KR20110090044A - 렌즈 자동 연마장치 - Google Patents

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KR20110090044A
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Abstract

본 발명은 자동으로 콘택트렌즈를 로딩 및 언로딩하고, 연마공정을 수행하여 전체 연마공정이 전자동으로 이루어질 수 있는 렌즈 자동 연마장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 렌즈 자동 연마장치는 연마대상 렌즈가 장착된 렌즈지지체를 지지하며, 회전 가능하도록 베이스부에 장착된 스핀들부재와, 상기 베이스부를 지지하며 소정길이의 폐회로를 형성하여 상기 폐회로를 따라 순환하는 컨베이어와, 상기 렌즈지지체를 상기 스핀들부재에 장착시키는 로딩부와, 상기 컨베이어의 이동경로 상에서 상기 로딩부의 후방에 설치되어 상기 스핀들부재에 장착된 렌즈지지체 상의 렌즈에 연마액을 도포하는 연마액 도포부와, 상기 컨베이어의 이동경로 상에서 상기 연마액 도포부의 후방에 설치되어 상기 연마액이 도포된 렌즈를 연마하는 렌즈연마부와, 상기 연마된 렌즈를 포함하는 렌즈지지체를 상기 스핀들부재로부터 탈착시키는 언로딩부를 구비한다.

Description

렌즈 자동 연마장치 {Automatic grinder for contact lens}
본 발명은 렌즈 자동 연마장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동으로 콘택트렌즈를 로딩 및 언로딩하고, 연마공정을 수행하여 전체 연마공정이 전자동으로 이루어질 수 있는 렌즈 자동 연마장치에 관한 것이다.
일반적으로 콘택트 렌즈와 같은 광학 표면이 구비된 제품은 그 표면을 보다 매끄럽게 연마하는 공정을 통해 완성되어 지는데, 이러한 표면 연마작업은 통상 렌즈 연마장치를 통해 이루어진다.
상기 렌즈 연마장치는 연마공정을 수행하도록 연마대상물을 고정하고 회전시키기 위한 회전거치부와, 회전거치부에 고정된 연마대상물을 연마하기 위한 연마체와 가압봉으로 이루어진 연마부재로 구성되고, 통상 수작업을 통해 그 동작이 이루어진다.
즉, 다수의 회전거치부에 렌즈를 올려놓은 후 연마부재로 가압한 상태에서 회전거치부를 회전시키면서 연마하고, 연마 후에는 연마부재를 렌즈로부터 떨어뜨린 후 회전거치부에 고정된 렌즈를 분리시킨 다음 연마하고자 하는 다른 렌즈를 올려놓는 과정으로 이루어지는 것으로서, 연마를 위한 회전동작을 제외한 모든 동작이 수작업으로 이루어지고 있다.
따라서 연마에 따른 인건비의 상승 등 작업비용을 증가를 가져오며, 더욱이 생산성의 저하로 작업능률이 떨어지는 단점이 있었다. 그럼에도 불구하고 연마장치의 자동화작업이 어려워 현재까지 수작업을 통해 연마작업을 하고 있음에 따라 연마작업의 능률을 높일 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 연마 대상 렌즈를 로딩하고, 소정의 연마공정을 거친 후, 다시 언로딩시키는 일련의 과정이 모두 자동으로 이루어져 인건비를 최소화할 수 있는 렌즈 자동 연마장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 자동 연마장치는 연마대상 렌즈가 장착된 렌즈지지체를 지지하며, 회전 가능하도록 베이스부에 장착된 스핀들부재와, 상기 베이스부를 지지하며 소정길이의 폐회로를 형성하여 상기 폐회로를 따라 순환하는 컨베이어와, 상기 렌즈지지체를 상기 스핀들부재에 장착시키는 로딩부와, 상기 컨베이어의 이동경로 상에서 상기 로딩부의 후방에 설치되어 상기 스핀들부재에 장착된 렌즈지지체 상의 렌즈에 연마액을 도포하는 연마액 도포부와, 상기 컨베이어의 이동경로 상에서 상기 연마액 도포부의 후방에 설치되어 상기 연마액이 도포된 렌즈를 연마하는 렌즈연마부와, 상기 연마된 렌즈를 포함하는 렌즈지지체를 상기 스핀들부재로부터 탈착시키는 언로딩부를 구비한다.
상기 로딩부에 의해 상기 스핀들부재의 상단에 체결된 상기 렌즈지지체가 렌즈의 연마과정 중 상기 스핀들부재로부터 이탈하는 것을 방지하도록 상기 스핀들부재에 대하여 상기 렌즈지지체를 결합시키는 결합력보강유닛을 더 구비하며, 상기 결합력보강유닛은 상기 렌즈지지체가 안착되는 상기 스핀들부재의 상부로부터 상기 스핀들부재의 내부를 관통해 연장되는 중공과 연통된 흡입관과, 상기 흡입관의 단부에 연결되어 상기 흡입관 및 상기 중공 내의 공기를 흡입하는 진공펌프를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 렌즈 자동 연마장치는 전 공정이 자동화 되기 때문에 인건비를 줄여 렌즈의 제작 비용을 낮출 수 있으며, 공정 불량 발생률을 낮출 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 렌즈 자동 연마장치의 구성을 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 로딩부, 연마액 도포부, 컨베이어를 도시한 부분발췌 사시도,
도 3은 도 1의 고정유닛을 도시한 부분절단 사시도,
도 4는 도 1의 렌즈연마부를 도시한 부분발췌 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 렌즈 자동 연마장치를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 렌즈 자동 연마장치(100)의 바람직한 일 실시예가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 렌즈 자동 연마장치(100)는 렌즈지지체(20)를 컨베이어(110)에 설치된 스핀들부재(122)에 장착시키는 로딩부(140)와, 렌즈(10)에 연마액을 도포하는 연마액 도포부(150)와, 렌즈(10)를 연마하는 렌즈연마부(160)와, 연마된 렌즈(10)의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하기 위한 브러쉬부재(180)와, 렌즈지지체(20)를 스핀들부재(122)로부터 탈거하는 언로딩부(190)를 포함한다.
연마대상 렌즈(10)는 렌즈지지체(20)에 의해 지지되어 있는데, 렌즈지지체(20)는 상기 스핀들부재(122)의 상부에 끼워질 수 있도록 하방이 개구되게 형성되어 있다.
상기 컨베이어(110)는 스핀들부재(122)를 소정의 폐회로 내에서 순환이동시키기 위한 것으로서, 소정 간격으로 이격 설치된 두 개의 메인풀리(111)와, 이 메인풀리(111)에 무한궤도상으로 걸려 있는 벨트부재(112)와, 메인풀리(111)들의 사이에 설치되어 벨트부재(112)의 장력을 유지시키기 위한 텐션풀리(113) 및 두 개의 메인풀리(111) 중 어느 하나를 회전 구동시키는 구동모터(미도시)를 포함한다.
메인풀리(111)에는 원주방향을 따라 다수개의 홈이 이격 형성되어 있으며, 벨트부재(112)의 내주면에는 상기 홈에 끼워지는 돌기들이 마련되어 있어서 벨트부재(112)가 미끄러짐 없이 메인풀리(111)에 의해 이동하게 된다.
벨트부재(112)의 상부에는 스핀들부재(122)를 포함하는 다수개의 고정유닛(120)이 마련되어 있다.
고정유닛(120)은 벨트부재(112)에 길이방향을 따라 소정간격 이격되도록 설치되어 있는데, 벨트부재(112)에 고정된 베이스부재(121)와, 베이스부재(121)로부터 상방으로 연장되며 자축 회전이 가능하게 설치된 스핀들부재(122)와, 스핀들부재(122)를 회전시키기 위한 스핀들구동부(124)를 구비한다.
베이스부재(121)에는 소정의 내부공간이 마련되어 있으며, 베이스부재(121)에 회전 가능하게 결합된 스핀들부재(122)는 상하방향으로 연장되어 있다. 스핀들구동부(124)는 베이스부재(121)의 내부에 설치되어 있는데, 스핀들부재(122)의 하단에 마련된 종동기어(125)와, 이 종동기어(125)와 치합된 구동기어(126)와, 구동기어(126)를 회전시키는 제1 회전모터(127)를 구비한다.
스핀들부재(122)는 렌즈지지체(20)가 끼워지는 상단으로부터 내부를 관통해 연장되는 중공(123)이 형성되어 있다.
고정유닛(120)은 결합력보강유닛(130)에 의해 렌즈지지체(20)와의 결합이 견고하게 이루어진다.
결합력보강유닛(130)은 스핀들부재(122)의 하단에 마련된 로터리조인트(131)를 통해 중공(123)과 연통되도록 연결되는 흡입관(132)과, 상기 각각의 고정유닛(120)에 설치된 흡입관(132)들과 연결된 진공펌프(133)를 포함한다.
상기 진공펌프(133)가 구동하여 흡입관(132) 및 중공(123)의 공기를 빨아내면 중공(123) 내부가 진공상태가 되면서 압력이 낮아지기 때문에 스핀들부재(122)에 체결되는 렌즈지지체(20)가 기압차에 의해 스핀들부재(122)와 결합상태를 견고하게 유지시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서는 상기 결합력보강유닛(130)이 스핀들부재(122)의 중공(123)을 진공상태로 만드는 진공펌프(133)와 흡입관(132)을 포함하도록 되어 있으나, 이와는 달리 렌즈지지체(20)와 스핀들부재(122)의 접촉면에 각각 마련되는 자성부재들로 형성될 수도 있다.
그리고 상기 각각의 고정유닛(120)들로부터 연장되는 흡입관(132)에는 관로를 선택적으로 개폐하기 위한 밸브(134)부재가 마련되어 렌즈지지체(20)가 장착되어 있는 스핀들부재(122)에 대해서만 진공상태가 이루어지도록 한다.
로딩부(140)는 렌즈지지체(20)를 상기 컨베이어(110) 상의 스핀들부재(122)에 장착시키기 위한 것이다.
로딩부(140)는 렌즈지지체(20)를 공급벨트(30)로부터 들어올려 스핀들부재(122)에 안착시킬 수 있도록 되어 있는데, 벽체(141)에 가이드레일(142)이 부착되어 있고, 이 가이드레일(142)을 따라 이동 가능하도록 이송부재(143)가 설치되어 있고, 이 이송부재(143)에는 액튜에이터(144)가 마련되며, 액튜에이터(144)의 하단에 렌즈지지체(20)를 파지할 수 있는 클램퍼(145)가 구비되어 있다.
벽체(141)에는 가이드레일(142)의 사이에 스크류(146)가 가이드레일(142)과 나란하게 연장되도록 설치되어 있고, 이 스크류(146)는 이송모터(147)에 의해 회전 구동하며, 상기 이송부재(143)가 스크류(146)에 나사결합되어 있어서, 스크류(146)의 회전 방향에 따라 이송부재(143)가 가이드레일(142)을 따라 전진 또는 후진하게 된다.
따라서 이송부재(143)가 공급벨트(30)쪽으로 이송한 뒤 액튜에이터(144)에 의해 클램퍼(145)가 하강하여 렌즈지지체(20)를 파지하고, 다시 승강한 다음 이송부재(143)가 컨베이어(110)측으로 이송되고, 클램퍼(145)가 하강하여 렌즈지지체(20)를 스핀들부재(122)의 상부에 안착시키는 일련의 과정을 통해 자동으로 렌즈지지체(20)를 스핀들부재(122)에 장착시키게 된다.
본 실시예에서는 액튜에이터(144)에 하나의 클램퍼(145)만 장착되어 있으나, 하나의 액튜에이터(144)에 다수개의 클램퍼(145)들이 마련되어 복수개의 렌즈지지체(20)들이 동시에 스핀들부재(122)에 장착되도록 할 수도 있다.
컨베이어(110)에 의한 스핀들부재(122)의 이동방향 상에서 상기 로딩부(140)의 후방에는 렌즈(10)에 연마액을 도포하기 위한 연마액 도포부(150)가 설치되어 있다.
연마액 도포부(150)는 렌즈(10)의 연마를 위한 연마액을 렌즈(10) 표면에 도포하기 위한 것으로서, 연마액을 분사하기 위한 분사노즐(151)이 컨베이어(110)를 통해 이동하는 스핀들부재(122)의 상부에 위치하도록 설치되어 있다. 분사노즐(151)은 연결관을 통해 연마액 저장탱크(미도시)와 연결되어 스핀들부재(122)에 렌즈지지체(20)가 안착되면 렌즈(10)에 소정량의 연마액을 분사한다.
본 실시예의 연마액 도포부(150)는 상술한 것처럼 소정량의 연마액을 렌즈(10)를 향해 분사하는 분사노즐(151) 형태로 이루어져 있으나, 연마액 도포부(150)는 이와는 달리 연마액을 함유하고 있는 흡습지가 승강 및 하강하면서 렌즈지지체(20)의 상면에 접촉하여 연마액을 렌즈(10) 표면에 도포하도록 형성할 수도 있다.
렌즈연마부(160)는 스핀들부재(122)의 이동방향 상에서 연마액 도포부(150)의 후방에 위치하며, 컨베이어(110)의 길이방향을 따라 소정거리 이격되어 있는 서포트부재(161)와, 양단이 서포트부재(161)에 회전 가능하게 결합되어 있는 회전축(162)과, 회전축(162)으로부터 스핀들부재(122) 측으로 연장되어 있는 연장로드(163)와, 연장로드(163)의 단부에 연장로드(163)와 직교하는 방향으로 연장되고 상단에 제2 회전모터(165)가 장착된 회전로드(164)와, 회전로드(164)의 하단에 장착된 연마체(166)를 포함한다.
회전축(162)은 서포트부재(161)의 내부로 돌출된 단부에 웜휠(171)이 설치되어 있으며, 이 웜휠(171)은 서포트부재(161)의 내측에 장착되어 있는 제3 회전모터(173)에 의해 회전하는 웜(172)과 치합되어 있어서, 제3 회전모터(173)의 구동에 의해 회전축(162)이 90°각도로 회전이 이루어지게 된다.
이 회전축(162)의 회전에 의해 연장로드(163)가 상방으로 향하게 되는 경우에는 연마체(166)가 렌즈(10)와 분리된 상태가 되고, 연장로드(163)가 수평방향으로 연장되게 회전축(162)이 회전하게 되면 연마체(166)의 하단이 렌즈지지체(20)에 지지되어 있는 렌즈(10)와 접촉한다.
상기 연마체(166)는 회전로드(164)의 단부에 결합되어 있는 원통형의 바디(167)와, 바디(167)의 하부에 씌워지는 연마지(168)와, 바디(167)의 측면에 연마지(168)를 고정하도록 체결되는 체결링(169)을 포함하는데, 바디(167)는 하방으로 개방되어 있으며, 측면에는 상기 체결링(169)이 결합될 수 있도록 체결홈이 원부방향을 따라 형성되어 있다.
연마지(168)는 체결링(169)에 의해 바디(167)에 고정되며, 바디(167)의 하단이 빈 공간이기 때문에 연마를 위해 연마지(168)가 렌즈(10)에 접촉 및 가압될 때, 연마지(168)가 렌즈(10)의 형상에 따라 신축 변형됨으로써 렌즈(10)의 변형이 발생하지 않게 된다.
회전로드(164)의 상부에는 상술한 것처럼 회전로드(164)를 회전시키기 위한 제2 회전모터(165)가 장착되어 있어서, 연마체(166)도 이 제2 회전모터(165)에 의해 일방향으로 회전하게 되며, 렌즈지지체(20)를 지지하는 스핀들부재(122)와 상호 반대방향으로 회전함으로써 연마효율을 더욱 높일 수 있도록 되어있다.
본 실시예에서는 연마체(166)와 스핀들부재(122)가 모두 회전하도록 형성되어 있지만 연마체(166) 또는 스핀들부재(122) 중 어느 하나만 회전하도록 형성될 수도 있다.
렌즈연마부(160)의 후방에는 브러쉬부재(180)가 회전 가능하게 설치되어 있어서, 연마된 렌즈(10)의 상면에 잔류하는 이물질을 제거한다.
연마과정이 모두 마쳐진 렌즈지지체(20)는 언로딩부(190)에 의해 스핀들부재(122)로부터 분리되어 배출벨트(40)를 통해 배출된다.
상기 언로딩부(190)는 로딩부(140)와 구성이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
스핀들부재(122)는 렌즈지지체(20)가 분리된 후 컨베이어(110)에 의해 이동되어 다시 로딩부(140)에 의해 렌즈지지체(20)가 장착될 수 있는 위치로 복귀하며, 상술한 과정을 거치도록 이동이 계속된다.
본 발명에 따른 렌즈 자동 연마장치(100)에 의한 렌즈(10)의 연마과정은 다음과 같다.
먼저 컨베이어(110)에 의해 스핀들부재(122)가 소정의 위치에 위치하면 로딩부(140)에서 렌즈지지체(20)를 스핀들부재(122)에 안착시킨다.
렌즈지지체(20)가 안착될 때에는 진공펌프(133)의 구동에 의해 스핀들부재(122)의 내부를 진공상태로 만들게 되므로 안착된 렌즈지지체(20)가 연마를 위해 고속으로 회전하는 스핀들부재(122)로부터 이탈하지 않도록 고정된다.
스핀들부재(122)가 컨베이어(110)에 의해 이동하면서 연마액 도포부(150)를 통과하게 되며, 연마액 도포부(150)를 통과하는 과정에서 분사노즐(151)에서 분사된 연마액이 렌즈(10)의 상면에 도포된다.
소정량의 렌즈지지체(20)가 스핀들부재(122)에 장착되어 이동하면 컨베이어(110)가 정지하고, 렌즈연마부(160)의 연마체(166)가 렌즈(10)와 접촉할 수 있도록 회전축(162)이 회전한다. 연마지(168)가 렌즈(10)에 접촉되면 스핀들부재(122)와 연마체(166)가 회전하면서 렌즈(10)의 연마가 이루어지고, 렌즈(10)의 연마가 완료되면 회전축(162)이 회전하여 연마체(166)가 렌즈(10)로부터 분리된다.
연마가 완료된 후에는 다시 컨베이어(110)가 구동하여 진행방향을 따라 스핀들부재(122)가 이동하게 되고, 브러쉬부재(180)에 의해 렌즈(10) 표면에 잔류하는 이물질이 제거된 다음 언로딩부(190)에서 렌즈지지체(20)를 스핀들부재(122)로부터 분리하여 배출벨트(40)로 옮기게 됨으로써 렌즈(10) 연마 공정의 한 싸이클(cycle)이 마무리 되며, 렌즈지지체(20)가 언로딩부(190)에 의해 스핀들부재(122)로부터 분리되는 동안 로딩부(140)에서는 다시 연마할 렌즈(10)가 구비되어 있는 렌즈지지체(20)를 스핀들부재(122)에 장착함으로써 렌즈(10)의 연마를 준비한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100; 렌즈 자동 연마장치
110; 컨베이어
120; 고정유닛
122; 스핀들부재
130; 결합력 보강유닛
140; 로딩부
150; 연마액 도포부
160; 렌즈연마부
180; 브러쉬부재
190; 언로딩부

Claims (3)

  1. 연마대상 렌즈가 장착된 렌즈지지체를 지지하며, 회전 가능하도록 베이스부에 장착된 스핀들부재와;
    상기 베이스부를 지지하며 소정길이의 폐회로를 형성하여 상기 폐회로를 따라 순환하는 컨베이어와;
    상기 렌즈지지체를 상기 스핀들부재에 장착시키는 로딩부와;
    상기 컨베이어의 이동경로 상에서 상기 로딩부의 후방에 설치되어 상기 스핀들부재에 장착된 렌즈지지체 상의 렌즈에 연마액을 도포하는 연마액 도포부와;
    상기 컨베이어의 이동경로 상에서 상기 연마액 도포부의 후방에 설치되어 상기 연마액이 도포된 렌즈를 연마하는 렌즈연마부와;
    상기 연마된 렌즈를 포함하는 렌즈지지체를 상기 스핀들부재로부터 탈착시키는 언로딩부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 자동 연마장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 로딩부에 의해 상기 스핀들부재의 상단에 체결된 상기 렌즈지지체가 렌즈의 연마과정 중 상기 스핀들부재로부터 이탈하는 것을 방지하도록 상기 스핀들부재에 대하여 상기 렌즈지지체를 결합시키는 결합력보강유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 자동 연마장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 결합력보강유닛은 상기 렌즈지지체가 안착되는 상기 스핀들부재의 상부로부터 상기 스핀들부재의 내부를 관통해 연장되는 중공과 연통된 흡입관과,
    상기 흡입관의 단부에 연결되어 상기 흡입관 및 상기 중공 내의 공기를 흡입하는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 자동 연마장치.
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