KR20030093361A

KR20030093361A - Air floating device

Info

Publication number: KR20030093361A
Application number: KR1020020029730A
Authority: KR
Inventors: 오세현; 염명규; 이상의; 황찬영
Original assignee: 아이램테크(주)
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-11

Abstract

PURPOSE: An air floating device is provided to precisely control the flatness and horizontality of parts by using an air bearing and a vacuum effect. CONSTITUTION: An air floating device is composed of an upper hemispheric air floater(20), a lower air floater(10) having a hemispheric surface corresponding to the lower surface of the upper air floater and adhering closely to the upper air floater, a base(50) located below the lower air floater and enclosing the lower air floater, a ring-shaped flexible pad(30) connecting the outer circumference of the upper air floater to the outer circumference of the lower air floater in sealing state, and a jig(22) mounted at the upper center of the upper air floater and fixing parts. A plurality of air vents(12) are formed at the lower air floater, and are connected to a vacuum pump. The upper air floater floats on the lower air floater by an air film when the vacuum pump supplies air, and is fixed to the lower air floater when the vacuum pump sucks air.

Description

Air Floating Device {AIR FLOATING DEVICE}

본 발명은 공기베어링 효과를 이용한 에어플로팅 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 베이스상에 밀착되는 반구형의 에어플로터를 공기베어링 및 진공효과를 이용해 원하는 위치로 세팅하여 평탄도를 조절할 수 있는 에어플로팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air-floating device using an air bearing effect, and more particularly, to an air-floating device that can adjust flatness by setting a hemispherical air plotter adhered on a base to a desired position using air bearing and vacuum effect. It is about.

이와 같이 평탄도를 조절할 수 있는 에어플로팅장치는 정밀한 작업을 요하는 곳에는 어느 곳이나 사용할 수 있다. 특히, 레이저다이오드(LD)나 광다이오드(PD) 등을 필요한 부분에 레이저용접 등으로 장착할 경우 사전에 고도의 정밀도로 이들 부품의 수평도와 평탄도를 조절해야만 한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 에어플로팅 장치는 LD나 PD를 포함해 수평도와 평탄도를 고도로 정밀하게 조절할 경우 이용되는 장치이다.Thus, the air-floating device that can adjust the flatness can be used anywhere that requires precise work. In particular, when the laser diode LD or the photodiode PD is mounted to the required portion by laser welding or the like, it is necessary to adjust the horizontality and flatness of these components with high precision in advance. As described above, the air-floating device according to the present invention is a device used when highly precisely adjusting the horizontality and flatness, including LD or PD.

종래 LD나 PD 등을 포함해 조립할 부품, 특히 레이저용접으로 조립할 부품의 수평도와 평탄도를 조절할 경우에는, 위치센서와 모터를 이용해 장착할 부품을 위치시킨 스테이지의 기울기와 회동을 조정해야만 했다.When adjusting the horizontality and flatness of components to be assembled, including LD and PD, in particular, to be assembled by laser welding, it was necessary to adjust the inclination and rotation of the stage where the components to be mounted are positioned by using a position sensor and a motor.

그러나, 이 경우 조립할 부품이 바뀔때마다 스테이지를 재조정해야만 했고, 센서의 품질, 즉 센서의 감도에 따라 부품의 평탄도와 수평도의 정밀도가 크게 변화하므로 전체적인 정밀도가 저하하는 문제가 있었다. 또한, 이용되는 센서도 상당한 고가로서 필요에 따라 센서를 여러개 사용해야만 하고, 스테이지 자체도 상당히 고가이므로 많은 비용이 소요되었다.However, in this case, the stage had to be readjusted every time the parts to be assembled were changed, and the accuracy of the flatness and the horizontality of the parts were greatly changed according to the quality of the sensor, that is, the sensitivity of the sensor. In addition, the sensor used is also quite expensive, and several sensors must be used as needed, and the stage itself is quite expensive, which is expensive.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 조립부품의 평탄도와 수평도를 조정하기 위해 종래 센서와 스테이지를 이용하던 발상을 획기적으로 전환하여, 압축공기를 이용한 공기베어링효과와 진공효과를 이용한 에어부동방식을 이용하여 평탄도와 수평도를 편리하고 용이하면서도 저렴한 비용으로 정밀하게 조정할 수 있도록 하는 것을 주목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the related art, and by radically converting the idea of using a conventional sensor and stage to adjust the flatness and horizontality of the assembly, the air bearing effect and the vacuum effect using compressed air The main purpose is to use the air floating method using to adjust the flatness and horizontality precisely at a convenient, easy and low cost.

또한, 본 발명은 부품의 형상에 따라 평탄도와 수평도를 자동으로 세팅할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to be able to automatically set the flatness and horizontality according to the shape of the part.

도 1은 본 발명에 따른 에어플로팅 장치의 분해사시도;1 is an exploded perspective view of an air floating apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명의 에어플로팅 장치가 조립된 상태의 정단면도;2 is a front sectional view of the air-floating device of the present invention assembled;

도 3은 본 발명의 에어플로팅 장치가 조립된 상태의 측단면도.Figure 3 is a side cross-sectional view of the air floating apparatus of the present invention assembled.

본 발명의 이와 같은 제목적은 상부가 평탄하고 하부면은 매끄러운 곡면인 반구형의 상부 에어플로터; 상기 에어플로터의 하부면에 대응하는 매끄러운 반구형 표면을 갖고 상기 에어플로터가 밀착되게 장착되는 하부 에어플로터; 상기 하부 에어플로터 밑에 위치하여 하부 에어플로터를 밀봉상태로 둘러싸는 대략 원통형의 베이스; 상기 하부 에어플로터 위에 장착된 상부 에어플로터의 외주부와 하부 에어플로터의 외주부를 밀봉상태로 연결하는 얇고 유연한 환형의 가요성 패드; 및 상기 에어플로터의 평탄한 윗면 중앙에 장착되는 부품고정용 지그;를 포함하고, 상기 하부 에어플로터를 관통하여 다수의 통기공이 형성되어 있고, 이들 통기공은 진공펌프 등의 진공원에 연결되어 있어, 진공원으로부터의 공기공급에 의해 상부 에어플로터가 하부 에어플로터상에 공기막을 통해 부유하고, 진공원으로부터의 공기흡입에 의해 상부 에어플로터가 하부 에어플로터상에 흡착고정되는 것을 특징으로 하는 에어플로팅장치에 의해 달성된다.Such a title of the present invention is a hemispherical upper air floater having a flat upper surface and a smooth curved lower surface; A lower airplotter having a smooth hemispherical surface corresponding to the lower surface of the airplotter and in which the airplotter is mounted in close contact; A substantially cylindrical base positioned below the lower airplotter and surrounding the lower airplotter in a sealed state; A thin flexible annular flexible pad connecting the outer circumference of the upper air plotter and the outer circumference of the lower air plotter mounted on the lower air plotter in a sealed state; And a component fixing jig mounted to the center of the flat upper surface of the air plotter, wherein a plurality of vent holes are formed through the lower air plotter, and the vent holes are connected to a vacuum source such as a vacuum pump. And the upper air floater floats through the air film on the lower air floater by supplying air from the vacuum source, and the upper air floater is sucked and fixed on the lower air floater by air suction from the vacuum source. Achieved by the device.

본 발명에 따른 에어플로팅 장치에서, 환형의 가요성 패드는 상부 에어플로터에 고정되는 안쪽 환형 패드클램프와 하부 에어플로터에 고정되는 외측 환형 패드클램프에 의해 고정되는 것이 바람직하다.In the air floating apparatus according to the present invention, the annular flexible pad is preferably fixed by an inner annular pad clamp fixed to the upper air floater and an outer annular pad clamp fixed to the lower air floater.

또, 본 발명에 따른 에어플로팅 장치에 있어서, 베이스의 하부는 원통형으로 구성되고, 이 원통형 하부가 승강 리니어가이드와 스프링을 통해 평판형의 메인베이스에 고정됨으로써 베이스가 상하로 이동 가능한 것이 더 바람직하다.Further, in the air-floating device according to the present invention, it is more preferable that the lower part of the base is formed in a cylindrical shape, and the cylindrical lower part is fixed to the flat main base through a lifting linear guide and a spring so that the base can be moved up and down. .

한편, 본 발명에 따른 에어플로팅 장치는, 베이스의 원통형 하부 내부에 공기팽창식 원통형 실린더형 고정수단이 장착되어 있어, 고정수단이 팽창되어 베이스의 원통형 하부 내측면에 밀착되면 베이스의 승강 상태가 고정될 수도 있다.On the other hand, the air-floating device according to the present invention is equipped with an air-expandable cylindrical cylindrical fixing means inside the cylindrical lower portion of the base, when the fixing means is inflated and in close contact with the inner surface of the cylindrical lower portion of the base fixed the lifting state May be

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 에어플로팅장치의 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view of an air floating apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, 하부 에어플로터(10)는 그 내측면이 매끄러운 반구형 곡면으로 이루어지고, 곡면상에는 다수의 통기공(12)이 관통되어 있다. 이들 통기공(12)은 반구형 곡면을 따라 등간격으로 원형을 이루면서 형성되는 것이 바람직하다. 하부 에어플로터(10) 위에는 상부 에어플로터(20)가 장착된다. 상부 에어플로터(20)는 그 밑면이 하부 에어플로터(10)의 윗면과 대응되는 매끄러운 반구면을 이루고 그 윗면은 평탄면을 이룬다. 상부 에어플로터(20)는 하부 에어플로터(10)에 밀착되도록 장착된다. 또한 상부 에어플로터가 장착된 상태에서 하부 에어플로터(10)의 외주부는 상부 에어플로터(20)와 거의 같은 높이로 그 주변을 감싸도록 되는 것이 바람직하다(도 2 참조).As shown, the lower air floater 10 is made of a hemispherical curved surface of which the inner side is smooth, and a plurality of vent holes 12 penetrate through the curved surface. These vent holes 12 are preferably formed while forming a circular shape at equal intervals along the hemispherical curved surface. The upper air plotter 20 is mounted on the lower air plotter 10. The upper air plotter 20 has a smooth hemispherical surface whose bottom surface corresponds to the upper surface of the lower air plotter 10 and its upper surface is a flat surface. The upper air plotter 20 is mounted to be in close contact with the lower air plotter 10. In addition, it is preferable that the outer circumferential portion of the lower air floater 10 is wrapped around the upper air floater 20 at substantially the same height as the upper air floater 20 (see FIG. 2).

상부 에어플로터(20)와 하부 에어플로터(10)의 윗면의 틈새에는 가요성의 환형 패드(30)가 장착된다. 이 패드는 실리콘 등의 유연한 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 상하 에어플로터들 사이에 장착된 환형 패드(30)의 안쪽 부분은 상부 에어플로터(20)에 환형 패드클램프(40)에 의해 부착되고, 그 바깥쪽 부분은 하부 에어플로터(10)의 외주부에 외측 환형 패드클램프(42)에 의해 부착되는 것이 바람직하다. 이렇게 내외측 환형 패드클램프들(40,42)를 이용해 상하 에어플로터들(10,20) 사이에 환형패드(30)를 장착하면, 상부 에어플로터(20)와 하부 에어플로터(10) 사이를 기밀상태로 유지할 수 있다. 상부 에어플로터(20)의 윗면 중앙에는 조립할 부품을 위치시키기 위한 부품고정용 지그(22)를 장착한다.A flexible annular pad 30 is mounted in the gap between the upper air plotter 20 and the lower air plotter 10. The pad is preferably made of a flexible material such as silicon. The inner part of the annular pad 30 mounted between the upper and lower air plotters is attached to the upper air plotter 20 by the annular pad clamp 40, and the outer part of the annular pad 30 is attached to the outer periphery of the lower air plotter 10. It is preferably attached by the annular pad clamp 42. When the annular pad 30 is mounted between the upper and lower air plotters 10 and 20 using the inner and outer annular pad clamps 40 and 42, the airtightness between the upper air plotter 20 and the lower air plotter 10 is airtight. I can keep it in a state. In the center of the upper surface of the upper air plotter 20 is mounted a part fixing jig 22 for positioning the parts to be assembled.

또, 하부 에어플로터(10)는 대략 원통형의 승강베이스(50)에 장착되는 것이바람직하다. 승강베이스(50)의 하부는 속이 빈 원통형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 승강베이스(50)의 하부는 LM 가이드(60)에 의해 최하단측의 메인베이스(70)에 장착되는 것이 바람직하다. LM 가이드는 일반적인 선형가이드이므로 자세한 설명은 생략한다. 승강베이스(50)의 하부 원통부 외측에는 코일형 스프링(80)을 장착한다. 그리고, 승강베이스의 하부 원통부 내부에는 공기에 의해 팽창되는 공기팽창식 고정수단(90)을 장착한다.In addition, the lower air floater 10 is preferably mounted to a substantially cylindrical lifting base 50. The lower portion of the elevating base 50 preferably has a hollow cylindrical shape. And it is preferable that the lower part of the elevating base 50 is attached to the main base 70 of the lowest end side by the LM guide 60. As shown in FIG. Since the LM guide is a general linear guide, detailed description is omitted. A coiled spring 80 is mounted outside the lower cylindrical portion of the elevating base 50. Then, inside the lower cylindrical portion of the elevating base is mounted an air-expandable fixing means 90 is expanded by air.

도 2는 본 발명에 따른 에어플로팅 장치의 조립된 상태의 정단면도이다.Figure 2 is a front sectional view of the assembled state of the air floating apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, LM 가이드(60)를 통해 메인베이스(70)에 승강베이스(50)가 장착된다. 승강베이스(50) 위에는 하부 에어플로터(10)가 장착되고, 그 위에 상부 에어플로터(20)가 장착된다. 또, 하부 에어플로터(10)와 상부 에어플로터(20) 사이는 환형의 가요성패드(30)가 장착되고, 가요성 패드(30)는 내측 패드클램프(40)와 외측 패드클램프(42)에 의해 고정된다. 그리고, 하부 에어플로터(10)에는 원주방향을 따라 다수의 통기공(12)이 관통되어 있다. 이들 통기공(12)은 도시되지 않은 진공펌프 등의 진공원에 연결된다.As shown, the lifting base 50 is mounted to the main base 70 through the LM guide 60. The lower air plotter 10 is mounted on the lifting base 50, and the upper air plotter 20 is mounted thereon. In addition, an annular flexible pad 30 is mounted between the lower air floater 10 and the upper air floater 20, and the flexible pad 30 is attached to the inner pad clamp 40 and the outer pad clamp 42. Is fixed by. In addition, a plurality of vent holes 12 penetrate the lower air floater 10 along the circumferential direction. These vent holes 12 are connected to a vacuum source such as a vacuum pump not shown.

이와 같이 결합된 에어플로터의 작용에 대해 설명한다.The operation of the air plotter coupled as described above will be described.

먼저, 진공원을 통해 압축공기를 불어넣어 통기공(12)을 통해 하부 에어플로터(10)와 상부 에어플로터(20) 사이에 공기를 주입한다. 이 경우, 이들 에어플로터(10,20) 사이에 마치 공기베어링과 같은 공기막이 형성된다. 그리고, 지그(22)에 조립하고자 하는 부품을 놓는다. 그러면, 부품의 형상에 적절하게 상부 에어플로터(20)를 상하 좌우 필요한 위치로 쉽게 조정하여 그 평탄도와 수평도를조정할 수 있다. 또, 에어플로터(10,20) 사이를 유연한 환형 패드(30)로 밀봉하고 있으므로, 이들 사이에 형성된 공기막이 계속 유지되고, 환형패드의 유연성으로 인해 상부 에어플로터(20)를 움직이는데 아무 지장도 없다. 일단, 부품의 평탄도와 수평도가 조정되면, 진공원을 통해 부압을 작용시킨다. 그러면 상부 에어플로터(20)와 하부 에어플로터(10) 사이의 공기가 배출되면서, 상부 에어플로터(20)가 하부 에어플로터(10)에 흡착되어 상부 에어플로터(20)의 위치가 고정되게 된다. 이 상태에서, 부품을 필요한 부분에 레이저용접 등으로 조립하면 된다.First, the compressed air is blown through a vacuum source to inject air between the lower air floater 10 and the upper air floater 20 through the vent 12. In this case, an air film like an air bearing is formed between these air plotters 10 and 20. Then, the parts to be assembled are placed on the jig 22. Then, the flatness and the horizontality can be easily adjusted by easily adjusting the upper airplotter 20 to the required position up, down, left, and right according to the shape of the part. In addition, since the annular pad 30 is sealed between the air plotters 10 and 20, the air film formed therebetween is maintained, and the upper air floater 20 is not disturbed due to the flexibility of the annular pad. . Once the flatness and horizontality of the part are adjusted, negative pressure is exerted through the vacuum source. Then, while the air is discharged between the upper air plotter 20 and the lower air plotter 10, the upper air plotter 20 is adsorbed to the lower air plotter 10 to fix the position of the upper air plotter 20. In this state, the component may be assembled to the required part by laser welding or the like.

한편, 도 3은 도 2의 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view of FIG. 2.

도시된 바와 같이, 승강 베이스(50)의 하부 원통부의 둘레에 스프링(80)이 장착되어 있고, 승강베이스 자체는 LC 가이드에 의해 메인베이스(70)에 고정되어 있으므로, 승강베이스가 메인베이스(70)에 대해 수직으로 승강운동할 수 있다. 또, 승강베이스의 하부 원통부 내부에는 공기팽창식 고정수단(90)이 장착되어 있다. 따라서, 승강베이스의 높이가 조정된 뒤 고정수단(90)이 팽창하면, 승강베이스의 하부 원통부에 압착되어 그 높이를 고정할 수 있다.As shown, the spring 80 is mounted around the lower cylindrical portion of the elevating base 50, and the elevating base itself is fixed to the main base 70 by the LC guide, so that the elevating base is the main base 70. Can move up and down vertically. Moreover, the air expansion type fixing means 90 is mounted in the lower cylinder part of the elevation base. Therefore, when the fixing means 90 expands after the height of the elevating base is adjusted, the height of the elevating base may be compressed to fix the height of the lower cylinder.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 에어플로터 장치에 의하면, 종래와 달리 전혀 센서와 스테이지가 불필요하므로, 부품의 수평도와 평탄도를 저렴한 비용으로 조정할 수 있다. 또, 조립할 부품이 어떤 형상을 갖더라도 쉽게 그 평탄도와 수평도를 조립할 수 있다.According to the air plotter device according to the present invention configured as described above, since the sensor and the stage are not required at all, unlike the related art, the horizontality and flatness of the component can be adjusted at low cost. Moreover, even if the part to be assembled has any shape, its flatness and horizontality can be easily assembled.

그리고, 본 발명에 따른 에어플로터 장치를 이용하면, 자유자재로 조립할 부품의 높낮이와 각도를 조절하여 그 평탄도를 정밀조정할 수 있으므로, 작업속도가 종래에 비해 현저히 향상된다.And, by using the air plotter device according to the present invention, it is possible to precisely adjust the flatness by adjusting the height and angle of the parts to be assembled freely, the working speed is significantly improved compared to the conventional.

Claims

A hemispherical upper air floater having a flat upper surface and a smooth curved surface;

A lower airplotter having a smooth hemispherical surface corresponding to the lower surface of the airplotter and in which the airplotter is mounted in close contact;

A base positioned below the lower airplotter and surrounding the lower airplotter in a sealed state;

A thin flexible annular flexible pad connecting the outer circumference of the upper air plotter and the outer circumference of the lower air plotter mounted on the lower air plotter in a sealed state; And

And a component fixing jig mounted at the center of the flat upper surface of the airplotter.

A plurality of vent holes are formed through the lower air floater, and the vent holes are connected to a vacuum source such as a vacuum pump, so that the upper air floater forms an air film on the lower air floater by supplying air from the vacuum source. Air floating apparatus, wherein the upper air floater is fixed to the lower air floater by air suction from the vacuum source.

The air floating apparatus of claim 1, wherein the annular flexible pad is fixed by an inner annular pad clamp fixed to the upper air floater and an outer annular pad clamp fixed to the lower air floater.

The air base according to claim 1 or 2, wherein a lower portion of the base is formed in a cylindrical shape, and the cylindrical lower portion is fixed to a flat main base through a lifting linear guide and a spring, thereby moving the base up and down. Floating device.

The method of claim 3, wherein the air-expandable cylindrical cylindrical fixing means is mounted in the cylindrical lower portion of the base, the lifting state of the base is fixed when the fixing means is expanded and in close contact with the inner cylindrical lower surface of the base. Air Floating Device.