 신장시키는 동시에 연마부재(13b) 측의 피스톤 로드(40a)를 단축시켜, 이들의 연마부재(13a, 13b)를 공작물(1)로부터 이간시킴으로써 행할 수 있다.
도시한 예에서는, 척수단(12)이 이동기구(64)로 축선(L) 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있지만, 브래킷(72)을 상기 이동기구(64)에 지지시킴으로써 의해, 각 연마부재(13a, 13b)를 축선(L) 방향으로 이동 가능하게 할 수 있다.
제3 실시예의 상기 이외의 구성 및 작용은, 외주면용 연마계를 포함해서 실질적으로 제1 실시예와 동일하기 때문에, 주요 동일 구성부분에 제 1실시예와 같은 부호를 붙여 그 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명에 관한 연마장치의 제 4실시예를, 가장자리용 연마계에 대해서 나타내는 것으로, 이 연마장치(10D)는, 하중수단(28)이 추로 구성되어 있는 점에서 상기 제 3실시예와 다르다.
즉, 제1 연마부재(13a)를 지지하는 홀더(39)에 끈(57)의 일단이 연결되고, 이 끈(57)의 타단은, 선형 안내기구(27)의 레일(27a)과 평행하게 경사 아래쪽으로 향하여 연장된 후, 기체(11)에 설치된 풀리(58)에 감겨져서 연직으로 향한 것을 바꾸고, 그 하단에 추(59)가 매달려져 있다. 또한, 제2 연마부재(13b)에 있어서는, 홀더(39)에 일단이 연결된 끈(57)이, 선형 안내기구(27)의 레일(27a)과 평행하게경사 윗쪽으로 향하여 인도된 후, 브래킷(61)으로 기체(11)상에 지지된 풀리(58)에 감겨져서 아래쪽으로 향한것을 바꾸고, 그 하단에 추(59)가 매달려져 있다.
이 제4실시예에 있어서의 가장자리용 연마계의 상기 이외의 구성 및 작용등은, 실질적으로 제3 실시예와 동일하기 때문에, 주요 동일 구성부분에 제3 실시예와 동일한 부호를 붙여 그 설명은 생략한다. 또한, 외주면용 연마계에 관해서는, 도 5에 나타내는 제2 실시예와 실질적으로 동일하다.
상기 각 실시예에 있어서는, 한 쌍의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)와 한 쌍의 외주면용 연마부재(14a, 14b)를 보유하고, 이들의 연마부재가 90°다른 위치에 대향하도록 배치되어 있지만, 가장자리용 연마부재 및 외주면용 연마부재는 각각 하나만 있어도 좋다. 즉, 하나의 가장자리용 연마부재(13a)와 하나의 외주면용 연마부재(14a)를 구비하고 있더라도, 하나의 가장자리용 연마부재(13a)와 2개의 외주면용 연마부재(14a, 14b)를 구비하고 있더라도, 2개의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)와 하나의 외주면용 연마부재(14a)를 구비하고 있더라도 좋다.
또, 예컨대 2개의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)와 하나의 외주면용 연마부재(14a)를 구비하는 경우, 도 1에 있어서 대향하는 2개의 외주면용 연마부재(14a, 14b)의 한쪽을 생략하여도 좋지만, 한 쌍의 가장자리용 연마부재(13a, 13b)와 하나의 외주면용 연마부재(14a)를, 공작물의 외주를 거의 3분할한 크기로 형성하여, 그들을 120°간격으로 배치하여도 좋다.
혹는, 또, 상기 가장자리용 연마부재(13a, 13b)의 작업면(22)에 점착한 연마패드(23)로서, 공작물(1)의 외주면(3)이 약 1/2폭만큼 가라앉은 정도의 두께와 유연성을 가진 것을 사용함으로써, 한쪽의 연마부재(13a)로 표면측의 가장자리(2a)와 함께 상기 외주면(3)의 표면측의 반을 연마하고, 다른 쪽의 연마부재(13b)로 이면측의 가장자리(2b)와 함께 외주면(3)의 이면측의 반을 연마할 수가 있기 때문에, 외주면용 연마부재를 생략할 수도 있다.
또한, 각 연마부재의 작업면에 점착하는 상기 패드(23)는, 그것을 기재에 직접점착함으로써 1층구조로 하여도 좋지만, 합성 고무나 스펀지등으로 이루어지는 탄성시트를 통하여 기재에 점착함으로써 2층구조로 할 수도 있다.
또한, 상기 각 연마부재(13a, 13b) 및 (14a, 14b)의 작업면의 단면형상은 원호형상으로 한정되는 것은 아니고, 예컨대 타원의 일부나 그 외의 곡면과 같은, 원호이외의 원호형상을 한 오목한 곡면이더라도 좋다. 결국, 연마때에 공작물의 가장자리나 외주면에 선접촉할 수 있도록 오목한 곡면이면 바람직하다.
게다가, 척수단(12)으로 공작물(1)를 수평으로 고정하여 연직인 축선(L)의 주위로 회전시키도록 하고 있지만, 공작물(1)를 지지하는 방향은 수평이 아니더라도 좋다. 예컨대, 가장자리용 연마부재(13a, 13b)의 축선의 방향을 연직으로 하고, 이에 따라서 공작물(1)를 경사지게 할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 원호형상의 작업면을 보유하는 연마부재를 사용하여, 이 연마부재를 상기 공작물의 축선에 대해서 경사지게 함으로써 그 작업면을 공작물의 외주가장자리에 접촉시키고, 그 상태로 이 외주가장자리를 연마하도록 하였기 때문에, 연마부재를 가장자리에 소정의 힘으로 확실하게 밀착시킬 수 있는동시에, 선접촉시키는 수 있고, 이에 의하여 가장자리를 단시간에 효율좋고 확실하게 연마할 수가 있다.
Claims (9)
- 모따기 가공된 외주 가장자리를 표리양면에 보유하는 원판형 공작물을 고정하여 축선의 주위로 회전시키는 척수단과, 상기 가장자리를 연마하기 위한 원호형상의 작업면을 보유하는 한 쌍의 가장자리용 연마부재와, 공작물의 외주면을 연마하기 위한 원호형상의 작업면을 보유하는 하나 이상의 외주면용 연마부재를 포함하고,상기 한 쌍의 가장자리용 연마부재는 각각의 축선을 척수단에 유지된 공작물의 축선에 대하여 경사지게 함으로써, 한쪽의 연마부재의 작업면이 공작물의 표면측의 가장자리에 접촉하고, 다른 쪽의 연마부재의 작업면이 공작물의 이면측의 가장자리에 접촉하도록 배치되고,상기 외주면용 연마부재는, 상기 가장자리용 연마부재와는 다른 위치에 축선을 공작물의 축선과 평행하게 되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 원판형공작물의 외주연마장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 가장자리용 연마부재의 작업면은 경사진 상태에서 공작물의 상기 가장자리에 선접촉하는 오목한 곡면으로 형성되는 동시에, 상기 외주면용 연마부재의 작업면은 공작물의 상기 외주면에 선접촉하는 오목한 곡면으로 형성되어 있고, 이들 각 작업면은 연마위치를 임의로 변경할 수 있도록 공작물의 단부가 끼워 맞춰지는 오목홈을 구비하고 있지 않은 것을 특징으로 하는 연마장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 연마장치가 한 쌍의 가장자리용 연마부재와 한 쌍의 외주면용 연마부재를 보유하고, 이들 2쌍의 연마부재가 상기 척수단의 주위의 서로 90°다른 위치에 각각 대향하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 연마장치가 한 쌍의 가장자리용 연마부재와 하나의 외주면용 연마부재를 보유하고, 이들 연마부재가 상기 척수단의 주위에 실질적으로 120°간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 연마장치는 상기 가장자리용 연마부재를 연마장치의 축선과 평행하게 이동시키기 위한 이동기구와, 상기 연마부재를 상기 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구와, 상기 연마부재를 공작물의 외주가장자리에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하는 동시에, 상기 외주면용 연마부재를 연마장치의 축선과 평행하게 이동시키기 위한 이동기구와, 상기 연마부재를 상기 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구와, 상기 연마부재를 공작물의 외주면에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 가장자리용 연마부재의 이동기구는 기체에 회전 가능하게 지지되어 모터로 구동 회전되는 볼나사와, 이 볼나사의 회전에 의해 전후진하는 너트부재와, 이 너트부재에 연결되어 상기 너트부재와 함께 이동하는 가동테이블을 보유하고, 또한, 상기 선형 안내기구는 이 가동테이블상에 상기 연마부재를 이동 가능하게 지지하고, 또한, 상기 하중수단은 에어실린더 또는 추 중 어느 하나로 상기 홀더를 밀도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 외주면용 연마부재의 이동기구는 가동테이블에 회전 가능하게 지지되어 모터에 의해 구동 회전되는 볼나사와, 이 볼나사의 회전에 의해 전후진하는 너트부재와, 이 너트부재에 연결되어 함께 이동하는 지지부재를 보유하고 있고, 이 지지부재에 상기 연마부재가 지지되어 있고, 또한, 상기 선형 안내기구는 상기 가동테이블을 기체상을 이동 가능하게 지지하고, 또한, 상기 하중수단은 에어실린더 또는 추 중 어느 하나로 상기 홀더를 밀도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 연마장치는 상기 가장자리용 연마부재와 척수단을 공작물의 축선방향으로 상대적으로 이동시키기 위한 이동기구와, 가장자리용 연마부재를 연마장치의 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구와, 외주가장자리에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하는 동시에, 상기 외주면용 연마부재를 연마장치의 축선과 평행하게 이동시키기 위한 이동기구와, 상기 축선과 직각방향으로 이동 가능하게 지지하는 선형 안내기구와, 공작물의 외주면에 접촉하는 방향으로 미는 것에 의해 연마하중을 가하는 하중수단을 보유하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
- 모따기 가공된 외주가장자리를 보유하는 원판형 공작물을 축선의 주위로 회전시키면서, 원호형상의 작업면을 보유하는 한 쌍의 가장자리용 연마부재와 하나 이상의 외주면용 연마부재를 사용하여, 상기 한 쌍의 가장자리용 연마부재의 축선을 척수단에 유지된 공작물의 축선에 대하여 경사지게 함으로써, 한쪽의 연마부재의 작업면을 공작물의 표면측의 가장자리에 접촉시키는 동시에 다른 쪽의 연마부재의 작업면을 공작물의 이면측의 가장자리에 접촉시키고, 또한, 상기 외주면용 연마부재의 축선을 공작물의 축선과 평행하게 향하도록 함으로써 상기 연마부재의 작업면을 공작물의 외주면에 접촉시키고, 이들 가장자리용 연마부재 및 외주면용 연마부재를 하중수단으로 공작물에 밀착시킴으로써 연마하중을 가하면서, 이들의 연마부재에 의해서 상기 공작물의 외주 가장자리와 외주면을 동시에 연마하는 것을 특징으로 하는 원판형 공작물의 외주연마방법.
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