KR20090027320A - 라우팅 장치에 사용되는 가압 수단 및 그를 이용한 라우팅장치 - Google Patents

Abstract

라우팅 장치에 사용되는 가압 수단 및 그를 포함하는 라우팅 장치가 개시된다. 라우팅 장치는 라우팅 비트와 결합되어 라우팅 비트에 회전 동력을 제공하기 위한 스핀들, 스핀들과 결합되고 라우팅 비트에 의한 가공에 의하여 발생하는 칩을 배출하기 위한 벤트가 형성된 프레셔 푸트, 및 프레셔 푸트의 하부 표면에 설치되어 가공 시 가공 부재를 가압하는 가압 수단을 포함한다. 이에 의하여, 가공 시 가압 수단이 가공 부재를 가압하여 테이블에 밀착시킴으로써 가공 오차를 줄이고 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

스핀들, 프레셔 푸트, 가압 수단, 부싱, 베어링

Description

라우팅 장치에 사용되는 가압 수단 및 그를 이용한 라우팅 장치{PRESSING ELEMENT FOR USING IN ROUTING MACHINE AND ROUTING MACHINE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 PCB (Printed Circuit Board) 등 재료의 라우팅 가공에 사용되는 라우팅 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 가공 공차 없이 재료를 가공할 수 있고, 가공 깊이를 제어할 수 있는 라우팅 장치에 관한 것이다.

라우팅 장치는 일반적으로 라우팅 비트에 의하여 부재를 가공하는 장치로서, 재질을 잘라내는 것뿐만이 아니라 재질의 두께를 감소시키는 공정 (면취) 을 수행하는데 이용된다. 종래의 라우팅 장치의 문제점을 도 1 을 참조하여 설명한다.

라우팅 장치는 크게 스핀들 (spindle; 10) 과 프레셔 푸트 (pressure foot; 20) 을 포함하며, 스핀들 (10) 은 프레셔 푸트 (20) 와 결합되어 있다.

스핀들 (10) 의 내부에는 모터 (미도시) 가 설치되고, 모터는 로터 (rotor; 12) 를 통해 동력을 전달하게 된다. 로터 (12) 에는 콜릿 (collet; 14) 이 형성되고 콜릿 (14) 에는 라우팅 비트 (16) 가 고정되어 로터 (12) 를 통해 전달되는 모터의 회전 동력이 라우팅 비트 (16) 에 전달된다. 따라서 라우팅 비트 (16) 의 회전에 의하여 부재가 가공될 수 있다.

프레셔 푸트 (20) 는 스핀들 (10) 을 고정하고 가공 부재와의 인터페이스를 이루는 것으로서, 하부에는 관통홀 (22) 이 형성되어 라우팅 비트 (16) 가 상하 운동을 통해 가공 부재로 근접할 수 있도록 한다. 또한, 그 내부 공간은 흡입기로 연결되는 집진 벤트 (vent; 24) 와 소통되므로, 가공 중에 발생하는 칩 (chip) 을 배출하여 가공에 방해가 되거나 기구 작동에 장애를 일으키지 않도록 한다. 또한, 프레셔 푸트 (20) 의 외측에는 브러쉬 (brush; 26) 가 설치되어 가공 중에 발생하는 칩의 방출 및 소재를 용이하게 한다.

이와 같은 스핀들 (10) 및 프레셔 푸트 (20) 는 도면 상에서 상하 방향으로 움직이도록 제어된다.

한편, 스핀들 (10) 및 프레셔 푸트 (20) 의 하부에는 가공 부재의 지지 및 이동를 위한 테이블 (50) 이 배치된다. 예를 들어 PCB 를 가공하는 경우, PCB 는 테이블 (50) 상의 하부 플레이트 (30) 에 의해 고정된다.

한편, 스핀들 (10) 및 프레셔 푸트 (20) 은 하나의 세트를 구성하면서 라우팅 장치의 전면에서 봤을 때 프레임 (미도시) 에 복수개의 세트가 일정간격으로 Z 축 방향에 위치하게 되는데, 바람직하게는 6 개 세트의 스핀들 (10) 및 프레셔 푸트 (20) 가 일정 간격으로 프레임에 장착되게 된다. 이 때 프레임은 복수개의 세트의 스핀들 (10) 및 프레셔 푸트 (20) 와 일체되어 좌우로 이송하면서 가로 위치를 제어해 주며, 반면 테이블 (50) 은 전후로 이동하면서 세로 위치를 제어해 준다. 이와 같이, 프레임과 테이블 (50) 은 각각 동서남북 방향으로 이동하면서 라우팅을 위한 적절한 위치 제어를 수행한다.

또한, 프레임 제어 및 테이블 제어에 의해 PCB (40) 의 소정 위치 상에 스핀들 (10) 및 프레셔 푸트 (20) 이 위치하면, 먼저 스핀들 (10) 과 프레셔 푸트 (20) 가 PCB (40) 에 근접하도록 하강하고, 라우팅 비트 (16) 가 관통홀 (22) 을 통해 노출되어 PCB (40) 에 접촉하게 된다.

그러나, 일반적으로 PCB (40) 는 완벽한 평면으로 제조될 수 없으므로 테이블 (50) 위에 배치되는 경우 하부 플레이트 (30) 와 밀착되지 않고, 중앙부 또는 기타 비균등부에서 일정하지 않은 이격 거리 (d) 를 갖고 배치된다. 따라서 PCB (40) 의 가공 깊이 제어에 있어 오차가 발생하게 되며, 이에 의한 공차가 제품 특성에 악영향을 미치고 정밀한 가공이 어렵게 된다.

한편, 종래에는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 하부에 위치한 테이블 측으로부터 진공흡착 방식에 의해 PCB 기판을 흡입하여 하부 플레이트에 밀착시키는 방식이 개시되었으나, 진공 흡착력이 하부 플레이트와 PCB 기판 사이의 이격 거리를 감소시키기에 충분하지가 않았다.

본 발명은 상술한 문제점을 인식한 것으로, 가공 부재와 테이블의 이격을 방지하여 가공 공차를 최소화 하고 제품 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 라우팅 비트와 결합되어 라우팅 비트에 회전 동력을 제공하기 위한 스핀들 (spindle), 및 상기 스핀들과 결합되고 상기 라우팅 비트에 의한 가공에 의하여 발생하는 칩을 배출하기 위한 벤트 (vent) 가 형성된 프레셔 푸트 (pressure foot) 를 포함하는 라우팅 장치에서 사용되는 가압 수단에 있어서, 상기 가압 수단은 상기 프레셔 푸트의 하부 표면에 설치되어 가공 시 가공 부재를 가압하는, 가압 수단이 제공된다.

상기 가압 수단은 합성 수지 재질일 수 있다.

또한, 상기 가압 수단은 부싱일 수 있다. 상기 부싱에는 상기 라우팅 비트가 통과할 수 있는 관통홀이 형성된 것이 바람직하며, 상기 부싱이 상기 가공 부재를 가압하는 때에 공기 흡입이 가능하도록, 상기 부싱에는 상기 관통홀과 소통하는 통로가 형성된 것도 바람직하다.

다르게는, 상기 가압 수단은 베어링일 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 라우팅 비트와 결합되어 라우팅 비트에 회전 동력을 제공하기 위한 스핀들 (spindle), 상기 스핀들과 결합되고 상기 라우팅 비트에 의한 가공에 의하여 발생하는 칩을 배출하기 위한 벤트 (vent) 가 형성된 프 레셔 푸트 (pressure foot), 및 상기 프레셔 푸트의 하부 표면에 설치되어 가공 시 가공 부재를 가압하는 가압 수단을 포함하는 라우팅 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면 가압 수단의 가압에 의해 가공 부재와 테이블 (또는 하부 플레이트) 가 밀착되므로, 가공 공차가 최소화되고 그에 의하여 제품 품질이 향상될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 라우팅 장치의 단면도를 도시한다. 본 실시형태의 라우팅 장치는 라우팅 비트와 결합되어 라우팅 비트에 회전 동력을 제공하기 위한 스핀들 (100), 및 스핀들 (100) 과 이동 가능하게 결합된 프레셔 푸트 (200) 을 포함한다.

스핀들 (100) 은 내측에 회전 동력 발생을 위한 모터 (미도시) 가 설치되며 이 모터는 로터 (120) 를 통하여 동력을 전달한다. 또한, 로터 (120) 의 일측에는 콜릿 (140) 이 형성되어 라우팅 비트 (160) 를 고정하며, 라우팅 비트 (160) 는 로터 (120) 로부터 전달되는 모터의 회전 동력에 의하여 부재를 가공하게 된다.

이러한 스핀들 (100) 은 프레셔 푸트 (200) 와 이동 가능하게 결합된다. 프레셔 푸트 (200) 의 하부에는 관통홀 (220) 이 형성되어, 가공 시에는 라우팅 비트 (160) 가 외측으로 노출될 수 있다. 라우팅 비트 (160) 는 스핀들 (100) 과 함께 하강하여 관통홀 (220) 을 통해 가공 부재에 접하게 된다.

프레셔 푸트 (200) 의 내부 공간은 흡입 장치 (미도시) 로 연결되는 벤트 (240) 와 소통하므로, 부재 가공에 의해 발생하는 칩을 흡입하여 칩이 가공을 방해하거나 장치의 동작을 방해하는 것을 막을 수 있다.

한편, 프레셔 푸트 (200) 의 하부 표면, 즉 가공 부재와 대향하는 표면에는 가공 시 가공 부재를 가압하도록 가압 수단 (300) 이 결합된다. 가압 수단 (300) 은 가공 시 프레셔 푸트 (200) 가 하강하여 가공 부재에 근접하는 때에 가공 부재에 접하여 부재를 가압하게 되고, 이에 의하여 가공 부재는 테이블에 밀착할 수 있게 된다. 가공 부재와의 밀착 및 가공 부재로의 가압을 더욱 용이하게 하기 위하여 가압 수단 (300) 은 합성 수지 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 사용되는 합성 수지로서는 플라스틱 또는 테프론 (Teflon) 재질을 들 수 있다. 다른 방법으로는, 가압 수단 (300) 을 베어링 형태로 구성하는 것도 가능하다.

가압 수단 (300) 이 가압하는 위치는 가압 수단 (300) 의 형성 위치에 따라 변화하나, 라우팅 비트 (160) 에 의한 가공 위치 주변인 것이 효율적이다.

이하, 상술한 가압수단 (300) 에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 가압 수단 (300) 은 부싱 (bushing) 일 수 있다. 이 경우, 부싱 (300) 에 관통홀 (310) 이 형성되어 라우팅 비트 (160) 가 통과할 수 있도록 하고, 그에 의하여 라우팅 비트 (160) 에 의한 가공 위치 주변이 부싱 (300) 에 의해 가압 될 수 있도록 한다.

다음, 도 3 을 참조하여 부싱 (300) 의 구성을 더욱 구체적으로 설명한다. 도 3(a) 는 부싱 (300) 의 상면 사시도이며, 도 3(b) 는 부싱 (300) 의 하면 사시도이다.

도 3(a) 를 참조하면, 부싱 (300) 에는 관통홀 (310) 이 형성되는 한편, 관통홀 (310) 과 부싱 (300) 의 외측이 소통할 수 있는 통로 (320) 가 더 형성된다. 도면에서는 부싱 (300) 표면의 그루브의 형태로 통로 (320) 를 형성하였으나, 그루브 외에 관통 구멍 또는 슬릿의 형태로 통로를 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 통로 (320) 를 형성함으로써, 부싱 (300) 이 가공 부재와 밀착하는 때에 공기가 흡입될 수 있어 가압 및 집진 효과가 우수해 질 수 있다.

또한, 도 3(b) 를 참조하면, 부싱 (300) 의 후면, 즉 프레셔 푸트와의 결합면에는 볼록부 (330) 가 형성되어 프레셔 푸트에 형성된 관통홀에 삽입될 수 있도록 한다. 이 때, 부싱 (300) 이 회전하거나 이동하지 않도록 볼록부 (330) 의 일측 (340) 을 각지게 형성하는 것이 바람직하다.

다르게는, 가압 수단 (300) 이 베어링일 수 있다. 상술한 부싱을 사용하는 경우, 가공 부재와 가압 수단이 접촉되는 동안 비트 또는 가공 부재가 이송되면 마찰에 의하여 가공 부재가 손상될 수 있다. 반면, 베어링을 사용하는 경우, 베어링에 장착되는 볼이 PCB 기판과 접촉하도록 구성함으로써, 베어링의 볼이 PCB 기판을 가압하는 동시에 볼이 PCB 기판과 구르면서 이동할 수 있으므로 PCB 기판 표면의 손상을 더 줄일 수 있다.

이 때, 베어링은 볼을 사용하는 베어링, 예를 들어 볼 베어링일 수 있으며, 이 때 사용되는 볼은 금속으로 만들거나 또는 금속으로 만든 볼에 합성수지, 예를 들어 테프론으로 코팅된 볼일 수 있다.

다시 도 2 를 참조하여 상술한 라우팅 장치의 동작을 설명한다.

라우팅 장치에 의하여 가공되는 부재, 예를 들어 PCB (400) 는 테이블 (600) 위에 배치된 하부 플레이트 (500) 상에 고정된다. PCB (400) 를 가공하기 위하여 프레셔 푸트 (200) 가 하강하여 가압 수단 (300) 이 PCB (400) 와 접하며, 프레셔 푸트 (200) 및 가압 수단 (300) 의 관통홀 (220, 310) 을 통해 라우팅 비트 (160) 가 하강하여 PCB (400) 를 가공한다.

이 때, 도시된 바와 같이 가압 수단 (300) 의 가압에 의하여 PCB (400) 가 하부 플레이트 (500) 와 밀착하게 되므로 가공 오차를 줄일 수 있다. 구체적으로, 스핀들 (100) 에 연결된 제어부 및 센서는 라우팅 비트 (160) 와 PCB (400) 의 접촉을 감지하고 가공 부재의 높이를 판단하며, 이를 기준으로 스핀들 (100) 의 이동 거리를 제어하여 가공 두께를 제어하게 된다. 예를 들어, 스핀들 (100) 의 이동을 감지하는 센서로서는 비접촉식 링 센서를 사용할 수 있다.

한편, PCB 의 경우 상측에 도체가 에칭 또는 도금 되어 형성되므로, 전기 신호의 탐지에 의한 라우팅 비트 접촉 센싱이 용이할 수 있다. 이 경우, 비트 (160) 가 PCB (400) 에 접촉하면 테이블 (600) 에 설치된 샤프트 (미도시)를 통해 라우팅 비트 (160) 에 유발된 전류가 비트 (160) 로부터 PCB (400) 를 거쳐 제어부 (미도시)로 전달되어 PCB (400) 의 위치 (즉, 높이) 를 판단하게 된다. 또한, PCB (400) 와 하부 플레이트 (500) 의 구별을 위하여 하부 플레이트 (500) 는 절연체로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 PCB (400) 와 하부 플레이트 (500) 가 밀착하므로 스핀들 (100) 의 이동 거리 제어 시 이격 거리 (PCB 제품의 두께 편차 포함)에 의한 오차가 발생하지 않게 되는 것이다. 또한, PCB (400) 자체의 두께 편차에 의한 오차 발생도 방지할 수 있게 된다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 설명된 실시형태들을 변경 또는 변형할 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에서 별개인 것으로 설명된 수단 등의 구성요소는 단순히 기능상 구별된 것으로 물리적으로는 하나의 수단으로 구현될 수 있으며, 단일한 것으로 설명된 수단 등의 구성요소도 수개의 구성요소의 결합으로 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라, 본 명세서에서 설명된 다양한 실시형태들은 각각 독립하여서뿐만 아니라 적절하게 결합되어 구현될 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정해져야 한다.

도 1 은 종래의 라우팅 장치의 단면도.

도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 라우팅 장치의 단면도.

도 3 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 부싱의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스핀들 200 : 프레셔 푸트

300 : 부싱 400 : PCB

500 : 하부 플레이트 600 : 테이블

Claims (20)

1. 라우팅 비트와 결합되어 라우팅 비트에 회전 동력을 제공하기 위한 스핀들 (spindle), 및 상기 스핀들과 결합되고 상기 라우팅 비트에 의한 가공에 의하여 발생하는 칩을 배출하기 위한 벤트 (vent) 가 형성된 프레셔 푸트 (pressure foot) 를 포함하는 라우팅 장치에서 사용되는 가압 수단에 있어서,

   상기 가압 수단은 상기 프레셔 푸트의 하부 표면에 설치되어 가공 시 가공 부재를 가압하는, 가압 수단.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가압 수단은 합성 수지 재질인, 가압 수단.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 가압 수단은 부싱인, 가압 수단.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 부싱에는 상기 라우팅 비트가 통과할 수 있는 관통홀이 형성된, 가압 수단.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 부싱이 상기 가공 부재를 가압하는 때에 공기 흡입이 가능하도록, 상기 부싱에는 상기 관통홀과 소통하는 통로가 형성된, 가압 수단.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 가압 수단은 베어링인, 가압 수단.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 베어링은 볼 베어링이며, 상기 볼 베어링의 볼은 PCB 기판의 표면을 가압하면서 구를 수 있는, 가압수단.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 볼 베어링의 볼은 금속으로 이루어지는, 가압수단.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 금속은 합성수지로 코팅되는, 가압수단.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 합성수지는 테프론인, 가압수단.
11. 라우팅 비트와 결합되어 라우팅 비트에 회전 동력을 제공하기 위한 스핀들 (spindle);

    상기 스핀들과 결합되고 상기 라우팅 비트에 의한 가공에 의하여 발생하는 칩을 배출하기 위한 벤트 (vent) 가 형성된 프레셔 푸트 (pressure foot); 및

    상기 프레셔 푸트의 하부 표면에 설치되어 가공 시 가공 부재를 가압하는 가압 수단을 포함하는 라우팅 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 가압 수단은 합성 수지 재질인, 라우팅 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 가압 수단은 부싱인, 라우팅 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 부싱에는 상기 라우팅 비트가 통과할 수 있는 관통홀이 형성된, 라우팅 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 부싱이 상기 가공 부재를 가압하는 때에 공기 흡입이 가능하도록, 상기 부싱에는 상기 관통홀과 소통하는 통로가 형성된, 라우팅 장치.
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 가압 수단은 베어링인, 라우팅 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 베어링은 볼 베어링이며, 상기 볼 베어링의 볼은 PCB 기판의 표면을 가압하면서 구를 수 있는, 라우팅 장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 볼 베어링의 볼은 금속으로 이루어지는, 라우팅 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 금속은 합성수지로 코팅되는, 라우팅 장치.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 합성수지는 테프론인, 라우팅 장치.

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