KR20150090837A

KR20150090837A - 판재의 테두리 가공 지석 및 모따기 장치

Info

Publication number: KR20150090837A
Application number: KR1020150006704A
Authority: KR
Inventors: 오사무 야마다; 다카시 미야모토; 쓰요시 나야
Original assignee: 나카무라 토메 세이미쓰고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2015-08-06
Also published as: TWM508404U; JP2015139843A; KR102267749B1; CN204604129U; JP6263036B2

Abstract

만곡된 판면을 구비한 유리판, 그 외의 판재(3D 패널)의 테두리를 가공하는데 적합한 지석 및 상기 지석을 이용한 모따기 장치에 관한 것으로, 지석의 회전축을 경사지게 하는 제어를 행하는 일 없이 3D 패널의 테두리의 모따기 가공을 가능하게 하고, 3D 패널의 외주의 절단과 모따기 가공을 동일 기대 상에서 행할 수 있는 장치를 제공한다.
모따기면(s, t)을 연삭하는 지석면(4(4a, 4b), 5(5a, 5b))을 구 형상으로 하여, 그 구 형상 지석면(4, 5)을 대향 배치한 것을 특징으로 한다. 지석의 외주에 원통 지석면(6)을 사이에 두고 2개의 구 형상 지석면(4, 5)을 대향시킨 원주 홈(7)을 형성한 지석(3(3a, 3b))을 이용하면, 종래의 총형 지석과 동일하게 하여, 3D 패널의 단면(u)과 상하의 모따기면(s, t)의 연삭을 동시에 행할 수 있다.

Description

판재의 테두리 가공 지석 및 모따기 장치{GRINDSTONE FOR MACHINING CIRCUMFERENCE OF PLATE AND APPARATUS FOR CHAMFERING PLATE}

이 발명은, 유리판 그 외의 판재의 테두리(둘레 가장자리)를 연삭 가공하는 지석(grindstone) 및 상기 지석을 이용하여 모따기 가공을 행하는 장치에 관한 것이다. 이 발명은, 만곡된 판면을 구비한 판재(이하, 「3D 패널」이라고 한다)의 테두리를 가공하는데 적합한 지석 및 장치에 관한 것이다.

유리판을 절단하는 일반적인 방법은, 유리의 취성을 이용하는 것으로, 다이아몬드제의 뾰족한 날끝이나 롤러로 유리판의 표면을 긁고, 이 긁음으로 생긴 수직 방향의 미소(微小)한 균열을 열이나 충격력으로 성장시켜서 절단하는 것이다. 이러한 방법으로 절단된 유리판의 절단변에는, 날카로운 능선(ridge)이 형성된다. 그래서, 이 능선 부분을 모따기하여, 작업자의 손가락을 손상시키는 것이나, 능선의 결락이나 크랙을 제거할 필요가 있다.

종래, 이 모따기는, 모따기하려고 하는 능선과 대략 평행한 축 둘레에 회전하는 복수의 원판 지석을 구비한 멀티 지석이라 불리는 지석이나, 가공 후의 유리판 테두리의 단면 형상에 대응한 원주 홈(circumferential groove)을 가지는 총형 지석(formed grindstone)이라 불리는 지석을 이용하여 행해지고 있다.

도 6은, 종래의 총형 지석(30)과, 상기 지석에 의해서 모따기된 유리판(w)의 부분 확대도이다. 총형 지석(30)은, 원주 홈(70)을 구비하고 있고, 이 원주 홈은, 원통 지석면(6)과 상하의 원추 지석면(8, 9)으로 형성되어 있다. 유리판 테두리의 단면(u)은, 원통 지석면(6)으로 연삭되고, 상하의 모따기면(s, t)은, 각각 원추 지석면(8, 9)으로 연삭된다. 유리판의 표면에 대한 모따기면(s, t)의 모따기각(경사각)(θ)은, 종래 45도가 일반적이었는데, 유리판의 두께가 얇아지는 것에 수반하여, 모따기각이 작아지는(예를 들면 θ=15도 ~ 35도) 경향이 있다. a는, 총형 지석(30)의 회전 중심축이다.

최근, 디스플레이 패널이나 그 커버 유리, 반사경 등에 있어서, 유리판의 3D화(3차원화)가 진행되고 있다. 즉, 영상을 입체적으로 보이게 하는 것이나 화상의 투영 표면(스크린에 상당하는 표면)의 요철에 대응한 반사면을 얻기 위해서 표면을 만곡면으로 한 유리판을 사용한다는 것이다. 이러한 만곡된 판면을 구비한 3D 패널에 있어서도, 상술한 능선의 크랙이나 결락을 제거하기 위해서, 테두리의 모따기 가공이 필요하다.

상술한 바와 같이, 종래의 유리판의 모따기 가공은, 총형 지석이나 멀티 지석을 가공하고자 하는 유리판의 테두리를 따라서 이동시키는 것에 의해서 행해진다. 총형 지석의 회전 중심축은, 유리의 판면에 대해서 직각이며, 멀티 지석의 회전 중심축은, 유리판의 판면에 평행하다. 평판 형상의 유리판의 테두리는, 2차원 평면상에 있기 때문에, 직각 좌표계에 있어서의 X-Y 평면 또는 극좌표계에 있어서의 θ-r 평면 내에서 모따기 지석을 유리판의 테두리를 따라서 상대 이동시키는 것에 의해, 테두리의 모따기 가공을 행할 수 있다.

한편, 3D 패널의 테두리 가공에 있어서는, 지석을 패널에 대해서 2차원 평면에서 상대 이동시킴과 함께, 이 2차원 평면과 직교하는 Z방향으로도 상대 이동시킬 필요가 있다. 이 Z방향의 지석 위치의 제어는, 지석을 그 회전 중심축 방향으로 이동시키는 승강 장치를 마련하여, 3D 패널의 CAD 데이터를 읽어들인 NC 장치에서 이 승강 장치를 제어하는 것에 의해 용이하게 할 수 있다.

그러나, 도 6에 나타낸 바와 같은 종래의 총형 지석(30)에 의한 모따기 가공은, 지석의 외주에 마련한 원주 홈(70)에 의해서 행해지고 있고, 이 원주 홈(70)은, 지석의 회전 중심축(a)과 직교하는 2차원 평면 내에서 회전하고 있기 때문에, 3D 패널의 테두리가 Z축 방향으로 변화하는 부분에서는, 3D 패널의 테두리의 방향과 지석의 원주 홈(70)의 방향이 교차하는 상태가 된다. 종래의 총형 지석의 원주 홈(70)은, 사다리꼴 단면의 홈이며, 또한 유리판의 두께가 얇아지는 것에 수반하여 원추 지석면(8, 9)의 경사각(θ)은, 15도 ~ 35도의 작은 각도로 되어 있다. 이 때문에, 모따기 가공하려고 하는 패널 테두리의 방향이 지석의 원주 홈(70)의 방향에서 어긋나면, 지석의 원추 지석면(8, 9)이 패널의 테두리에 깊게 베어 들어가서 가공 형상이 엉망이 되는 일이 생긴다. 이것을 피하기 위해서는, 패널의 테두리 방향과 지석의 원주 홈 방향이 평행이 되도록 지석의 회전 중심축(a)을 기울일 필요가 있지만, 모따기 장치의 구조 및 제어가 극히 복잡하게 된다.

이 발명은, 지석의 회전축을 경사지게 하는 제어를 행하는 일 없이 3D 패널의 테두리의 모따기 가공을 가능하게 하는 것을 과제로 하고 있고, 나아가 3D 패널의 외주의 절단과 모따기 가공을 동일 기대(機臺) 상에서 행할 수 있는 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

이 발명의 판재의 테두리 가공 지석은, 모따기면(s, t)을 연삭하는 지석면(4(4a, 4b), 5(5a, 5b))을 구 형상으로 하여, 그 구 형상 지석면(4, 5)을 대향 배치한 것을 특징으로 한다. 여기서 구 형상 지석면(4, 5)은, 구대(spherical zone), 회전 타원대(oval zone) 등의 면을 포함하고, 중심이 지석의 회전 중심축선 상에 있는 구 내지 구와 동등한 면에서, 면 전체에 걸쳐서 가공되는 판재(워크)를 향해서 볼록 형상이 되어 있는 지석면이다. 따라서, 이 발명의 지석으로 모따기된 3D 패널(w)의 모따기면(s, t)은, 중간 오목 형상의 곡면이 된다.

지석의 외주에 원통 지석면(6)을 사이에 두고 2개의 구 형상 지석면(4, 5)을 대향시킨 원주 홈(7)을 형성한 지석(3(3a, 3b))을 이용하고, 지석(3)을 그 회전 중심축 방향으로 이동시키는 승강 장치를 마련하여 NC 장치에서 이 승강 장치를 제어하는 것에 의해, 종래의 총형 지석과 동일하게, 3D 패널의 단면(u)과 상하의 모따기면(s, t)의 연삭을 동시에 행할 수 있다.

도 3, 4에 나타나는 바와 같이, 지석의 회전 중심축(a)과 평행하며, 또한 구 형상 지석면(4, 5)에서 연삭되고 있는 모따기면(s, t)의 단면측의 능선(p) 및 판면측의 능선(q)을 각각 포함하는 면(m, n)과, 구 형상 지석면(4, 5)이 교차하는 선(e, f)은, 원이나 타원 등의 원에 가까운 2차 곡선이 되고, 양 곡선(e, f)의 간격(d)은 거의 일정하게 된다.

구 형상 지석면(4, 5)에 워크(w)의 테두리가 경사지게 접촉하면, 워크(w)와 구 형상 지석면(4, 5)과의 접점(c4, c5)은, 워크(w)와 지석(3)과의 상대 이동 방향(도 4의 오른쪽 방향)의 전후로 이동한다. 모따기 지석면(4, 5)을 구 형상으로 한 이 발명의 지석에서는, 접점(c4, c5)의 이동량(g)이 작고, 또한 그 이동 후의 위치에 있어서도 곡선(e, f)의 간격(d)이 거의 변화하지 않는 것으로부터, 모따기폭(b)이나 모따기각(θ)도 거의 변화하지 않는다.

이것에 대해서 종래의 도 6에 나타내는 모따기 지석면(8, 9)을 원추면으로 한 지석에서는, 곡선(e, f)에 상당하는 선이 쌍곡선이 되기 때문에, 3D 패널의 테두리가 경사지고 있는 부분에서 모따기폭(b) 및 모따기각(θ)이 크게 변동한다.

구 형상 지석면을 대향시켜서 상하의 모따기면(s, t)을 동시에 모따기하는 경우에는, 3D 패널(w)이 경사지게 되었을 때, 단면(u)의 폭이 좁아지지만, 이 좁아지는 정도도 종래 구조의 지석에 비해서 작고, 일반적으로 이용되고 있는 3D 패널의 모따기 가공에 있어서는, 거의 문제가 되지 않는다.

상기 특징을 구비한 이 발명의 판재의 테두리 가공 지석(3)은, 회전 중심축(a)을 중심축으로 하는 2개의 구 형상의 지석면(4, 5)을 대향 배치한 지석이며, 보다 바람직하게는, 2개의 구 형상의 지석면(4, 5)의 안지름단에 연이어 접하는 원통 지석면(6)을 구비하고 있는 지석이다.

또한, 이 발명의 모따기 장치는, 상기의 이 발명의 지석을 이용하여 3D 패널의 테두리의 모따기 가공을 가능하게 한 모따기 장치로서, 상기 지석을 워크의 면 직각 방향으로 승강시키는 세로 이송대(25)를 구비하고, 상기 세로 이송대를 3D 패널의 가장자리를 따르는 지석의 이동과 관련시켜서 승강시키는 제어 수단을 구비하고 있는 모따기 장치이다.

상기 세로 이송대(25)에 축 지지된 지석축(41)과, 상기 세로 이송대에 승강 가능하게 마련한 승강대(28)에 축 지지된 제2 지석축(47)을 마련하고, 상기 지석축(41)의 하단에 이 발명의 테두리 가공 지석(3)을 장착하고, 제2 지석축(47)의 하단에 둘레면을 지석면으로 한 원통 형상의 절단 지석(45)을 장착하는 것에 의해, 이 발명의 모따기 장치 상에서 3D 패널의 절단과 모따기를 연속하여 행하는 것이 가능하다.

이 발명의 지석에 의하면, 3D 패널의 테두리의 모따기 가공에 있어서, 패널 테두리의 경사에 대응하여 지석축을 경사지게 하는 일 없이, 지석을 3D 패널 테두리의 Z방향의 위치에 맞추어서 상하 이동시킨다고 하는 제어에 의해, 외관상 및 실질상 균일한 모따기 가공을 행할 수 있다.

또한, 종래 공지의 모따기 장치에 지석축의 축방향 이동을 NC 제어하는 제어 수단을 부가하는 것으로, 3D 패널의 모따기 가공이 가능한 모따기 장치를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 테두리 가공 지석의 제1 실시예의 측면도이다.
도 2는 테두리 가공 지석의 제2 실시예의 측면도이다.
도 3은 지석과 가공된 판재의 주요부의 부분 확대도이다.
도 4는 판재의 테두리가 경사지게 되었을 때의 모따기 작용의 설명도이다.
도 5는 모따기 장치의 모식적인 정면도이다.
도 6은 종래 지석과 가공된 판재의 주요부의 부분 확대도이다.

도 1은, 이 발명의 테두리 가공 지석의 제1 실시예를 나타내는 측면도이다. 도 2는, 이 발명의 테두리 가공 지석의 제2 실시예를 나타내는 측면도이다. 제1 실시예의 테두리 가공 지석(3a)은, 반구 지석면(4a)과, 구 지석면(5a)과, 대향하는 이들 구 형상 지석면(4a, 5a)의 사이의 원통 지석면(6)을 구비하고 있다. 제2 실시예의 테두리 가공 지석(3b)은, 원통 지석면(6)과, 상기 지석면을 사이에 두고 대향하는 2개의 구대 지석면(4b, 5b)을 구비하고 있다.

구 형상 지석면(4(4a, 4b) 및 5(5a, 5b))은, 지석의 회전 중심축(a)과 직교하는 평면과의 교선이 상기 중심축을 중심으로 하는 진원의 볼록 곡면이다. 구 형상 지석면(4, 5)의 안지름단, 즉 원통 지석면(6)과 연이어 접하는 위치에서의 구 형상 지석면(4, 5)의 모선(generating line)과 원통 지석면의 모선(회전 중심축과 평행한 선)이 이루는 각은, 105도 ~ 135도이다.

이 발명의 모따기 장치의 실시예를 나타내는 도 5에서, 1은 주축이다. 주축(1)은, 연직 방향의 중공축이며, 장치 프레임에 고정된 베어링(11)에서 회전 가능하게 축 지지되어 있다. 주축(1)의 상단에는, 홀더(12)가 고정되어 있고, 이 홀더의 상면(13)은, 워크(w)의 면에 대응하는 곡면의 워크 유지면으로 되어 있다. 홀더(12) 상에 반송된 워크(w)는, 예를 들면 주축의 중공 구멍을 통하여 공급되는 부압에 의해, 진공 흡착되어 유지된다. 주축(1)의 하단에는, 주축 모터(써보 모터)(15)가 연결되어 있다. 주축 모터(15)는, 써보 앰프(61)를 개재하여 NC 장치(60)에 접속되고, NC 장치(60)의 지령에 의해서 주축(1)의 회전각이 제어되고 있다.

21은, 주축(1)의 상방에 위치하는 가로 이송대이다. 가로 이송대(21)는, 장치 프레임에 마련한 수평 방향의 가로 가이드(도시되어 있지 않다)에 이동 가능하게 안내되고, 가로 이송 모터(써보 모터)(23)로 회전 구동되는 가로 이송 나사(24)에 나사결합하고 있다. 가로 이송 모터(23)는, 써보 앰프(62)를 개재하여 NC 장치(60)에 접속되어 있고, 가로 이송대(21)의 이동 위치가 NC 장치(60)에 의해서 제어되고 있다.

25는 세로 이송대이다. 세로 이송대(25)는, 가로 이송대(21)에 고정된 연직 방향, 즉 주축(1)과 평행한 방향의 세로 가이드(도시되어 있지 않다)에 이동 가능하게 장착되고, 세로 이송 모터(써보 모터)(26)로 회전 구동되는 세로 이송 나사(27)에 나사결합하고 있다. 세로 이송 모터(26)는, 써보 앰프(63)를 개재하여 NC 장치(60)에 접속되어 있고, 세로 이송대(21)의 이동 위치가 NC 장치(60)에 의해서 제어되고 있다.

28은 승강대이다. 승강대(28)는, 세로 이송대(25)에 마련된 연직 방향의 레일에 슬라이딩 가능하게 장착되어 있고, 그 상단은, 세로 이송대(25)에 장착된 승강 실린더(29)의 로드에 연결되어 있다.

3(3a, 3b)은 테두리 가공 지석이다. 테두리 가공 지석(3)은, 세로 이송대(25)에 베어링(44)으로 축 지지된 연직 방향을 따라서 주축(1)과 평행한 방향의 지석축(41)의 하단에 장착되어 있다. 지석축(41)의 상단은, 톱니 장착 벨트(42)에 의해 지석 모터(43)에 연결되어 있다.

45는 절단 지석이다. 절단 지석(45)은, 승강대(28)에 장착된 브러시리스 모터(46)의 회전자 축에 직접 연결된 연직 방향의 절단 지석축(47)의 하단에 장착되어 있다.

주축(1)의 축심, 지석축(41)의 축심 및 절단 지석축(47)의 축심은, 가로 이송대(21)의 이동 방향과 평행한 동일 연직면 상에 위치하고 있다.

테두리 가공 지석(3)으로 워크를 가공할 때는, 승강 실린더(29)로 승강대(28)를 상승시키고, 절단 지석(45)을 홀더(12)에 유지된 워크(w)와 간섭되지 않는 상방 위치에 대피시킨다. 한편, 절단 지석(45)으로 워크(w)를 절단할 때는, 승강 실린더(29)로 승강대(28)를 하강시키고, 세로 이송대(25)로 절단 지석(45)을 가공 위치까지 하강시켜서 워크(w)를 절단한다. 이때 테두리 가공 지석(3)은, 승강대(28)에 대한 세로 이송대(25)의 상대적인 상승에 의해, 홀더(12)에서 유지된 워크와 간섭되지 않는 상방 위치로 퇴피되어 있다.

어떠한 가공에 있어서도, 가로 이송대(21)의 이동 위치와 주축(1)의 회전각을 관련시켜서 동기 제어하는 것에 의해, 소망의 평면 형상의 절단 및 테두리 가공을 행한다.

도 5에 나타낸 모따기 장치는, 절단 지석(45)과 테두리 가공 지석(3)을 구비하고 있고, 홀더(12)에 반입된 3D 패널을 절단 지석(45)으로 소정 형상으로 절단한 후, 절단 지석(45)을 상방으로 퇴피시켜서 테두리 가공 지석(3)으로 절단한 후의 3D 패널(w)의 테두리를 모따기 가공하는 것이 가능하다. 이 경우의 테두리 가공 지석(3)은, 원통 지석면(6)을 구비하지 않은 지석을 이용할 수 있다.

테두리 가공 지석(3)으로서 원통 지석면(6)을 구비한 지석을 이용하면, 홀더(12) 상에 앞 공정에서 소정 형상으로 절단된 3D 패널이 반입되었을 때에, 상기 테두리 가공 지석으로 3D 패널의 단면의 마무리 연삭을 포함하는 모따기 가공을 행하는 것이 가능하다.

반입된 3D 패널의 절단과 모따기를 행하는 경우의 상기 모따기 장치의 동작을 다음에 설명한다. 홀더(12)에 3D 패널(w)이 반입되어 고정되었다면, 승강대(28)를 하강시켜서 주축(1)의 회전과 가로 이송 모터(23)의 회전을 NC 장치(60)에서 동기시켜서 3D 패널(w)의 테두리를 소정 형상으로 절단한다.

다음에 절단 지석(45)을 상방으로 퇴피하고, 3D 패널(w)의 평면 형상에 따라서 주축(1)의 회전과 가로 이송 모터(23)의 회전을 NC 장치(60)에서 동기 제어함과 함께, 연삭하는 부분의 홀더(12) 상에 있어서의 3D 패널 테두리의 높이의 변화에 대응하여 주축(1)의 회전각과 세로 이송 모터(26)의 회전을 NC 장치(60)에서 동기 제어하면서 주축(1)을 1회전시키는 것에 의해, 3D 패널(w)의 테두리의 상하 모따기면(s, t)을 동시 가공한다.

이 모따기면의 연삭시에, 대향하는 구 형상 지석면(4, 5) 사이에 마련한 원통 지석면(6)으로 3D 패널 테두리의 단면을 마무리 연삭할 수 있고, 절단 지석(45)으로서 거친 지석을 이용하여 절단 속도를 높이는 동작이 가능하다.

3(3a, 3b): 지석
4(4a, 4b): 구 형상 지석면
5(5a, 5b): 구 형상 지석면
6: 원통 지석면
7: 원주 홈
21: 가로 이송대
25: 세로 이송대
28: 승강대
41: 지석축
45: 절단 지석
47: 제2 지석축
a: 지석의 회전 중심축
b: 모따기폭
c4, c5: 판재와 구 형상 지석면의 접점
d: 곡선(e, f)의 간격
e, f: m, n와 구 형상 지석면과의 교선
g: 이동량
m, n: a와 평행한 p, q를 통과하는 면
p: 단면측의 엣지
q: 판면측의 엣지
s, t: 모따기면
u: 단면
w: 판재(3D 패널)
θ: 모따기각

Claims

회전 중심축을 중심축으로 하는 2개의 구 형상의 지석면을 대향 배치한 판재의 테두리 가공 지석.
제 1 항에 있어서,
2개의 구 형상의 지석면의 안지름단을 연이어 접하는 원통 지석면을 구비하고 있는 테두리 가공 지석.
지석을 워크의 면 직각 방향으로 승강시키는 세로 이송대를 구비한 판재의 모따기 장치에 있어서,
상기 세로 이송대를 피가공물인 3D 패널의 테두리를 따르는 지석의 이동과 관련시켜서 승강시키는 제어 수단을 구비하고 있는 판재의 모따기 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 세로 이송대에 축 지지된 지석축과, 상기 이송대에 승강 가능하게 마련된 승강대에 축 지지된 제2 지석축을 구비하고, 상기 지석축의 하단에 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 테두리 가공 지석을 장착하고, 상기 제2 지석축의 하단에 둘레면을 지석면으로 한 원통 형상의 절단 지석을 장착한 모따기 장치.