KR20090124860A - 경사 가능한 렌즈 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사면의 경사도에 상관없이 비구면 렌즈의 표면을 균일하게 연마할 수 있는 구조의 경사 가능한 렌즈 연마장치에 관한 것으로, 이를 위해 렌즈가 고정되는 지그를 포함하며, X,Y축으로 이송하는 이송테이블과, 상기 렌즈를 연마하는 연마수단이 구비되어 Z축으로 이송되는 주축대로 구성된 렌즈 연마장치에 있어서, 상기 연마수단은 상기 주축대에 고정된 구동수단과, 상기 구동수단에 밸트 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축의 단부에 결합되는 제 1평판디스크와, 상기 제 1평판디스크를 지지삼아 높이가 가변되도록 제 1평판디스크의 하부에 일정간격을 두고 승강될 수 있도록 슬라이딩 결합되는 십자디스크와, 상기 십자디스크의 하부에 전/후 링크결합되는 링체와, 상기 링체의 하부에 좌/우 링크결합되는 제 2평판디스크와, 연마패드가 결합되는 툴이 결합될 수 있도록 상기 제 2평판디스크의 타면에 형성된 툴고정지그를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

렌즈, 연마, 편심, 궤도, 틸팅, 디스크

Description

경사 가능한 렌즈 연마장치{lens polishing machine with tilting module}

본 발명은 비구면 렌즈를 연마하는데 있어서, 비구면 렌즈의 완만한 기울기 또는 급격한 기울기의 표면 형상에 따라 전/후/좌/후 틸팅되어 연마패드가 항시적으로 동일 면적으로 밀착되도록 하되, 공기 또는 유체압력에 의해 팽창되는 신축에어백을 통해 균일한 압력을 가하여 비구면 렌즈의 표면을 연마할 수 있으며, 또한 렌즈의 편심회전 및 괘도운동에 의해 결과적으로 보다 신속하고 균일하게 렌즈의 표면을 연마할 수 있는 경사 가능한 렌즈 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로 카메라, CD드라이버, 팩시밀리 및 조준경, 내시경, 망원경 등의 광학기기에 사용되는 렌즈의 제조는 소정 크기의 재료를 황삭(rough cut)가공을 하고 그 표면을 보다 매끄럽게 다듬질하는 연삭의 공정을 거쳐 완성하게 된다.

이에 종래에 알려진 광학렌즈 연마장치는 렌즈가 고정되는 지그를 포함하며, X,Y축으로 이송하는 이송테이블과, 상기 렌즈를 연마하는 연마수단이 구비되는 Z축으로 이송되는 주축대로 구성된다.

여기서 상기 이송테이블의 상부에는 공작물인 렌즈를 고정하도록 지그가 구비되며, 상기 주축대에는 상기 공작물을 연마하도록 연마수단이 구비되는 것이다.

그리고 상기 이송테이블이 원형이나 타원의 방향으로 반복 회전되어 렌즈를 회전시키고, 상기 주축대 Z축으로 이송되어 회전하는 연마수단이 렌즈를 눌러주면서 연마공정을 수행하게 된다.

하지만 종래의 연마장치는 연마패드의 수직축과 연마헤드의 수직축이 일치하지 않거나 연마 시 진동이나 불규칙한 운동이 발생하는 경우에 연마과정 중에 렌즈에 전단력이나 충격하중이 작용하여 연마패드와 렌즈의 밀착이 떨어지거나 렌즈의 연마가 불균일하게 되는 문제점이 발생된다.

이를 위해 종래에는 렌즈의 비구면 형상에 따라 전/후/좌/우 틸팅이 가능하도록 도 6과 같은 틸팅판을 구비하였다.

이러한 틸팅판은 제 1원판(2)과, 연결판(4)과, 제 2원판(3)으로 구성되며, 제 1원판(2)과 연결판(4)은 제 1연결힌지(5)를 통해 연결되고, 연결판(4)과 제 2원판(3)은 제 2연결힌지(6)를 통해 연결되는 구성이다.

이러한 틸팅판(1)은 렌즈의 완만한 비구면에서 미세하게 전/후/좌/우로 틸팅되어 렌즈의 비구면을 대응되는 효과가 있지만, 렌즈의 급격한 비구면에서는 기울기의 항복점을 초과하여 제 1연결힌지(5) 및 제 2연결힌지(6)가 파손되는 문제점이 있었다.

따라서 종래의 틸팅판(1)은 급격한 경사면을 갖는 비구면 렌즈의 연마에는 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

그러므로, 경사면의 경사도에 상관없이 비구면 렌즈의 표면을 균일하게 연마할 수 있는 구조의 연마장치가 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 비구면 렌즈를 연마하는데 있어서, 비구면 렌즈의 완만한 기울기 또는 급격한 기울기의 표면 형상에 따라 전/후/좌/후 틸팅되어 연마패드가 항시적으로 동일 면적으로 밀착되도록 하되, 공기 또는 유체압력에 의해 팽창되는 신축에어백을 통해 균일한 압력을 가하여 비구면 렌즈의 표면을 연마할 수 있으며, 또한 렌즈의 편심회전 및 괘도운동에 의해 결과적으로 보다 신속하고 균일하게 렌즈의 표면을 연마할 수 있는 경사 가능한 렌즈 연마장치를 제공하는데 있다.

더 나아가 본 발명의 목적은, 렌즈가 고정되는 지그를 포함하며, X,Y축으로 이송하는 이송테이블과, 상기 렌즈를 연마하는 연마수단이 구비되어 Z축으로 이송되는 주축대로 구성된 렌즈 연마장치에 있어서,

상기 연마수단은 상기 주축대에 고정된 구동수단과, 상기 구동수단에 밸트 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축의 단부에 결합되는 제 1평판디스크와, 상기 제 1평판디스크를 지지삼아 높이가 가변되도록 제 1평판디스크의 하부에 일정간격을 두고 승강될 수 있도록 슬라이딩 결합되는 십자디스크와, 상기 십자디스크의 하부에 전/후 링크결합되는 링체와, 상기 링체의 하부에 좌/우 링크결합되는 제 2평판디스크와, 연마패드가 결합되는 툴이 결합될 수 있도록 상기 제 2평판디스크의 타면에 형성된 툴고정지그를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치에 따르면, 경사면의 경사도에 상관없이 비구면 렌즈의 표면을 균일하게 연마할 수 있는 특징이 있다.

또한 연마수단의 회전과, 렌즈의 편심회전 및 괘도운동에 의해 결과적으로 3개의 방향성을 갖는 편심운동연마방식을 통해 렌즈의 균일한 표면거칠기를 확보할 수 있으며, 더불어 넓은 범위의 연마를 할 수 있어 연마시간이 단축되는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 3에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치의 제 1단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치의 제 2단면도이며, 도 5는 렌즈의 회전운동 및 괘도 운동을 도시한 개념도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 비구면 렌즈를 연마하는데 있어서, 비구면 렌즈의 완만한 기울기 또는 급격한 기울기의 표면 형상에 따라 전/후/좌/후 틸팅되어 연마패드가 항시적으로 동일 면적으로 밀착되도록 하되, 공기 또는 유체압력에 의해 팽창되는 신축에어백을 통해 균일한 압력을 가하여 비구면 렌즈의 표면을 연마할 수 있으며, 또한 렌즈의 편심회전 및 괘도운동에 의해 결과적으로 보다 신속하고 균일하게 렌즈의 표면을 연마할 수 있는 경사 가능한 렌즈 연마장치에 관한 것이다.

경사 가능한 렌즈 연마장치는 크게 렌즈(21)가 고정되는 지그(20)를 포함하며, X,Y축으로 이송하는 이송테이블(40)과, 상기 렌즈(21)를 연마하는 연마수단(100)이 구비되어 Z축으로 이송되는 주축대(10)로 구성된다.

여기서 상기 연마수단(100)은 렌즈(21)의 급격한 기울기를 갖는 표면 형상에 따라 전/후/좌/우 틸팅되어 결과적으로 연마패드(171)가 항시적으로 동일 면적으로 밀착되도록 하는 기능을 한다.

이러한 연마수단(100)은 크게 6개로 구성되는데, 이는 구동축(110)과, 제 1평판디스크(120)와, 십자디스크(130)와, 링체(140)와 제 2평판디스크ㅍ와, 툴고정지그(160)로 구성된다.

여기서 구동축(110)은 주축대(10)에 고정된 구동수단과 밸트(113) 연결되어 회전되도록 풀리(111)가 결합되어 구성된다.

그리고 상기 제 1평판디스크(120)는 상기 구동축(110)의 단부에 결합되어 동반회전하는 구성이다.

이 때 상기 구동축(110)의 단부에는 파이프(112)가 연결되어 기체 또는 액체가 주입될 수 있도록 중공의 형상을 취하고 있다.

그리고 상기 제 1평판디스크(120)의 저면에는 구동축(110)과의 결합면에 유입공(121)이 형성되고, 타면에는 유입공(121)에 의해 신축되는 신축에어백(122)이 구비된다.

이러한 구성은 제 1평판디스크(120)에 슬라이딩 결합되는 십자디스크(130)에 가압력을 행사하여 최종적으로 렌즈(21)에 밀착되는 연마패드(171)에 균일한 압력을 가하기 위함이다.

상기 십자디스크(130)는 제 1평판디스크(120)를 지지삼아 높이가 가변되도록 제 1평판디스크(120)의 하부에 일정간격을 두고 승강될 수 있도록 슬라이딩 결합된다.

이러한 십자디스크(130)의 상부면 4개소에는 가이드봉(132)이 결합되는데, 이러한 가이드봉(132)이 상기 제 1평판디스크(120)와 슬라이딩 결합되어 상기 제 1 평판디스크(120)를 지지삼아 승강될 수 있는 구조를 마련한다.

여기서 상기 십자디스크(130)는 지그(20)에 결합된 렌즈(21)의 두께나 높이에 따라 초기 세팅할 때 기능하고, 더불어 신축에어백(122)에 의한 연마패드(171)의 가압력을 가이드하는 기능을 한다.

또한 상기 십자디스크(130)는 하부면 전/후 방향으로 2개의 제 1링크블록(133)이 결합되어 구성된다.

링체(140)는 십자디스크(130)의 제 1링크블록(133)에 전/후 링크 결합되어 좌/우로 틸팅되는 구조이다.

아울러 상기 링체(140)의 좌/우면에 결합되는 것이 제 2평판디스크(150)이다.

이러한 제 2평판디스크(150)는 상부면 좌/우 방향으로 2개의 제 2링크블록(151)이 결합되어 있으며, 상기 제 2링크블록(151)을 통해 링체(140)의 좌/우면에 링크결합되는 구조이다.

따라서 상기 제 2평판디스크(150)는 전/후로 틸팅되는 구조이다.

또한 상기 제 2평판디스크(150)의 상부면 4개소에는 상향으로 돌출된 돌기부(153)가 형성되고, 상기 각 돌기부(153)에는 탄성수단(154)이 삽입되되, 상기 탄성수단(154)의 상단부는 상기 십자디스크(130)의 타면에 밀착되는 구조이다.

이러한 구조는 링체(140)와 제 2평판디스크(150)의 전/후/좌/우 틸팅 작동 후 수평으로 복귀시키기 위함이다.

한편 제 2평판디스크(150)의 타면에는 연마패드(171)가 결합되는 툴(170)이 고정될 수 있도록 툴고정지그(160)가 형성되어 있다.

이 때 상기 툴(170)은 연마패드(171)가 부착되는 부위가 "라운드"되어 비구면 렌즈(21)에 연마패드(171)가 대응될 수 있도록 구성된다.

아울러 상기 이송테이블(40)의 저면에는 회전테이블(50)이 더 결합되되, 상기 회전테이블(50)은 저면에 구동수단이 편심 배치되어, 렌즈(21)가 괘도운동과 편심운동이 동시에 이루어질 수 있도록 구성된다.

이하에서는 본 발명에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장착의 작동에 간단히 설명하기로 한다.

Z축으로 승강되는 주축대(10)를 통해 연마패드(171)를 렌즈(21)에 근접시켜 밀착시킨다.

이 때 상기 연마패드(171)는 제 1평판디스크(120)에 슬라이딩 결합된 십자디스크(130)에 의해 손상됨이 없이 밀착시킬 수 있다.

이 후 구동축(110)을 통해 연마패드(171)를 회전시키고, 렌즈(21)를 편심회전과, 괘도운동 시킨다. 동시에 신축에어백(122)에 기체 또는 액체를 주입하여 연마패드(171)가 렌즈(21)에 표면에 균일한 압력으로 밀착되도록 한다.

그러면 상기 연마패드(171)는 렌즈(21) 비구면의 급격한 각 축 기울기에 따라 전/후/좌/우로 틸팅되어 렌즈(21)의 표면을 연마하게 된다.

아울러 연마패드(171)의 회전과, 도 5와 같이, 렌즈(21)의 편심회전 및 괘도운동에 의해 결과적으로 3개의 방향성을 갖는 편심운동연마방식을 통해 렌즈의 균 일한 표면거칠기를 확보할 수 있으며, 더불어 넓은 범위의 연마를 할 수 있어 연마시간이 단축된다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

도 1은 본 발명에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치의 사시도,

도 2는 도 1의 분해 사시도,

도 3은 도 3에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치의 제 1단면도,

도 4는 도 3에 따른 경사 가능한 렌즈 연마장치의 제 2단면도,

도 5는 렌즈의 회전운동 및 괘도 운동을 도시한 개념도,

도 6은 종래의 틸팅판을 도시한 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 틸팅판 2: 제 1원판

3: 제 2원판 4: 연결판

5: 제 1연결힌지 6: 제 2연결힌지

10: 주축대

20: 지그 21: 렌즈

40: X,Y축 이송테이블 50: 회전테이블

100: 연마수단

110: 구동축 111: 풀리

112: 파이프 113: 밸트

120: 제 1평판디스크 121: 유입공

122: 신축에어백

130: 십자디스크 131: 볼록면

132: 가이드봉 133: 제 1링크블록

140: 링체

150: 제 2평판디스크 151; 제 2링크블록

153: 돌기부 154: 탄성수단

160: 툴고정지그

170: 툴 171: 연마패드

Claims (7)

1. 렌즈(21)가 고정되는 지그(20)를 포함하며, X,Y축으로 이송하는 이송테이블(40)과, 상기 렌즈(21)를 연마하는 연마수단(100)이 구비되어 Z축으로 이송되는 주축대(10)로 구성된 렌즈 연마장치에 있어서,

   상기 연마수단(100)은

   상기 주축대(10)에 고정된 구동수단과,

   상기 구동수단에 밸트(113) 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 구동축(110)과,

   상기 구동축(110)의 단부에 결합되는 제 1평판디스크(120)와,

   상기 제 1평판디스크(120)를 지지삼아 높이가 가변되도록 제 1평판디스크(120)의 하부에 일정간격을 두고 승강될 수 있도록 슬라이딩 결합되는 십자디스크(130)와,

   상기 십자디스크(130)의 하부에 전/후 링크결합되는 링체(140)와,

   상기 링체(140)의 하부에 좌/우 링크결합되는 제 2평판디스크(150)와,

   연마패드(171)가 결합되는 툴(170)이 결합될 수 있도록 상기 제 2평판디스크(150)의 타면에 형성된 툴고정지그(160)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동축(110)의 단부에는 파이프(112)가 연결되어 기체 또는 액체가 주입될 수 있도록 중공의 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제 1평판디스크(120)는 구동축(110)과의 결합면에 유입공(121)이 형성되고, 타면에는 유입공(121)에 의해 신축되는 신축에어백(122)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 십자디스크(130)의 상부면 중앙에는 상기 신축에어백(122)과 밀착되는 볼록면(131)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2평판디스크(150)의 상부면 4개소에는 상향으로 돌출된 돌기부(153)가 형성되고, 상기 각 돌기부(153)에는 탄성수단(154)이 삽입되되, 상기 탄성수 단(154)의 상단부는 상기 십자디스크(130)의 타면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 툴고정지그(160)는 연마패드(171)가 부착되는 부위가 "라운드"된 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 X,Y축 이송테이블(40)의 저면에는 회전테이블(50)이 더 결합되되, 상기 회전테이블(50)은 저면에 구동수단이 편심 배치되어, 렌즈(21)가 괘도운동과 편심운이 동시에 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 경사 가능한 렌즈 연마장치.

Images