KR20220028908A - 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치는, 롤형 공작물을 표면 처리하기 위한 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치에 있어서, 롤형 공작물을 회전 가능하게 지지하는 공작물 회전장치; 상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 평행하게 배치되는 제 1 레일; 상기 제 1 레일을 따라 선형 이동하도록 설치되는 제 1 가동 프레임; 상기 제 1 가동 프레임 상에 상기 제 1 레일과 수직을 이루도록 배치되는 제 2 레일; 상기 공작물 회전장치에 결합되는 롤형 공작물에 접근하거나 롤형 공작물로부터 멀어질 수 있도록 상기 제 2 레일을 따라 선형 이동하도록 설치되는 제 2 가동 프레임; 및 상기 제 2 가동 프레임에 설치되고, 상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 수직으로 배치되는 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 축에 회전력을 제공하는 슈퍼피니싱유닛 구동기와, 상기 슈퍼피니싱유닛 축에 분리 가능하게 결합되고 롤형 공작물에 접하여 롤형 공작물을 마감 처리하기 위한 마감 지석을 구비하는 슈퍼피니싱유닛;을 포함한다.

Description

롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치{SUPER FINISHING APPARATUS FOR ROLL TYPE WORK}
본 발명은 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤형 공작물의 표면을 정밀하게 연마할 수 있는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치에 관한 것이다.
금속 공작물은 매우 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 대표적인 금속 가공 방법으로 소성 가공, 절삭 가공 등이 있다.
소성 가공은 금속의 소성을 이용하여 금속 재료를 소정 형상 및 치수를 갖는 제품으로 성형하는 방법이다. 일상 생활에서 흔히 접할 수 있는 금속 제품의 대부분이 소성 가공의 공정을 거쳐 제품화된다. 소성 가공에는 압연, 압출, 단조, 전단, 인발, 프레스 가공 등이 있다. 금속 재료는 소성 가공에 의해 강도나 그 밖의 성질이 개선될 수 있다. 소성 가공은 동일한 형상 치수의 물건을 다량 생산하는데 적합한 방법으로, 기계장치 및 사용 공구의 고정밀도화에 따라 고정밀도 제품을 효율적으로 생산하는 방향으로 발전하고 있다.
절삭 가공은 회전력을 이용하여 각종 금속 재료를 바이트 등의 절삭공구를 사용해서 가공하여 소정의 치수로 깎는 방식이다. 절삭 가공은 기계로 금속 재료를 가공하는 것으로 대표적인 것에는 밀링, 선반, 드릴링 등이 있다. 절삭의 특징은 재료를 깎을 때 필요없는 부분을 칩(chip)으로서 잘라내는 가공 방법이다.
금속 공작물은 그 용도 등에 따라 연마 공정을 거치게 된다. 연마 공정은 금속 공작물의 정밀한 치수를 맞추기 위해 숫돌이나 기타 연마공구로 금속 공작물의 표면을 곱게 다듬는 공정이다. 특히, 롤형 공작물은 표면 균일도가 일정해야 하므로, 제조 공정에서 연마 공정이 중요한 비중을 차지한다.
미세한 표면조도와 높은 수준의 표면 균일도가 요구되는 롤형 공작물의 경우, 주기적으로 연마 공정을 거친 후 재사용되기도 한다.
초정밀 가공이 요구되는 롤형 공작물의 경우, 그 가공 정밀도가 서브 미크론 수준의 정밀도와 수 나노미터 수준의 표면조도를 달성할 수 있도록 가공이 되어야 한다. 이러한 초정밀 가공장치로서 슈퍼피니싱장치가 사용되고 있다. 슈퍼피니싱장치는 롤형 공작물의 표면에 입도가 고운 지석을 가벼운 압력으로 접촉시켜 회전시키면서 롤형 공작물의 표면을 다듬는 장치이다.
현재, 다양한 구조의 슈퍼피니싱장치가 사용되고 있지만, 구조 개선을 위한 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
공개특허공보 제2011-0120097호 (2011. 11. 03.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 롤형 공작물에 대한 슈퍼피니싱 공정의 효율을 높이고, 롤형 공작물의 표면 처리 품질을 향상시킬 수 있는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치는, 롤형 공작물을 표면 처리하기 위한 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치에 있어서, 롤형 공작물을 회전 가능하게 지지하는 공작물 회전장치; 상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 평행하게 배치되는 제 1 레일; 상기 제 1 레일을 따라 선형 이동하도록 설치되는 제 1 가동 프레임; 상기 제 1 가동 프레임 상에 상기 제 1 레일과 수직을 이루도록 배치되는 제 2 레일; 상기 공작물 회전장치에 결합되는 롤형 공작물에 접근하거나 롤형 공작물로부터 멀어질 수 있도록 상기 제 2 레일을 따라 선형 이동하도록 설치되는 제 2 가동 프레임; 및 상기 제 2 가동 프레임에 설치되고, 상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 수직으로 배치되는 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 축에 회전력을 제공하는 슈퍼피니싱유닛 구동기와, 상기 슈퍼피니싱유닛 축에 분리 가능하게 결합되고 롤형 공작물에 접하여 롤형 공작물을 마감 처리하기 위한 마감 지석을 구비하는 슈퍼피니싱유닛;을 포함한다.
상기 제 2 가동 프레임은, 상기 제 2 레일 위에 놓이는 선형 이동 프레임과, 상기 수퍼피니싱유닛이 장착되고, 상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 평행한 피봇축을 회전 중심으로 하여 틸팅될 수 있도록 상기 선형 이동 프레임에 틸팅 가능하게 결합되는 틸팅 프레임을 포함할 수 있다.
상기 제 2 가동 프레임은, 상기 선형 이동 프레임과 상기 틸팅 프레임의 사이에 개재되어 상기 틸팅 프레임에 대해 탄성력을 가하는 스프링을 포함할 수 있다.
상기 슈퍼피니싱유닛은, 상기 제 2 가동 프레임에 결합되고, 상기 제 1 레일과 평행한 가상의 선과 상기 제 2 레일과 평행한 가상의 선을 포함하는 가상의 평면에 대해 경사지게 배치되는 경사 프레임과, 상기 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 구동기를 지지하고, 상기 경사 프레임과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 경사 프레임에 설치되는 캐리지를 포함할 수 있다.
상기 슈퍼피니싱유닛은 상기 캐리지에 선형 이동력을 제공하는 캐리지 구동기를 포함할 수 있다.
상기 슈퍼피니싱유닛은, 상기 제 2 가동 프레임에 결합되고, 상기 제 1 레일과 평행한 가상의 선과 상기 제 2 레일과 평행한 가상의 선을 포함하는 가상의 평면에 대해 경사지게 배치되는 경사 프레임과, 상기 경사 프레임과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 경사 프레임에 설치되는 이동 프레임과, 상기 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 구동기를 지지하고, 상기 이동 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 이동 프레임에 설치되는 캐리지를 포함할 수 있다.
상기 슈퍼피니싱유닛은, 상기 제 1 가동 프레임 상에 상기 제 2 레일과 평행하게 배치되는 이동 프레임 가이드 레일과, 상기 제 2 가동 프레임과 연결되어 상기 제 2 가동 프레임의 움직임에 따라 상기 이동 프레임 가이드 레일을 따라 선형 이동할 수 있도록 설치되는 이동 프레임과, 상기 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 구동기를 지지하고, 상기 이동 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 이동 프레임에 설치되는 캐리지를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 슈퍼피니싱장치는 마감 지석이 다양한 압력으로 롤형 공작물에 접하여 회전할 수 있고, 롤형 공작물에 대한 접촉 압력이 조절될 수 있으므로, 롤형 공작물의 종류나 롤형 공작물에 요구되는 표면조도에 맞춰 초정밀 다듬질이 가능하다.
본 발명에 따른 슈퍼피니싱장치는 마감 지석이 롤형 공작물의 길이 방향 및 롤형 공작물의 폭 방향으로 움직일 수 있으므로, 효율적인 작업이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치의 슈퍼피니싱유닛을 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 6은 슈퍼피니싱유닛의 변형예를 나타낸 측면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 슈퍼피니싱유닛을 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치의 일부 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 나타낸 측면도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치(100)는 베드(110)와, 연마 대상인 롤형 공작물(10)을 회전시키기 위한 공작물 회전장치(115)와, 롤형 공작물(10)의 길이 방향으로 선형 이동할 수 있는 제 1 가동 프레임(125)과, 제 1 가동 프레임(125)에 이동 가능하게 설치되는 제 2 가동 프레임(140)과, 제 2 가동 프레임(140)에 설치되는 슈퍼피니싱유닛(160)을 포함한다. 이러한 슈퍼피니싱장치(100)는 슈퍼피니싱유닛(160)을 움직여 롤형 공작물(10)에 대한 슈퍼피니싱 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.
베드(110) 위에는 지주(112)와, 공작물 회전장치(115)와, 제 1 가동 프레임(125)을 가이드하기 위한 제 1 레일(120)이 설치된다. 공작물 회전장치(115)는 롤형 공작물(10)을 지지하는 회전축(116)과, 회전축(116)에 회전력을 제공하는 회전 구동기(117)를 포함한다. 지주(112)는 회전축(116)을 지지하기 위해 한 쌍이 상호 마주하도록 베드(110) 위에 배치된다. 회전축(116)에는 롤형 공작물(10)이 분리 가능하게 결합된다. 롤형 공작물(10)은 회전축(116)과 동축 배치되도록 회전축(116)에 결합된다. 공작물 회전장치(115)는 회전축(116)에 회전력을 제공하여 회전축(116)에 결합되는 롤형 공작물(10)을 회전시킬 수 있다. 제 1 레일(120)은 회전축(116)에 결합되는 롤형 공작물(10)의 길이 방향과 평행하게 배치된다. 즉 제 1 레일(120)은 회전축(116)의 회전 중심축과 평행하다.
제 1 가동 프레임(125)은 제 1 레일(120)을 따라 선형 이동하도록 설치된다. 제 1 가동 프레임(125)의 선형 이동 방향은 도면상 x축 방향이다. 제 1 가동 프레임(125)은 베드(110)에 설치되는 제 1 선형 이동기구(130)로부터 선형 이동력을 제공받아 움직인다. 제 1 선형 이동기구(130)는 랙-피니언 타입, 볼스크류 타입 등 제 1 가동 프레임(125)에 선형 이동력을 제공할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다. 제 1 가동 프레임(125) 위에는 제 2 가동 프레임(140)을 가이드하기 위한 제 2 레일(135)이 설치된다. 제 2 레일(135)은 제 1 가동 프레임(125) 상에 제 1 레일(120)과 수직을 이루도록 배치된다.
제 2 가동 프레임(140)은 제 2 레일(135)을 따라 선형 이동하도록 제 1 가동 프레임(125)에 설치된다. 제 2 가동 프레임(140)의 선형 이동 방향은 도면상 y축 방향이다. 제 2 가동 프레임(140)은 제 2 레일(135) 위에 놓이는 선형 이동 프레임(141)과, 선형 이동 프레임(141)에 틸팅 가능하게 결합되는 틸팅 프레임(142)을 포함한다. 선형 이동 프레임(141)에는 틸팅 프레임(142)의 적어도 일부분이 수용되는 설치홈(143)이 마련된다.
틸팅 프레임(142)에 슈퍼피니싱유닛(160)이 장착된다. 틸팅 프레임(142)은 회전축(116)의 회전 중심축과 평행한 피봇축(144)을 회전 중심으로 하여 틸팅될 수 있다. 틸팅 프레임(142)은 선형 이동 프레임(141)에 설치되는 틸팅 기구(146)에 의해 피봇축(144)을 중심으로 하여 일정 각도 회전할 수 있다. 선형 이동 프레임(141)과 틸팅 프레임(142)의 사이는 스프링(147)이 개재되어 틸팅 프레임(142)에 대해 탄성력을 가한다. 스프링(147)은 틸팅 프레임(142)에 가해지는 충격을 완충하고, 틸팅 프레임(142)이 틸팅 운동할 때 틸팅 프레임(142)의 흔들림을 줄여줄 수 있다. 틸팅 프레임(142)의 상면에는 슈퍼피니싱유닛(160)의 설치를 위한 복수의 결합홀(미도시)이 마련된다.
제 2 가동 프레임(140)은 제 1 가동 프레임(125)에 설치되는 제 2 선형 이동기구(150)로부터 선형 이동력을 제공받아 움직인다. 제 2 선형 이동기구(150)의 작용으로 제 2 가동 프레임(140)이 회전축(116)에 결합되는 롤형 공작물(10)에 접근하거나 롤형 공작물(10)로부터 멀어질 수 있다. 제 2 선형 이동기구(150)는 랙-피니언 타입, 볼스크류 타입 등 제 2 가동 프레임(140)에 선형 이동력을 제공할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
슈퍼피니싱유닛(160)은 제 2 가동 프레임(140)에 설치되어 롤형 공작물(10)에 대한 슈퍼피니싱 공정을 수행할 수 있다. 슈퍼피니싱유닛(160)은 틸팅 프레임(142)에 결합되는 슈퍼피니싱유닛 프레임(161)과, 슈퍼피니싱유닛 축(166)과, 슈퍼피니싱유닛 축(166)에 회전력을 제공하는 슈퍼피니싱유닛 구동기(168)와, 슈퍼피니싱유닛 축(166)과 슈퍼피니싱유닛 구동기(168)를 지지하는 캐리지(170)와, 슈퍼피니싱유닛 축(166)에 결합되는 마감 지석(175)을 포함한다. 슈퍼피니싱유닛 축(166)은 회전축(116)의 회전 중심축과 수직으로 배치된다. 슈퍼피니싱유닛 축(166)의 끝단에는 마감 지석(175)을 지지하는 디스크(167)가 구비된다.
슈퍼피니싱유닛 프레임(161)은 틸팅 프레임(142)에 탈착식으로 설치된다. 즉 슈퍼피니싱유닛 프레임(161)은 틸팅 프레임(142)의 결합홀에 삽입되는 고정부재(150)를 통해 틸팅 프레임(142)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 슈퍼피니싱유닛 프레임(161)은 틸팅 프레임(142)에 접하도록 고정부재(150)를 통해 틸팅 프레임(142)에 결합되는 베이스 프레임(162)과, 베이스 프레임(162)에 비스듬하게 결합되는 경사 프레임(163)을 포함한다. 경사 프레임(163)은 제 1 레일(120)과 평행한 가상의 선과 제 2 레일(135)과 평행한 가상의 선을 포함하는 가상의 평면에 대해 경사지게 배치된다. 즉 경사 프레임(163)은 도면 상 xy평면에 대해 비스듬히 배치된다. 경사 프레임(163)에는 xy평면에 대해 경사진 캐리지 가이드 레일(164)이 배치된다.
캐리지(170)는 캐리지 가이드 레일(164)을 따라 선형 이동하도록 경사 프레임(163) 상에 설치된다. 캐리지(170)에는 캐리지 가이드 레일(164)에 슬라이드 이동 가능하게 배치되는 슬라이더(171)가 구비된다. 캐리지(170)는 캐리지 구동기(173)로부터 선형 이동력을 제공받아 움직인다. 캐리지 구동기(173)의 작용으로 캐리지(170)가 xy평면에 대해 비스듬히 움직일 수 있다. 즉 캐리지(170)는 도 4의 (a)에 나타낸 것과 같이 롤형 공작물(10)이 놓인 위치로 전진하거나, 도 4의 (b)에 나타낸 것과 같이 롤형 공작물(10)로부터 멀어질 수 있다. 캐리지 구동기(173)는 캐리지(170)에 선형 이동력을 제공할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
마감 지석(175)은 교체가 가능하도록 디스크(167)에 분리 가능하게 결합된다. 마감 지석(175)은 슈퍼피니싱 공정을 위한 고운 입도를 갖는다. 마감 지석(175)은 캐리지(170)가 캐리지 구동기(173)에 의해 캐리지 가이드 레일(164)을 따라 움직임에 따라 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있으므로, 롤형 공작물(10)에 대한 접촉 압력이 조절될 수 있다. 따라서 마감 지석(175)은 롤형 공작물(10)의 재질이나, 롤형 공작물(10)에 요구되는 표면조도 등에 따라 다양한 압력으로 롤형 공작물(10)의 표면에 접하여 회전할 수 있다.
이러한 슈퍼피니싱유닛(160)은 마감 지석(175)이 롤형 공작물(10)의 표면에 가벼운 압력으로 접촉하여 고속으로 회전함으로써 롤형 공작물(10)의 표면을 초정밀도로 다듬질할 수 있다. 또한 슈퍼피니싱유닛(160)은 제 1 가동 프레임(125)의 움직임에 따라 롤형 공작물(10)의 길이 방향으로 이동하여 롤형 공작물(10) 전체에 대한 초정밀 다듬질이 가능하다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 슈퍼피니싱장치(100)는 롤형 공작물(10)에 요구되는 표면조도가 연삭이나 샌드페이퍼를 이용한 표면 처리를 통해 달성할 수 없는 수준인 경우에 사용될 수 있다.
슈퍼피니싱 공정이 수행되면 도 5에 나타낸 것과 같이, 슈퍼피니싱유닛(160)의 마감 지석(175)이 롤형 공작물(10)의 표면에 접하여 회전함으로써 롤형 공작물(10)의 표면이 미세한 표면조도를 갖도록 표면 처리될 수 있다. 마감 지석(175)이 롤형 공작물(10)의 표면에 접하여 회전하는 동안 롤형 공작물(10)도 공작물 회전장치(115)에 의해 회전할 수 있다.
마감 지석(175)은 제 2 가동 프레임(140)이 제 2 레일(135)을 따라 움직이는 것에 의해 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있다. 또한 마감 지석(175)은 캐리지(170)가 캐리지 가이드 레일(164)을 따라 움직임에 따라 진퇴할 수 있다. 따라서 마감 지석(175)은 다양한 압력으로 롤형 공작물(10)에 접하여 회전할 수 있고, 롤형 공작물(10)에 대한 접촉 압력이 조절될 수 있다. 또한 마감 지석(175)은 제 1 가동 프레임(125)이 제 1 레일(120)을 따라 움직이는 것에 의해 롤형 공작물(10)의 길이 방향으로 이동하여 롤형 공작물(10) 전체에 대해 슈퍼피니싱 공정을 수행할 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 슈퍼피니싱장치(100)는 마감 지석(175)이 다양한 압력으로 롤형 공작물(10)에 접하여 회전할 수 있고, 롤형 공작물(10)에 대한 접촉 압력이 조절될 수 있으므로, 롤형 공작물(10)의 종류나 롤형 공작물(10)에 요구되는 표면조도에 맞춰 초정밀 다듬질이 가능하다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 슈퍼피니싱장치(100)는 슈퍼피니싱유닛(160)이 제 2 가동 프레임(140)에 분리 가능하게 설치되므로, 슈퍼피니싱유닛(160)의 교체나 수리가 용이하다.
한편, 도 6은 슈퍼피니싱유닛의 변형예를 나타낸 측면도이고, 도 7은 도 6에 나타낸 슈퍼피니싱유닛을 나타낸 정면도이다.
도 6 및 도 7에 나타낸 슈퍼피니싱유닛(180)은 제 2 가동 프레임(140)에 결합되는 슈퍼피니싱유닛 프레임(181)과, 슈퍼피니싱유닛 프레임(181)에 이동 가능하게 결합되는 이동 프레임(185)과, 슈퍼피니싱유닛 축(190)과, 슈퍼피니싱유닛 축(190)에 회전력을 제공하는 슈퍼피니싱유닛 구동기(192)와, 슈퍼피니싱유닛 축(190)과 슈퍼피니싱유닛 구동기(192)를 지지하는 캐리지(194)와, 슈퍼피니싱유닛 축(190)에 결합되는 마감 지석(198)을 포함한다. 슈퍼피니싱유닛 축(190)은 공작물 회전장치(106; 도 1 참조)의 회전 중심축과 수직으로 배치된다. 슈퍼피니싱유닛 축(190)의 끝단에는 마감 지석(198)을 지지하기 위한 디스크(191)가 구비된다.
슈퍼피니싱유닛 프레임(181)은 고정부재(150)를 통해 제 2 가동 프레임(140)에 결합되는 베이스 프레임(182)과, 베이스 프레임(182)에 비스듬하게 결합되는 경사 프레임(183)을 포함한다. 경사 프레임(183)은 제 1 레일(110; 도 2 참조)과 평행한 가상의 선과 제 2 레일(116; 도 2 참조)과 평행한 가상의 선을 포함하는 가상의 평면에 대해 경사지게 배치된다. 경사 프레임(183)에는 이동 프레임 가이드 레일(184)이 경사 프레임(183)과 평행하도록 배치된다.
이동 프레임(185)은 이동 프레임 가이드 레일(184)을 따라 선형 이동하도록 경사 프레임(183) 상에 설치된다. 이동 프레임(185)에는 이동 프레임 가이드 레일(184)에 슬라이드 이동 가능하게 배치되는 슬라이더(186)가 구비된다. 또한 이동 프레임(185)에는 이동 프레임 가이드 레일(184)과 평행한 캐리지 가이드 레일(187)이 배치된다.
이동 프레임(185)은 이동 프레임 구동기(189)로부터 선형 이동력을 제공받아 움직인다. 이동 프레임 구동기(189)의 작용으로 이동 프레임(185)이 이동 프레임 가이드 레일(184)과 평행한 방향으로 이동할 수 있다. 이동 프레임 구동기(189)는 이동 프레임(185)에 선형 이동력을 제공할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
캐리지(194)는 캐리지 가이드 레일(187)을 따라 선형 이동하도록 이동 프레임(185) 상에 설치된다. 캐리지(194)에는 캐리지 가이드 레일(187) 위에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 슬라이더(195)가 구비된다. 캐리지(194)는 캐리지 구동기(197)로부터 선형 이동력을 제공받아 움직인다. 캐리지 구동기(197)의 작용으로 캐리지(194)가 이동 프레임(185)의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있다. 캐리지 구동기(197)는 캐리지(194)에 선형 이동력을 제공할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
마감 지석(198)은 교체가 가능하도록 디스크(191)에 분리 가능하게 결합된다. 마감 지석(198)은 캐리지(194)가 캐리지 구동기(197)에 의해 움직임에 따라 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있다. 또한 마감 지석(198)은 캐리지(194)를 지지하는 이동 프레임(185)이 이동 프레임 구동기(189)에 의해 움직임에 따라 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 슈퍼피니싱유닛(180)은 마감 지석(198)을 지지하는 캐리지(194)가 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있도록 움직일 수 있고, 캐리지(194)를 지지하는 이동 프레임(185) 또한 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있도록 움직일 수 있다. 따라서 마감 지석(198)의 이동 거리를 늘릴 수 있고, 롤형 공작물(10)의 크기 등에 따라 마감 지석(198)을 다양한 위치에 위치시키고 슈퍼피니싱 공정을 수행할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치를 나타낸 측면도이다.
본 실시예에 따른 슈퍼피니싱장치(200)는 베드(110)와, 연마 대상인 롤형 공작물(10)을 회전시키기 위한 공작물 회전장치(115; 도 1 참조)와, 롤형 공작물(10)의 길이 방향으로 선형 이동할 수 있는 제 1 가동 프레임(125)과, 제 1 가동 프레임(125)에 이동 가능하게 설치되는 제 2 가동 프레임(201)과, 제 2 가동 프레임(201)에 설치되는 슈퍼피니싱유닛(202)을 포함한다. 본 실시예에 따른 슈퍼피니싱장치(200)는 제 2 가동 프레임(201)과 슈퍼피니싱유닛(202)의 구조가 변형된 것이다.
제 2 가동 프레임(201)은 제 2 레일(135)을 따라 선형 이동하도록 제 1 가동 프레임(125)에 위에 설치된다. 제 2 가동 프레임(201)은 제 1 가동 프레임(125)에 설치되는 제 2 선형 이동기구(150)로부터 선형 이동력을 제공받아 선형 이동할 수 있다.
슈퍼피니싱유닛(202)은 제 1 가동 프레임(125) 상에 제 2 레일(135)과 평행하게 설치되는 이동 프레임 가이드 레일(203)과, 이동 프레임 가이드 레일(203)을 따라 이동하도록 설치되는 이동 프레임(204)과, 슈퍼피니싱유닛 축(212)과, 슈퍼피니싱유닛 축(212)에 회전력을 제공하는 슈퍼피니싱유닛 구동기(215)와, 슈퍼피니싱유닛 축(212)과 슈퍼피니싱유닛 구동기(215)를 지지하는 캐리지(217)와, 슈퍼피니싱유닛 축(212)에 결합되는 마감 지석(222)을 포함한다. 슈퍼피니싱유닛 축(212)은 공작물 회전장치(106)의 회전 중심축과 수직으로 배치된다. 슈퍼피니싱유닛 축(212)의 끝단에는 마감 지석(222)을 지지하기 위한 디스크(213)가 구비된다.
이동 프레임(204)은 이동 프레임 가이드 레일(203)을 따라 선형 이동하도록 설치된다. 이동 프레임(204)에는 이동 프레임 가이드 레일(203)에 슬라이드 이동 가능하게 배치되는 슬라이더(205)가 구비된다. 이동 프레임(204)은 연결부재(208)에 의해 제 2 가동 프레임(201)에 결합된다. 따라서 이동 프레임(204)은 제 2 가동 프레임(201)과 함께 움직인다. 이동 프레임(204) 상에는 이동 프레임 가이드 레일(203)과 평행한 캐리지 가이드 레일(210)이 배치된다.
캐리지(217)는 캐리지 가이드 레일(210)을 따라 선형 이동하도록 이동 프레임(204) 상에 설치된다. 캐리지(217)에는 캐리지 가이드 레일(210)에 슬라이드 이동 가능하게 배치되는 슬라이더(218)가 구비된다. 캐리지(217)는 캐리지 구동기(220)로부터 선형 이동력을 제공받아 움직인다. 캐리지 구동기(220)의 작용으로 캐리지(217)가 이동 프레임(204)의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있다. 캐리지 구동기(220)는 캐리지(217)에 선형 이동력을 제공할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
마감 지석(222)은 교체가 가능하도록 디스크(213)에 분리 가능하게 결합된다. 마감 지석(222)은 캐리지(217)가 캐리지 구동기(220)에 의해 움직임에 따라 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있다. 또한 마감 지석(222)은 캐리지(217)를 지지하는 이동 프레임(204)의 움직임에 따라 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있다.
본 실시예에 따른 슈퍼피니싱유닛(202)은 마감 지석(222)을 지지하는 캐리지(217)가 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있도록 움직일 수 있고, 캐리지(217)를 지지하는 이동 프레임(204) 또한 롤형 공작물(10) 쪽으로 전진하거나 롤형 공작물(10)로부터 후퇴할 수 있도록 움직일 수 있다. 따라서 롤형 공작물(10)의 크기 등에 따라 마감 지석(222)을 다양한 위치에 위치시키고 슈퍼피니싱 공정을 수행할 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제 2 가동 프레임(140)은 도시된 것과 같이 선형 이동 프레임(141)과 틸팅 프레임(142)을 포함하는 구조 이외에, 슈퍼피니싱유닛(160)을 지지할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
또한 도면에는 슈퍼피니싱유닛(160)의 슈퍼피니싱유닛 축(166)이 베드(110)에 대해 경사진 방향으로 진퇴할 수 있는 것으로 나타냈으나, 슈퍼피니싱유닛(160)은 슈퍼피니싱유닛 축(166)이 베드(110)와 평행한 방향으로 진퇴하도록 설치될 수 있다.
또한 슈퍼피니싱유닛(160)은 제 2 가동 프레임(140)에 고정형으로 설치될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100, 200 : 슈퍼피니싱장치 110 : 베드
115 : 공작물 회전장치 120 : 제 1 레일
125 : 제 1 가동 프레임 130 : 제 1 선형 이동기구
135 : 제 2 레일 140, 201 : 제 2 가동 프레임
141 : 선형 이동 프레임 142 : 틸팅 프레임
146 : 틸팅 기구 150 : 제 2 선형 이동기구
160, 180 : 슈퍼피니싱유닛 163, 183 : 경사 프레임
167, 191, 213 : 디스크 168, 192, 215 : 슈퍼피니싱유닛 구동기
170, 194, 217 : 캐리지 173, 197, 220 : 캐리지 구동기
175, 198, 222 : 마감 지석 185, 204 : 이동 프레임
189 : 이동 프레임 구동기

Claims (7)

  1. 롤형 공작물을 표면 처리하기 위한 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치에 있어서,
    롤형 공작물을 회전 가능하게 지지하는 공작물 회전장치;
    상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 평행하게 배치되는 제 1 레일;
    상기 제 1 레일을 따라 선형 이동하도록 설치되는 제 1 가동 프레임;
    상기 제 1 가동 프레임 상에 상기 제 1 레일과 수직을 이루도록 배치되는 제 2 레일;
    상기 공작물 회전장치에 결합되는 롤형 공작물에 접근하거나 롤형 공작물로부터 멀어질 수 있도록 상기 제 2 레일을 따라 선형 이동하도록 설치되는 제 2 가동 프레임; 및
    상기 제 2 가동 프레임에 설치되고, 상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 수직으로 배치되는 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 축에 회전력을 제공하는 슈퍼피니싱유닛 구동기와, 상기 슈퍼피니싱유닛 축에 분리 가능하게 결합되고 롤형 공작물에 접하여 롤형 공작물을 마감 처리하기 위한 마감 지석을 구비하는 슈퍼피니싱유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 프레임은,
    상기 제 2 레일 위에 놓이는 선형 이동 프레임과,
    상기 수퍼피니싱유닛이 장착되고, 상기 공작물 회전장치의 회전 중심축과 평행한 피봇축을 회전 중심으로 하여 틸팅될 수 있도록 상기 선형 이동 프레임에 틸팅 가능하게 결합되는 틸팅 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 프레임은, 상기 선형 이동 프레임과 상기 틸팅 프레임의 사이에 개재되어 상기 틸팅 프레임에 대해 탄성력을 가하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 슈퍼피니싱유닛은,
    상기 제 2 가동 프레임에 결합되고, 상기 제 1 레일과 평행한 가상의 선과 상기 제 2 레일과 평행한 가상의 선을 포함하는 가상의 평면에 대해 경사지게 배치되는 경사 프레임과,
    상기 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 구동기를 지지하고, 상기 경사 프레임과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 경사 프레임에 설치되는 캐리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 슈퍼피니싱유닛은 상기 캐리지에 선형 이동력을 제공하는 캐리지 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 슈퍼피니싱유닛은,
    상기 제 2 가동 프레임에 결합되고, 상기 제 1 레일과 평행한 가상의 선과 상기 제 2 레일과 평행한 가상의 선을 포함하는 가상의 평면에 대해 경사지게 배치되는 경사 프레임과,
    상기 경사 프레임과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 경사 프레임에 설치되는 이동 프레임과,
    상기 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 구동기를 지지하고, 상기 이동 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 이동 프레임에 설치되는 캐리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 슈퍼피니싱유닛은,
    상기 제 1 가동 프레임 상에 상기 제 2 레일과 평행하게 배치되는 이동 프레임 가이드 레일과,
    상기 제 2 가동 프레임과 연결되어 상기 제 2 가동 프레임의 움직임에 따라 상기 이동 프레임 가이드 레일을 따라 선형 이동할 수 있도록 설치되는 이동 프레임과,
    상기 슈퍼피니싱유닛 축과, 상기 슈퍼피니싱유닛 구동기를 지지하고, 상기 이동 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 선형 이동할 수 있도록 상기 이동 프레임에 설치되는 캐리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤형 공작물의 슈퍼피니싱장치.
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