KR20210062171A - 연마장치 및 연마장치를 이용한 연마 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연마장치 및 연마장치를 이용한 연마 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치는, 몸체; 상기 몸체 상에 배치되고, 상부에 배치된 작업대를 포함하는 테이블; 상기 테이블 상에 배치된 연마부; 및 상기 작업대의 일 측에 배치된 드레싱부(dressing unit);를 포함한다.

Description

연마장치 및 연마장치를 이용한 연마 방법{POLISHING DEVICE AND USING METHODE OF THE SAME}
본 발명은 연마장치 및 연마장치를 이용한 연마 방법에 관한 것이다.
연마장치는 숫돌 등의 연마부재를 이용하여 연마 대상이 되는 물체를 가공하는 장치이다. 일반적으로 작업대 위에 연마 대상 물체를 고정하고, 원판 형상의 연마부재를 회전하여 상기 연마 대상 물체를 깎아 내거나 표면을 처리한다. 상기 연마 대상 물체는 광물, 유리 등일 수 있다.
이러한 연마기는 연마공정을 진행함에 따라 연마부재의 형상 및 크기가 변경되기 때문에, 일정한 품질을 얻기 위해서는 연마부재를 주기적으로 드레싱(dressing)하여 연마부재의 연마 표면을 일정하게 유지하는 것이 필요하다.
그러나 종래의 연마장치는 작업자가 수동으로 연마부재를 드레싱하였기 때문에, 작업자의 숙련도 등에 의해 연마 공정의 품질이 좌우되는 경우가 많으며, 수동으로 드레싱 작업을 수행하며서 연마부재의 위치가 틀어져 불량이 발생하는 경우가 있다.
선행기술문헌인 대한민국특허공개공보 제2000-0008643호는 연삭숫돌의 드레싱 조건을 결정하기 위한 방법을 제공하고 있지만, 수동 드레싱에 따른 문제점을 해결하지 못하고 있다.
대한민국특허공개공보 제2000-0008643호
본 발명은 자동으로 연마부재를 드레싱할 수 있는 연마장치 및 이를 이용한 연마방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 드레싱 후에도 연마부를 최적화된 위치로 이동함으로써 우수한 연마 품질의 확보가 가능하다.
또한, 신속하고 간편한 드레싱 작업의 수행이 가능하다.
본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치는, 몸체; 상기 몸체 상에 배치되고, 상부에 배치된 작업대를 포함하는 테이블; 상기 테이블 상에 배치된 연마부; 및 상기 작업대의 일 측에 배치된 드레싱부(dressing unit);를 포함한다.
상기 테이블을 상기 몸체 상에서 수평으로 이동하는 제1이동부; 상기 연마부를 상기 테이블에 대하여 상하로 이동하는 제2이동부; 및 상기 제1이동부 및 제2이동부를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 테이블을 수평 이동하고, 상기 연마부를 상하 방향으로 이동하여, 상기 드레싱부 및 연마부가 접촉하도록 제어하고, 상기 연마부가 드레싱된 양에 대한 드레싱 정보를 이용하여 드레싱이 끝난 상기 연마부의 위치를 제어할 수 있다.
상기 테이블의 이동 위치를 감지하는 제1센서부, 및 상기 연마부의 이동 위치를 감지하는 제2센서부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 연마부는 연마 대상체를 연마하는 연마석, 및 상기 연마석을 회전하는 회전부,를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치를 이용한 연마방법은, 몸체, 상기 몸체 상에 배치되고 상부에 배치된 작업대를 포함하는 테이블, 상기 테이블 상에 배치된 연마부, 상기 작업대의 일 측에 배치된 드레싱부, 상기 테이블을 상기 몸체 상에서 수평으로 이동하는 제1이동부, 상기 연마부를 상기 테이블에 대하여 상하로 이동하는 제2이동부, 및 상기 제1이동부 및 제2이동부를 제어하는 제어부,를 포함하는 연마장치를 이용하여 수행되며,
상기 테이블 상에 연마대상물을 배치하는 단계; 제어부가 상기 연마부를 초기 위치로 이동하여 상기 연마부를 이용하여 상기 연마대상물을 연마하는 단계; 상기 제어부가 상기 테이블을 상기 몸체에 대하여 수평 방향으로 이동하고, 연마부를 상하 방향으로 이동하여, 상기 드레싱부를 이용하여 상기 연마부를 연마하는 단계; 상기 제어부가 상기 테이블을 상기 테이블의 작업 위치로 이동하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 연마부를 상기 연마부의 작업 위치로 이동하는 단계;를 포함한다.
상기 상기 제어부가 상기 연마부를 상기 연마부의 작업 위치로 이동하는 단계 이전에, 상기 제어부가 상기 연마부를 연마하는 단계에서 상기 연마부가 연마된 양에 대한 연마 정보를 기초로 상기 연마부의 작업 위치를 도출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 상기 연마부의 작업 위치를 도출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 연마 정보로부터 상기 연마부가 제거된 길이를 연산하는 단계, 및 상기 초기 위치에 상기 연마부가 제거된 길이를 가감하여 상기 연마부의 작업 위치를 도출하는 단계,를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치 및 이를 이용한 연마방법에 의하면 자동으로 연마부재를 드레싱할 수 있다.
또한, 드레싱 후에도 연마부를 최적화된 위치로 이동함으로써 우수한 연마 품질의 확보가 가능하다.
또한, 신속하고 간편한 드레싱 작업의 수행이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 테이블 및 제1이동부를 도시한 것이다.
도 4는 연마부 및 제2이동부를 도시한 것이다.
도 5 및 6은 각각 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 연마장치의 개념도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치를 이용한 연마 방법의 순서를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.　 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.　 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치(100)는, 몸체(110); 상기 몸체(110) 상에 배치되고, 상부에 배치된 작업대를 포함하는 테이블(120); 상기 테이블(120) 상에 배치된 연마부(130); 및 상기 작업대의 일 측에 배치된 드레싱부(180)(dressing unit);를 포함한다.
몸체(110)는 테이블(120)을 지지하는 기능을 수행하며, 프레임 및 상기 프레임을 감싸는 벽을 포함할 수 있다. 상기 몸체(110) 내부에는 제1이동부(140) 등의 구성이 배치될 수 있다.
테이블(120)은 상부에 배치된 작업대를 지지하는 기능을 수행한다. 상기 작업대는 연마대상물을 고정하여 연마 작업을 수행하는 작업 공간을 제공한다. 상기 작업대는 필요에 따라 상기 테이블(120)과 일체로 제작되거나, 상기 테이블(120)에 조립되어 배치될 수 있다. 상기 작업대는 표면 연마 장치에서 연마대상물을 고정하는 데 사용하는 일반적인 작업대로서, 마그네틱 스테이지(121) 일 수 있다.
상기 연마부(130)는 연마 대상체를 연마하는 연마석(131), 및 상기 연마석(131)을 회전하는 회전부,를 포함할 수 있다. 상기 연마석(131)은 평면 연마에 사용되는 숫돌 등으로 지립(abrasive), 결합제(bond) 및 기공(pore)로 이루어진 것일 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 상기 지립은 알루미나 또는 탄화규소를 포함할 수 있다.
드레싱부(180)는 작업대의 일 측에 배치된다. 연마 공정 중에는 작업에 방해가 되지 않는 위치에 배치되지만, 드레싱이 필요한 경우에는 테이블(120)이 몸체(110)를 따라 이동하여 드레싱부(180)가 연마부(130)의 하부에 배치되도록 한다. 상기 드레싱부(180)는 상기 작업대에 결합되는 결합부 및 연마부(130)를 드레싱(dressing)하기 위한 드레싱 부재를 포함할 수 있다. 상기 결합부 및 드레싱 부재는 일체로 제작되거나, 별도로 제작된 후 결합된 것일 수 있다. 상기 드레싱 부재는 연마부(130), 보다 구체적으로는 연마부(130)의 연마석(131)의 일부를 깎아 내거나 표면을 고르게 처리할 수 있는 것으로, 그 일단에 다이아몬드 팁을 포함할 수 있다.
일 실시 예를 따르는 연마장치(100)는 상기 테이블(120)을 상기 몸체(110) 상에서 수평으로 이동하는 제1이동부(140), 상기 연마부(130)를 상기 테이블(120)에 대하여 상하로 이동하는 제2이동부(150)를 더 포함할 수 있다. 도 3은 테이블(120) 및 제1이동부(140)를 도시한 것이고, 도 4는 연마부(130) 및 제2이동부(150)를 도시한 것이다.
제1이동부(140)는 테이블(120)을 이동하는 기능을 수행한다. 제1이동부(140)는 동력을 제공하는 액츄에이터 및 테이블(120)의 이동 경로를 제공하는 제1가이드부(141)를 포함할 수 있다. 상기 액츄에이터는 일단이 몸체(110)에 고정되고 타단이 테이블(120)에 고정되도록 배치될 수 있으며, 상기 제1가이드부(141)는 몸체(110)의 상면에 배치된 가드레일을 포함할 수 있다. 이를 통해 액츄에이터가 테이블(120)이 몸체(110)의 상면에서 상기 가드레일을 따라 특정 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 할 수 있다. 상기 액츄에이터는 특별히 제한되지 않지만, 유압식 액츄에이터일 수 있다.
제2이동부(150)는 연마부(130)를 이동하는 기능을 수행한다. 상기 제2구동부는 동력을 제공하는 액츄에이터 및 연마부(130)의 이동 경로를 제공하는 제2가이드부(151)를 포함할 수 있다. 상기 액츄에이터는 연마부(130)를 작업대에 대하여 상부 및 하부 방향으로 왕복 이동할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 다만, 드레싱 공정 이후에 연마부(130)를 수정된 작업 위치로 보다 정확하게 이동하기 위해, 상기 액츄에이터는 서보모터시스템을 인 것이 바람직하다. 상기 액츄에이터는 몸체(110) 또는 연마부(130)를 지지하는 프레임에 고정되고 그 일단이 연마부(130)에 고정되도록 배치되어 상기 연마부(130)를 이동시킬 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 액츄에이터에 연결된 스크류가 테이블(120)의 상하 방향으로 배치되고, 상기 스크류에 나사결합하는 너트홈을 포함하는 부재에 연마부(130)의 일단이 결합하여, 상기 액츄에이터가 스크류를 회전시킴으로써 상기 연마부(130)를 상기 테이블(120)에 대하여 상하로 이동할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예를 따르는 연마장치(100)는 상기 테이블(120)의 이동 위치를 감지하는 제1센서부(160), 및 상기 연마부(130)의 이동 위치를 감지하는 제2센서부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1센서부(160) 및 제2센서부(170)는 근접센서 또는 리미트 스위치일 수 있다. 보다 바람직하게는, 제1구동부가 유압식 액츄에이터인 경우 센서의 내구성을 고려하여 상기 제1센서부(160)는 근접센서인 것이 바람직하다. 상기 제1센서부(160)는 몸체(110)의 상판 하부에 배치될 수 있다. 또한, 제2이동부(150)가 서보모터 시스템인 경우에는, 상기 제2센서부(170)는 서보모터 및 연마부(130)의 이동에 의해 정밀한 작동이 가능한 리미트 스위치인 것이 바람직하다.
도 5 및 6은 각각 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 연마장치(100)의 개념도이다.
일 실시 예를 따르는 연마장치(100)는 상기 제1이동부(140) 및 제2이동부(150)를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
제어부는 제1이동부(140) 및 제2이동부(150)의 동작을 제어하는 소프트웨어를 탑재한 메모리 및 저장된 소프트웨어를 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 제어부재는 필요에 따라 하나의 프로세서를 포함할 수도 있고, 복수의 프로세서를 포함할 수도 있다. 또한, 복수의 프로세서가 하나의 칩 상에 집적될 수도 있고, 물리적으로 분리될 수도 있다. 또한, 상기 제어부재는 작업자에게 시각적으로 정보를 제공하는 디스플레이부재 및 작업자가 명령이나 정보를 입력할 수 있는 입력부재를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 제1이동부(140), 제2이동부(150), 제1센서부(160), 제2센서부(170), 연마부(130) 등의 각 구성과 통신을 수행함으로써 명령을 송신하고 정보를 수신할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 테이블(120)을 수평 이동하고, 상기 연마부(130)를 상하 방향으로 이동하여, 상기 드레싱부(180) 및 연마부(130)가 접촉하도록 제어하고, 상기 연마부(130)가 드레싱된 양에 대한 드레싱 정보를 이용하여 드레싱이 끝난 상기 연마부(130)의 위치를 제어할 수 있다. 특히, 제2이동부(150)에 대하여 서보모터의 회전속도, 회전방향, 회전량 등의 정보를 통해 서보모터의 속도 및 위치를 제어할 수 있고, 연마부(130)의 위치를 제어할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치(100)를 이용한 연마 방법의 순서를 도시한 것이다.
본 발명의 실시 예를 따르는 연마장치(100)를 이용한 연마방법은, 몸체(110), 상기 몸체(110) 상에 배치되고 상부에 배치된 작업대를 포함하는 테이블(120), 상기 테이블(120) 상에 배치된 연마부(130), 상기 작업대의 일 측에 배치된 드레싱부(180), 상기 테이블(120)을 상기 몸체(110) 상에서 수평으로 이동하는 제1이동부(140), 상기 연마부(130)를 상기 테이블(120)에 대하여 상하로 이동하는 제2이동부(150), 및 상기 제1이동부(140) 및 제2이동부(150)를 제어하는 제어부,를 포함하는 연마장치(100)를 이용하여 수행되며,
상기 테이블(120) 상에 연마대상물(1000)을 배치하는 단계; 제어부가 상기 연마부(130)를 초기 위치로 이동하여 상기 연마부(130)를 이용하여 상기 연마대상물(1000)을 연마하는 단계; 상기 제어부가 상기 테이블(120)을 상기 몸체(110)에 대하여 수평 방향으로 이동하고, 연마부(130)를 상하 방향으로 이동하여, 상기 드레싱부(180)를 이용하여 상기 연마부(130)를 연마하는 단계; 상기 제어부가 상기 테이블(120)을 상기 테이블(120)의 작업 위치로 이동하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 연마부(130)를 상기 연마부(130)의 작업 위치로 이동하는 단계;를 포함한다.
제어부가 상기 연마부(130)를 초기 위치로 이동하여 상기 연마부(130)를 이용하여 상기 연마대상물(1000)을 연마하는 단계에서, 제어부는 제2이동부(150)에 종래에 설정된 연마위치로 이동할 것을 명령할 수 있다. 제2이동부(150)가 연마부(130)를 이동시켜 연마가 수행될 수 있다.
연마 공정을 수행하는 중 작업자가 드레싱 명령을 내리는 경우, 제어부는 스테이지(121) 및 연마부(130)를 이동하여 연마부(130)가 드레싱 위치로 이동하도록 한다. 이 단계에서, 상기 제어부가 상기 테이블(120)을 상기 몸체(110)에 대하여 수평 방향으로 이동하도록 제1이동부(140)에 명령을 송신하고, 연마부(130)가 드레싱이 가능한 위치로 이동하도록 제2이동부(150)에 명령을 송신할 수 있다. 이를 통해 드레싱부(180)에 연마석(131)이 접하면 연마석(131)을 회전하여 연마석(131)의 표면을 드레싱할 수 있다.
드레싱이 완료된 후에는 연마 작업에 복귀하기 위해 제어부가 테이블(120) 및 연마부(130)를 작업위치로 이동하도록 할 수 있다. 이를 위해 상기 제어부는 제1이동부(140)에게 원래의 작업 위치로 이동하도록 명령을 송신할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 연마부(130)를 상기 연마부(130)의 작업 위치로 이동하도록 제2이동부(150)에 명령을 송신할 수 있다.
상기 상기 제어부가 상기 연마부(130)를 상기 연마부(130)의 작업 위치로 이동하는 단계 이전에, 상기 제어부가 상기 연마부(130)를 연마하는 단계에서 상기 연마부(130)가 연마된 양에 대한 연마 정보를 기초로 상기 연마부(130)의 작업 위치를 도출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 상기 연마부(130)의 작업 위치를 도출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 연마 정보로부터 상기 연마부(130)가 제거된 길이를 연산하는 단계, 및 상기 초기 위치에 상기 연마부(130)가 제거된 길이를 가감하여 상기 연마부(130)의 작업 위치를 도출하는 단계,를 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부는 드레싱 시간, 드레싱 공정 시 연마석(131)의 회전 속도, 드레싱 공정 시 연마부(130)의 위치 등의 드레싱 정보를 수득할 수 있고, 상기 드레싱 정보에 따른 연마석(131)의 연마량, 연마석(131)의 반지름 감속 정도를 연산할 수 있는 연산식을 통해, 상기 제어부는 변경된 작업 위치를 연산하여 도출할 수 있다. 구체적으로, 제어부에서 연마석(131)의 반지름 감소된 길이(h)를 도출하고, 상기 감소된 길이(h)만큼을 종전의 작업 위치에서부터 감소시켜 새로운 작업 위치를 도출할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 연마장치, 110: 몸체, 120: 테이블, 121: 스테이지, 130: 연마부, 131: 연마석, 140: 제1이동부, 141: 제1가이드부, 150: 제2이동부, 151: 제2가이드부, 160: 제1센서부, 170: 제2센서부, 180: 드레싱부, 1000: 연마대상물, h: 연마부의 보정 거리

Claims (8)

  1. 몸체;
    상기 몸체 상에 배치되고, 상부에 배치된 작업대를 포함하는 테이블;
    상기 테이블 상에 배치된 연마부; 및
    상기 작업대의 일 측에 배치된 드레싱부(dressing unit);를 포함하는,
    연마장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테이블을 상기 몸체 상에서 수평으로 이동하는 제1이동부;
    상기 연마부를 상기 테이블에 대하여 상하로 이동하는 제2이동부; 및
    상기 제1이동부 및 제2이동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는,
    연마장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 테이블을 수평 이동하고, 상기 연마부를 상하 방향으로 이동하여, 상기 드레싱부 및 연마부가 접촉하도록 제어하고,
    상기 연마부가 드레싱된 양에 대한 드레싱 정보를 이용하여 드레싱이 끝난 상기 연마부의 위치를 제어하는,
    연마장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 테이블의 이동 위치를 감지하는 제1센서부, 및 상기 연마부의 이동 위치를 감지하는 제2센서부를 포함하는,
    연마장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연마부는 연마 대상체를 연마하는 연마석, 및 상기 연마석을 회전하는 회전부,를 포함하는,
    연마장치.
  6. 몸체, 상기 몸체 상에 배치되고 상부에 배치된 작업대를 포함하는 테이블, 상기 테이블 상에 배치된 연마부, 상기 작업대의 일 측에 배치된 드레싱부, 상기 테이블을 상기 몸체 상에서 수평으로 이동하는 제1이동부, 상기 연마부를 상기 테이블에 대하여 상하로 이동하는 제2이동부, 및 상기 제1이동부 및 제2이동부를 제어하는 제어부,를 포함하는 연마장치를 이용하여 수행되는 연마대상물의 연마 방법에 있어서,
    상기 테이블 상에 연마대상물을 배치하는 단계;
    제어부가 상기 연마부를 초기 위치로 이동하여 상기 연마부를 이용하여 상기 연마대상물을 연마하는 단계;
    상기 제어부가 상기 테이블을 상기 몸체에 대하여 수평 방향으로 이동하고, 연마부를 상하 방향으로 이동하여, 상기 드레싱부를 이용하여 상기 연마부를 연마하는 단계;
    상기 제어부가 상기 테이블을 상기 테이블의 작업 위치로 이동하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 연마부를 상기 연마부의 작업 위치로 이동하는 단계;를 포함하는,
    연마장치를 이용한 연마 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상기 제어부가 상기 연마부를 상기 연마부의 작업 위치로 이동하는 단계 이전에,
    상기 제어부가 상기 연마부를 연마하는 단계에서 상기 연마부가 연마된 양에 대한 연마 정보를 기초로 상기 연마부의 작업 위치를 도출하는 단계;를 포함하는,
    연마장치를 이용한 연마 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상기 연마부의 작업 위치를 도출하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 연마 정보로부터 상기 연마부가 제거된 길이를 연산하는 단계, 및 상기 초기 위치에 상기 연마부가 제거된 길이를 가감하여 상기 연마부의 작업 위치를 도출하는 단계,를 포함하는,
    연마장치를 이용한 연마 방법.
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