KR20220142244A

KR20220142244A - 에지링 외경 가공장치 및 방법

Info

Publication number: KR20220142244A
Application number: KR1020210048724A
Authority: KR
Inventors: 여순재; 김동규; 박용준
Original assignee: 주식회사 케이엔제이
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-10-21
Also published as: KR102498344B1

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼가 안착되는 에지링의 외경을 가공하는 것으로, 더욱 상세하게는 고속 이동 중인 절삭용 와이어를 이용하여 링 형상의 원재 외경을 절삭 가공하여 에지링을 제공할 수 있도록 하는 에지링 외경 가공장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

에지링 외경 가공장치 및 방법{PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR OUTSIDE DIAMETER OF EDGE-RING}

일반적으로 반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼는 여러 가공 단계를 거치며, 안착면을 갖는 링 형상의 에지링에 웨이퍼를 올려놓은 상태에서 공정이 진행된다. 에지링은 공정 종류나 메이커마다 포커스링 혹은 가이드링이라고도 한다.

일 예로, 에지링은 플라즈마 방식의 건식 식각에서 플라즈마가 존재하는 반응 챔버내에서 플라즈마가 확산되는 것을 방지하고, 식각 처리가 이루어지는 웨이퍼 주변에 플라즈마가 한정되도록 한다.

이에 종래에는 에지링을 웨이퍼와 동일한 실리콘 재질로 제작하여 사용하다가 최근에는 반도체 공정상 필요한 에지링의 기능을 고려하여 실리콘(Si)과 탄소(C)의 화합물인 실리콘 카바이드(SiC)로 제조되는 추세에 있다.

실리콘 카바이드는 식각에 대한 내구성이 우수하여 에지링의 교체주기를 연장하고 생산성을 향상시키며, 이물질의 발생을 적게 하여 식각공정에 대한 신뢰성을 향상시킨다. 이러한 이유로 에지링을 SiC링 이라고도 한다.

그런데, 종래에는 완제품인 에지링을 제작하기 위해 링 형상 원재(Bulk Ring)의 외경을 절삭날로 절삭하거나 연마 툴로 연마하여 가공하는 방식을 사용하였다. 따라서, 에지링의 제조시간이 오래걸리고, 제조비용이 증가하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1669503호 대한민국 등록특허 제10-0907899호 대한민국 등록특허 제10-2178536호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체 웨이퍼가 안착되는 에지링의 외경을 가공함에 있어서, 고속 이동 중인 절삭용 와이어를 이용하여 링 형상의 원재 외경을 절삭 가공하여 에지링을 제공할 수 있도록 하는 에지링 외경 가공장치 및 방법을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 에지링 외경 가공장치는 상기 원재의 내측 중공부에서 상기 원재를 고정하는 고정기와; 상기 원재가 고정되어 있는 고정기를 회전시키는 회전기와; 절삭을 위해 설정된 경로를 따라 고속 이동하는 절삭용 와이어와; 상기 원재의 상부 일측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어를 상기 원재의 외경측으로 가압 안내하는 제1 탑 진입 풀리와; 상기 원재의 하부 일측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어를 상기 원재의 외경측으로 가압 안내하는 제1 바텀 진입 풀리와; 상기 원재의 상부 타측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어를 상기 원재의 외경측으로 가압 안내하는 제2 탑 진입 풀리와; 상기 원재의 하부 타측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어를 상기 원재의 외경측으로 가압 안내하는 제2 바텀 진입 풀리와; 상기 원재의 상부 일측에 위치하도록 설치되며, 상기 제1 탑 진입 풀리와 다른 높이에서 상기 제1 탑 진입 풀리와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어를 가압 안내하는 제1 탑 가공 풀리와; 상기 원재의 하부 일측에 위치하도록 설치되며, 상기 제1 바텀 진입 풀리와 다른 높이에서 상기 제1 바텀 진입 풀리와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어를 가압 안내하는 제1 바텀 가공 풀리와; 상기 원재의 상부 타측에 위치하도록 설치되며, 상기 제2 탑 진입 풀리와 다른 높이에서 상기 제2 탑 진입 풀리와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어를 가압 안내하는 제2 탑 가공 풀리; 및 상기 원재의 하부 타측에 위치하도록 설치되며, 상기 제2 바텀 진입 풀리와 다른 높이에서 상기 제2 탑 바텀 풀리와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어를 가압 안내하는 제2 바텀 가공 풀리;를 포함하여, 상기 제1 탑 진입 풀리와 제1 바텀 진입 풀리로 상기 원재의 외경 중 일측 부분부터 설정된 깊이까지 상기 절삭용 와이어를 진입시키고, 상기 제2 탑 진입 풀리와 제2 바텀 진입 풀리로 상기 원재의 외경 중 타측 부분부터 설정된 깊이까지 상기 절삭용 와이어를 진입시키고, 상기 제1 탑 가공 풀리와 제1 바텀 가공 풀리 사이의 절삭용 와이어로 상기 회전기에 의해 회전 중인 원재를 절삭하며, 상기 제2 탑 가공 풀리와 제2 바텀 가공 풀리 사이의 절삭용 와이어로 상기 회전기에 의해 회전 중인 원재를 절삭하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고정기는 상기 원재의 내주면에 각각 접촉하여 상기 원재를 가압 고정하되, 상기 원재의 원주 방향을 따라 등간격으로 이격 설치된 다수의 가압부; 및 상기 가압부(111)에 각각 연결되며, 상기 가압부를 상기 원재의 내주면을 향해 이동시키는 고정용 작동기;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전기는 상측에 원재가 고정되도록 상기 원재의 내측부에 상기 고정기가 설치되는 회전 테이블; 및 상기 회전 테이블을 회전시키는 회전 구동기;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원재의 일측 측부에서 상기 원재의 외경을 향해 이동하며, 상기 제1 탑 진입 풀리, 제1 바텀 진입 풀리, 제1 탑 가공 풀리 및 제1 바텀 가공 풀리가 설치되는 제1 작업암; 및 상기 원재의 타측 측부에서 상기 원재의 외경을 향해 이동하며, 상기 제2 탑 진입 풀리, 제2 바텀 진입 풀리, 제2 탑 가공 풀리 및 제2 바텀 가공 풀리가 설치되는 제2 작업암;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 작업암과 제2 작업암은 서로 180°이격된 지점에서 서로 마주보는 방향으로 이동하도록 설치되어, 상기 원재를 원주 방향을 따라 2등분한 지점에서 각각 절삭용 와이어에 의한 절삭이 동시에 진행되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 탑 진입 풀리는 상기 제1 탑 가공 풀리보다 상측에 위치하고, 상기 제1 바텀 진입 풀리는 상기 제1 바텀 가공 풀리보다 하측에 위치하고, 상기 제2 탑 진입 풀리는 상기 제2 탑 가공 풀리보다 상측에 위치하며, 상기 제2 바텀 진입 풀리는 상기 제2 바텀 가공 풀리보다 하측에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 절삭용 와이어를 설정된 경로를 따라 고속 이동시키는 와이어 구동기를 포함하되, 상기 와이어 구동기는, 상기 절삭용 와이어를 감거나 푸는 제1 보빈과; 상기 제1 보빈과 반대로 상기 절삭용 와이어를 풀거나 감는 제2 보빈; 및 상기 제1 보빈과 제2 보빈 사이의 절삭용 와이어 이동 경로를 따라 각각 설치되는 다수의 텐션 풀리;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 진입 풀리에 직교하는 방향에서 상기 절삭용 와이어의 휨 상태를 촬영하는 진입각 촬영 카메라; 및 상기 가공 풀리에 직교하는 방향에서 상기 절삭용 와이어의 휨 상태를 촬영하는 절삭각 촬영 카메라;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 에지링 외경 가공방법은 링 형상 원재의 외경을 가공하여 에지링을 제조하기 위한 것으로, 상기 원재의 상하에 각각 배치된 한 쌍의 진입 풀리를 따라 고속 이송 중인 절삭용 와이어로 상기 원재의 외경으로부터 설정된 깊이에 있는 가공 위치까지 절삭하는 진입단계와; 상기 절삭용 와이어가 진입하여 상기 가공 위치에 도달하면, 상기 진입을 멈춘 상태에서 상기 원재를 회전기에 의해 회전시키는 회전단계; 및 상기 원재의 상하에 각각 배치된 한 쌍의 가공 풀리를 따라 고속 이송 중인 상기 절삭용 와이어로 상기 가공 위치에서부터 상기 원재의 원주 방향을 따라 절삭하는 절삭단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 반도체 웨이퍼가 안착되는 에지링의 외경을 가공함에 있어서, 링 형상의 원재 외측 측부에 대기중이던 절삭용 와이어를 원재 내 가공 위치까지 절삭하여 진입하고, 그후 원재를 회전시켜 설계된 외경이 되도록 절삭한다. 따라서, 외경 가공 시간을 단축하고 제조비용을 저감시킬 수 있게 한다.

도 1은 본 발명이 적용 가능한 에지링의 제1 가공 순서도이다.
도 2는 본 발명이 적용 가능한 에지링의 제2 가공 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에지링 외경 가공방법을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 에지링 외경 가공장치를 나타낸 정면도이다.
도 5는 상기 도 4에서 절삭용 와이어가 장착된 상태를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 촬영 카메라를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 에지링 외경 가공장치에 원재가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 에지링 외경 가공장치의 절삭용 와이어를 나타낸 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명에 따른 에지링 외경 가공장치의 가공 대기 상태를 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에지링 외경 가공장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.

다만, 이하에서는 반도체 공정 중 실리콘 웨이퍼가 안착되는 에지링으로서 실리콘카바이드(SiC, 탄화규소) 재질로 이루어진 SiC링을 예로 들어 설명한다.

그러나 본 발명은 링 형상 원재의 외경을 가공하여 제공되며 웨이퍼가 안착되는 것이라면 그 외 다른 재질이나 안착 타입의 에지링에도 적용 가능하다.

먼저, 에지링 전체 제조 공정에 대해 살펴보면, 도 1과 같이 완제품인 에지링(edge ring)은 실리콘 웨이퍼가 안착되어 반도체 공정이 진행되는 것으로, 원재(10)의 내경(I)과 외경(O)을 가공하여 에지링으로 제공된다.

에지링으로 가공되기 전 상태인 원재(10)는 벌크 링(bulk ring)이라고도 하는 것으로 일 예로 코어를 이루는 링 형상의 그라파이트(graphite, 11) 표면에 화학적 기상증착법(CVD)으로 실리콘카바이드(SiC, 12)를 적층한 것이다.

화학적 기상증착법으로 편평한 그라파이트(11) 표면 전체에 실리콘카바이드(12)를 적층하면, 내외측 모서리 부분과 측면 부분에서 둥글게 라운드진 형상으로 적층될 수 있는데, 내경(I)과 외경(O)을 가공시 이 부분도 함께 제거된다.

한편, 링 형상의 원재(10)는 내경(I)은 물론 외경(O)을 설계된 사이즈가 되도록 가공하여 제거한다. 제거시 원재(10)의 내외측에서 발생한 스크랩(scrap)은 사용하지 않고, 그 내측에 있는 부분만을 에지링으로 사용한다.

도 2와 같이, 내경(I)와 외경(O)을 설계 사이즈에 맞추어 가공(절삭)함에 따라 그 중간층의 그라파이트(11)는 측면이 외부로 노출되며, 실리콘카바이드(12) 이외의 그라파이트(11)는 제거된다.

그라파이트(11)의 제거를 위해 선반 바이트로 제거하거나 혹은 그라파이트(11) 부분을 수평 절개하여 노출시킨 후 연마를 통해 제거할 수 있다. 그 외 고온의 열로 그라파이트(11)만을 태워서 제거하는 방법도 알려져 있다.

따라서, 원재(10)는 상하 2개의 부분으로 분리되며, 각각 내경(I)과 외경(O)이 가공된 원재(10)는 표면 연마, 라운드 처리 및 안착홈 형성 등의 정밀 가공을 통해 에지링(20) 즉, SiC링(20)으로서 완성품이 된다.

실시예 1 - 에지링 외경 가공방법

도 3과 같이, 본 발명에 따른 에지링 외경 가공방법은 링 형상 원재(10)의 외경(O)을 가공하여 에지링을 성형하기 위한 것으로, 진입단계(S110)와, 회전단계(S120) 및 절삭단계(S130)를 포함한다.

여기서, 상기 진입단계(S110)에서는 원재(10)의 상하에 각각 이격 배치된 한 쌍의 진입 풀리(pulley)를 따라 고속 이송 중인 절삭용 와이어로 원재(10)의 외경(O)으로부터 설정된 깊이에 있는 가공 위치(T)까지 절삭한다.

즉, 원재(10)의 외측 측부에 대기 중인 절삭용 와이어를 원재(10)의 외경(O) 방향으로 이동시켜 상기 외경(O)으로부터 일정 깊이(원재의 폭 방향)에 있는 가공 위치(T)까지 절삭용 와이어로 절삭하며 진입하게 한다.

다음, 회전단계(S120)에서는 절삭용 와이어가 진입하여 가공 위치(T)에 도달시, 더 이상의 진입을 멈춘 상태에서 원재(10)를 회전시킨다. 원재(10)는 모터에 의해 구동되는 회전 테이블 위에 고정된 상태에서 회전될 수 있다.

원재(10)의 회전은 절삭용 와이어에 의한 절삭 속도에 동기하도록 느린 속도로 서서히 이루어지며, 원재(10)가 원주 방향을 따라 절삭되는 진행 속도를 감시하며 원재(10)의 회전 속도를 조절할 수 있다.

다음, 절삭단계(S130)에서는 원재(10)의 상하에 각각 이격 배치된 한 쌍의 가공 풀리를 따라 고속 이송 중인 절삭용 와이어로 원재(10)를 절삭한다. 절삭은 가공 위치(T)에 진입한 절삭용 와이어로 원재(10)의 원주 방향을 따라 진행한다.

즉, 절삭용 와이어가 가공 위치(T)에 있는 상태에서 원재(10)가 회전하게 되면, 절삭용 와이어와 원재(10)의 접촉면을 중심으로 그 상하의 절삭용 와이어가 휜 상태에서 접촉 마찰이나 가압에 의해 절삭이 이루어지게 된다.

또한 원재(10)의 외경(O) 절삭은 2개소에서 동시에 진행될 수 있다. 예컨대, 절삭용 와이어가 원재(10)의 일측 측부(0°방향)와 타측 측부(180°방향)를 경유하도록 이동 경로가 설정된 상태에서 서로 180°이격된 방향으로 벌어지면서 각각 진입과 절삭이 이루어질 수 있다.

따라서, 원재(10)의 외경(O)부터 가공 위치(T)에 해당하는 깊이 만큼 원재(10)의 외경이 작아짐에 따라 완제품인 에지링을 확보하게 된다. 외경 가공을 마친 후에는 후속 공정으로써 표면 연마를 진행할 수 있다.

실시예 2 - 에지링 외경 가공장치

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에지링 외경 가공장치에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 에지링 외경 가공장치(100)는 원재(10)의 외경(O)을 가공하여 에지링(20)을 성형하기 위한 것으로, 상술한 본 발명의 에지링 외경 가공방법을 구현하기 위한 실시예가 될 수 있다.

도 4 내지 도 6과 같이, 본 발명의 에지링 외경 가공장치(100)는 챔버(CH) 내에 설치되는 고정기(110), 회전기(120), 절삭용 와이어(130), 제1 진입 풀리(140-1), 제2 진입 풀리(140-2), 제1 가공 풀리(150-1) 및 제2 가공 풀리(150-2)를 포함한다.

또한, 바람직한 다른 실시예로 제1 작업암(160-1), 제2 작업암(160-2), 와이어 구동기(170), 진입각 촬영 카메라(CAM1), 절삭각 촬영 카메라(CAM2) 및 센터 촬영 카메라(CAM3)를 더 포함할 수 있다.

이때, 제1 진입 풀리(140-1)는 상하 한 쌍의 제1 탑 진입 풀리(140-1T) 및 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)를 포함하고, 제2 진입 풀리(140-2)는 상하 한 쌍의 제2 탑 진입 풀리(140-2T) 및 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)를 포함하여 구성된다.

제1 가공 풀리(150-1)는 상하 한 쌍의 제1 탑 가공 풀리(150-1T) 및 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)를 포함하고, 제2 가공 풀리(150-2)는 상하 한 쌍의 제2 탑 가공 풀리(150-2T) 및 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)를 포함하여 구성된다.

위와 같은 구성에 의하면, 본 발명은 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)로 원재(10)의 외경(O) 중 일측 부분부터 설정된 깊이까지 절삭용 와이어(130)를 진입시킨다. 동시에 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)로 원재(10)의 외경(O) 중 타측 부분부터 설정된 깊이까지 절삭용 와이어(130)를 진입시킨다.

그 후 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와 제1 바텀 가공 풀리(150-1B) 사이의 절삭용 와이어(130)로 회전기(120)에 의해 회전 중인 원재(10)를 절삭한다. 동시에 제2 탑 가공 풀리(150-2T)와 제2 바텀 가공 풀리(150-2B) 사이의 절삭용 와이어(130)로 회전기(120)에 의해 회전 중인 원재(10)를 절삭하여 본 발명에 의한 외경(O) 가공을 마치게 된다.

다시 말해, 본 발명은 에지링의 외경을 가공하도록, 고속 이동 중인 절삭용 와이어(130)를 이용하여 링 형상의 원재(10) 내의 가공 위치(T)까지 진입하고, 그 후 원재(10)를 회전시켜 절삭용 와이어(130)로 설계된 외경이 되도록 절삭하게 된다.

이와 같이 본 발명은 연마 방식 대신 절삭용 와이어(130)에 의한 절삭 방식을 채택하면서도 진입과 절삭이라는 연속된 공정을 하나의 장치에서 연속하여 진행함으로써 가공 시간을 단축하고 제조비용을 저감시킬 수 있게 한다.

도 7과 같이, 고정기(110)는 원재(10)의 내측에서 원재(10)를 고정한다. 원재(10)의 외측부에서는 절삭용 와이어(130)에 의한 외경(O) 절삭 작업이 진행되므로 이를 방해하지 않도록 일 예로 원재(10)의 중공부에서 원재(10)를 고정한다.

실시예로, 고정기(110)는 원재(10)의 내주면을 가압 고정하는 방식의 것이 적용될 수 있다. 이를 위해 고정기(110)는 원재(10)의 내주면에 각각 접촉하는 다수의 가압부(111) 및 이들을 가동시키기 위한 고정용 작동기(112)를 포함한다.

가압부(111)는 일 예로 원재(10)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된 3개로 구성될 수 있다. 즉, 120°간격으로 배치된 3개의 가압부(111)로 균등하게 힘을 가하여 센터가 조정된 원재(10)를 가압 고정할 수 있게 한다.

고정용 작동기(112)는 다수의 가압부(111)에 각각 연결되며, 가압부(111)를 원재(10)의 내주면을 향해 이동시킨다. 즉, 수평 방향으로 배치된 상태에서 원재(10)에 가까워지도록 가압부(111)를 외측으로 이동시킨다.

이러한 고정용 작동기(112)는 실린더 장치를 적용할 수 있는데, 실린더를 적용하는 경우 가압부(111)의 후방부에 실린더 로드를 연결시켜 원재(10)를 고정하거나 반대로 해제할 수 있도록 한다.

다만, 고정용 작동기(112)에 가압나사를 적용하여 작업자가 직업 고정시키는 수동 방식도 적용될 수 있다. 더 나아가 고정기(110) 자체가 원재(10)의 내측 상하면을 물어 고정하는 지그와 같이 다른 타입의 고정수단도 적용될 수 있다.

회전기(120)는 원재(10)가 고정되어 있는 고정기(110)를 회전시키는 것으로, 절삭용 와이어(130)가 가공 위치(T)까지 진입된 상태에서 원재(10)를 회전시킴으로써 절삭용 와이어(130)에 의해 원주 방향을 따라 절삭이 이루어지게 한다.

실시예로, 회전기(120)는 그 상면 중심부에 상기 고정기(110)가 설치되는 회전 테이블(121) 및 상기 회전 테이블(121)을 회전시키는 회전 구동기(122)를 포함한다.

이때, 회전 테이블(121)은 원재(10)의 직경보다 작게 구성될 수 있다. 이는 절삭용 와이어(130)가 장착되어 있는 풀리(140, 150)들이 원재(10)의 외측에서 대기하였다가 내측으로 이동하는 공간을 제공하기 위한 것이다.

따라서, 원재(10)의 내측 중심부에 해당하는 회전 테이블(121)의 상면 중심부에 다수의 고정기(110)를 등간격으로 구비하면 원재(10)는 회전 테이블(121)로부터 상측으로 이격된 상태에서 고정기(110)에 의해 고정된다.

회전 구동기(122)는 회전 테이블(121)을 회전시키는 것으로, 회전 테이블(121)의 하부에 직결된 모터 축에 의해 직접 구동되는 방식이나 그 외 동력전달벨트에 의해 구동되는 방식 등 다양하게 적용될 수 있다.

도시된 바와 같이 동력전달 방식을 채택한 경우 회전 테이블(121)의 일측(예: 후방측)에는 구동모터(122a)가 설치된다. 또한 구동모터(122a)의 회전축에는 구동풀리(122b)가 구비되고, 회전 테이블(121)의 하부에는 종동풀리(122c)가 연결 설치된다.

따라서, 구동풀리(122b)와 종동풀리(122c)에 동력전달벨트(122d)를 걸어 연결시키면, 구동모터(122a)의 작동에 따라 구동풀리(122b)가 회전하고, 동력전달벨트(122d)에 의해 동력이 전달되어 종동풀리(122c)가 회전하게 된다. 이에 따라 회전 테이블(121)이 회전하며, 절삭용 와이어(130)에 의한 절삭이 진행된다.

한편, 도 8에 확대 도시된 바와 같이, 절삭용 와이어(130)는 절삭을 위해 설정된 경로(궤적)를 따라 고속 이동하는 것으로, 일 예로 금속 와이어의 표면에 다이아몬드 알갱이(diamond grain)를 전착 도금한 것이 사용될 수 있다.

절삭용 와이어(130)는 와이어 구동기(170)에 의해 설정된 경로(궤도)를 따라 고속 이동된다. 상기 와이어 구동기(170)는 제1 보빈(171), 제2 보빈(172) 및 다수의 텐션 풀리(173)를 포함한다.

이때, 제1 보빈(171)과 제2 보빈(172)은 장치를 구성하는 챔버(CH)내 구비된 설치 프레임의 상부에 각각 회전 가능하게 설치되는 것으로, 회전 중심점에 돌출 형성된 축이 베어링 등을 통해 설치 프레임에 설치된다.

제1 보빈(171)은 절삭용 와이어(130)를 감거나 풀도록 일정 폭의 감김부를 포함한다. 이와 반대로 제2 보빈(172)은 절삭용 와이어(130)를 풀거나 감도록 일정 폭의 감김부를 포함한다.

제1 보빈(171)과 제2 보빈(172)의 측부에는 각각 절삭용 와이어(130)가 감기거나 풀리는 과정에서 엉키지 않도록 제1 보빈(171)과 제2 보빈(172)의 감김부 폭만큼 전후방으로 반복 이동하는 안내릴(171a, 172a)을 포함한다.

따라서, 제1 보빈(171)에 일정 횟수 이상 감겨 있던 절삭용 와이어(130)가 풀린 후 텐션 풀리(173), 진입 풀리(140-1, 140-2) 및 가공 풀리(150-1, 150-2) 등을 거친 후 제2 보빈(172)에 감기는 동작이 고속으로 실행된다.

또한, 제2 보빈(172)에 감긴 절삭용 와이어(130)를 다시 풀어 제1 보빈(171)에 감는 동작이 고속으로 실행되며, 제1 보빈(171)과 제2 보빈(172)에서 감거나 푸는 과정을 반복하여 절삭용 와이어(130)를 고속으로 이송되게 한다.

이때, 제1 보빈(171) 및 제2 보빈(172)의 하부에서 설계된 이송 경로를 따라 다수의 텐션 풀리(173)들이 이격 설치됨에 따라 절삭용 와이어(130)의 이송을 안내하고, 텐션을 인가하며, 절삭시의 부하를 분산시킬 수 있게 한다.

도 9와 같이, 진입 풀리(140-1, 140-2)는 절삭용 와이어(130)를 원재(10)의 외경(O)으로부터 일정 깊이까지 진입시키도록 절삭용 와이어(130)를 원재(10)의 외경(O)측으로 가압 안내한다. 또한, 2개소에서 동시에 절삭 작업이 진행될 수 있도록 제1 진입 풀리(140-1) 및 제2 진입 풀리(140-2)를 포함한다.

제1 진입 풀리(140-1) 및 제2 진입 풀리(140-2)는 제1 보빈(171)과 제2 보빈(172) 사이의 와이어 이동 경로 상에 설치되며, 이동 중인 절삭용 와이어(130)는 제1 진입 풀리(140-1)와 제2 진입 풀리(140-2) 모두를 순차로 경유하게 된다.

또한, 각 풀리(140-1, 140-2)의 그 외주면에는 절삭용 와이어(130)가 인입되는 홈이 연속하여 형성되어 있어서, 회전중인 풀리로 절삭용 와이어(130)의 이송을 안내하게 된다. 이는 이하 다른 풀리들에서도 마찬가지이다.

이때, 제1 진입 풀리(140-1)는 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)를 포함한 한 쌍으로 구성된다. 제1 탑 진입 풀리(140-1T)는 원재(10)의 상부 일측(예: 0°지점)에 위치하고, 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)는 원재(10)의 하부 일측에 위치한다.

바람직하게 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)는 수평면(지면)에 대해 직교한 수직축을 따라 서로 직상 혹은 직하에 방향에 배치되며, 또한 동일한 자세로 설치된다.

이와 대칭되게, 제2 진입 풀리(140-2)는 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)를 포함한 한 쌍으로 구성된다. 제2 탑 진입 풀리(140-2T)는 원재(10)의 상부 타측(예: 180°지점)에 위치하고, 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)는 원재(10)의 하부 타측에 위치한다.

바람직하게 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 제2 바텀 진입 풀리(140-2B) 역시 수평면(지면)에 대해 직교한 수직축을 따라 서로 직상 혹은 직하에 방향에 배치되며, 또한 동일한 자세로 설치된다.

따라서, 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 제1 바텀 진입 풀리(140-1B) 사이를 이동 중인 절삭용 와이어(130)는 마치 활 시위(bow string)와 같이 텐션을 제공받으면서 원재(10) 외경(O) 일측(예: 0°지점)으로 진입시 절삭력을 제공한다.

동시에 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 제2 바텀 진입 풀리(140-2B) 사이를 이동 중인 절삭용 와이어(130)는 역시 활 시위와 같이 텐션을 제공받으면서 원재(10) 외경(O) 타측(예: 180°지점)으로 진입시 절삭력을 제공한다.

가공 풀리(150-1, 150-2)는 절삭용 와이어(130)가 가공 위치(T)에 도달한 이후 원재(10)를 회전시켜 외경 절삭시 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하는 것으로, 제1 가공 풀리(150-1) 및 제2 가공 풀리(150-2)를 포함한다.

제1 가공 풀리(150-1) 및 제2 가공 풀리(150-2) 역시 제1 보빈(171)과 제2 보빈(172) 사이의 와이어 이동 경로 상에 설치된다. 따라서, 절삭용 와이어(130)는 진입 풀리(140-1, 140-2)를 비롯하여 제1 가공 풀리(150-1)와 제2 가공 풀리(150-2) 모두를 순차로 경유하게 된다.

이때, 제1 가공 풀리(150-1)는 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)를 포함한 한 쌍으로 구성된다. 제1 탑 가공 풀리(150-1T)는 원재(10)의 상부 일측(예: 0°지점)에 위치하고, 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)는 원재(10)의 하부 일측에 위치한다.

제1 탑 가공 풀리(150-1T)는 상기 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 다른 높이에서 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하도록 설치된다. 즉, 제1 탑 가공 풀리(150-1T)는 원재(10)의 회전 경로에 대해 접선 방향으로 설치된다.

제1 바텀 가공 풀리(150-1B)는 상기 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)와 다른 높이에서 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하도록 설치된다. 즉, 제1 바텀 가공 풀리(150-1B) 역시 원재(10)의 회전 경로에 대해 접선 방향으로 설치된다.

바람직하게 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)는 수평면(지면)을 기준으로 수직축을 따라 서로 직상 혹은 직하에 방향에 배치되며, 또한 동일한 자세로 설치된다.

유사하게 제2 가공 풀리(150-2)는 제2 탑 가공 풀리(150-2T)와 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)를 포함한 한 쌍으로 구성된다. 제2 탑 가공 풀리(150-2T)는 원재(10)의 상부 일측(예: 180°지점)에 위치하고, 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)는 원재(10)의 하부 일측에 위치한다.

제2 탑 가공 풀리(150-2T)는 상기 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 다른 높이에서 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하도록 설치된다. 즉, 제2 탑 가공 풀리(150-2T)는 원재(10)의 회전 경로에 대해 접선 방향으로 설치된다.

제2 바텀 가공 풀리(150-2B)는 상기 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)와 다른 높이에서 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하도록 설치된다. 즉, 제2 바텀 가공 풀리(150-2B) 역시 원재(10)의 회전 경로에 대해 접선 방향으로 설치된다.

바람직하게 제2 탑 가공 풀리(150-2T)와 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)는 수평면(지면)을 기준으로 수직축을 따라 서로 직상 혹은 직하에 방향에 배치되며, 또한 동일한 자세로 설치된다.

따라서, 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와 제1 바텀 가공 풀리(150-1B) 사이를 이동 중인 절삭용 와이어(130)는 마치 활 시위와 같이 텐션을 제공받으면서 회전 중인 원재(10)의 일측(예: 0°지점)에서 접선 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하여 외경 절삭이 진행되게 한다.

동시에, 제2 탑 가공 풀리(150-2T)와 제2 바텀 가공 풀리(150-2B) 사이를 이동 중인 절삭용 와이어(130)는 마치 활 시위와 같이 텐션을 제공받으면서 회전 중인 원재(10)의 타측(예: 180°지점)에서 접선 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하여 외경 절삭이 진행되게 한다.

다만, 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)는 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)보다 하측에 위치하고, 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)는 제2 탑 가공 풀리(150-2T)와 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)보다 하측에 위치하는 것이 바람직하다.

즉, 가공 풀리(150-1, 150-2)들을 진입 풀리(140-1, 140-2)들보다 상대적으로 원재(10)에 가깝게 배치하는 것이 바람직하다. 이를 통해 가공 위치(T)로 진입시 주된 작용을 하는 진입 풀리보다 상기 진입 후 원재(10) 외경 절삭시 주된 작용을 하는 가공 풀리를 원재(10)에 보다 더 근접시키게 된다.

원재(10)는 회전하지 않고 고정된 상태에서 절삭용 와이어(130)만 고속 이송 중인 진입 공정보다, 원재(10)가 회전 중인 상태에서 절삭용 와이어(130) 역시 고정 이송 중인 가공 공정에서 더 큰 부하가 걸리므로 가공 풀리(150-1, 150-2)를 진입 풀리(140-1, 140-2)에 비해 원재(10)에 더 가깝게 근접시키는 것이 바람직하기 때문이다.

제1 작업암(160-1) 및 제2 작업암(160-2)은 상기한 진입 풀리(140-1, 140-2)와 가공 풀리(150-1, 150-2)가 설치되는 워크 프레임에 해당하는 것으로, 와이어 절삭이 진행되는 원재(10)의 외부 중 일측 측부와 타측 측부에 대기하도록 일정 길이 연장된 바(bar) 형상으로 이루어진다.

실시예로 제1 작업암(160-1)은 수직하게 세워진 제1 설치 프레임(ASS-1)으로부터 하측 방향으로 돌출되도록 연결 설치되고, 제2 작업암(160-2)은 수직하게 세워진 제2 설치 프레임(ASS-2)으로부터 하측 방향으로 돌출되도록 연결 설치된다.

또한, 좌우에 배치된 제1 설치 프레임(ASS-1)과 제2 설치 프레임(ASS-2)은 각각 LM 가이드와 같은 수평 이동기(LM-H)에 설치되고, 상기 수평 이동기(LM-H)는 각각 LM 가이드와 같은 수직 이동기(LM-V)에 설치된다.

따라서, 제1 설치 프레임(ASS-1)과 제2 설치 프레임(ASS-2)에 각각 설치된 제1 작업암(160-1)과 제2 작업암(160-2)은 수평 이동 및 수직 이동이 가능하게 된다. 즉, 원재(10) 외측 측부의 작업 대기 위치로 하강하고, 대기 상태에서 원재(10)가 있는 내측으로 각각 이동하여 절삭이 진행되게 한다.

이때, 제1 작업암(160-1)에는 원재(10)의 일측을 가공하기 위한 제1 풀리가 설치된다. 구체적으로 제1 작업암(160-1)에는 상기 제1 탑 진입 풀리(140-1T), 제1 바텀 진입 풀리(140-1B), 제1 탑 가공 풀리(150-1T) 및 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)가 설치된다.

제2 작업암(160-2)에는 원재(10)의 타측을 가공하기 위한 제2 풀리가 설치된다. 구체적으로 제2 작업암(160-2)에는 상기 제2 탑 진입 풀리(140-2T), 제2 바텀 진입 풀리(140-2B), 제2 탑 가공 풀리(150-2T) 및 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)가 설치된다.

따라서, 제1 작업암(160-1)과 제2 작업암(160-2)은 수직 이동기(LM-V)에 의해 하강하여 원재(10)의 외측 측부에 각각 대기 중인 상태에서, 수평 이동기(LM-H)에 의해 각각 원재(10)의 외경(O)을 바라보는 일측과 타측으로 이동됨에 따라 절삭용 와이어(130)를 가공 위치(T)로 진입시킨다.

또한, 제1 작업암(160-1)과 제2 작업암(160-2)은 서로 180°이격된 방향으로 이동하도록 설치되어, 원재(10)를 원주 방향을 따라 2등분한 지점에서 각각 절삭용 와이어(130)에 의한 절삭이 동시에 진행되도록 한다.

다만, 도 9를 통해 좀더 상세히 알 수 있는 바와 같이, 상기 제1 탑 가공 풀리(150-1T) 및 제1 바텀 가공 풀리(150-1B) 중 어느 하나 이상은 제1 실린더 장치(151-1)에 의해 전후방으로 이동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 탑 가공 풀리(150-2T) 및 제2 바텀 가공 풀리(150-2B) 중 어느 하나 이상은 제2 실린더 장치(151-2)에 의해 전후방으로 이동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

원재(10)의 외측 측부에서 내측으로 이동하는 작업암(160-1, 160-2)에 의해 가공 풀리(150-1, 150-2)를 원재(10)의 내부로 진입시키면 그 과정에서 절삭용 와이어(130)에 휨 현상이 발생하고, 그에 따른 변위차로 인해 절삭용 와이어(130)가 풀리로부터 이탈되는 현상이 발생할 수 있다.

구체적으로, 절삭용 와이어(130)가 원재(10)에 닿는 부분을 중심으로 그 상하가 각각 경사지게 되어 '<' 혹은 '>'형상으로 휘게 된다. 따라서, 절삭용 와이어(130)가 경사지게 휜 부분에 위치하는 가공 풀리(150-1, 150-2)에서 특히 이탈이 일어날 가능성이 커지므로, 실린더 장치(151-1, 151-2)로 이탈을 방지할 수 있는 위치까지 가공 풀리(150-1, 150-2)를 후퇴시키는 것이다.

이러한 이유로 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와 제1 바텀 가공 풀리(150-1B) 모두 제1 실린더 장치(151-1)에 의해 동일하게 위치를 조정받고, 제2 탑 가공 풀리(150-2T) 및 제2 바텀 가공 풀리(150-2B) 모두 제2 실린더 장치(151-2)에 의해 동일하게 위치를 조정받는 것이 더욱 바람직하다.

실린더 장치(151-1, 151-2)는 인입 또는 인출 가능한 실린더 로드가 수평하게 설치된 상태에서 각 풀리의 회전 중심에 연결되므로, 절삭용 와이어(130)가 원재(10)의 가공 위치(T)까지 진입함에 따라 외측 방향으로 휘는 경우 절삭용 와이어(130)가 휘는 변위량에 따라 외측으로 인입되도록 작동된다.

따라서, 본 발명은 절삭용 와이어(130)의 이탈을 방지할 수 있기 때문에 절삭용 와이어(130)를 이용하여 원재(10) 내의 진입 공정부터 절삭 공정까지 연속하여 진행될 수 있게 된다.

한편, 진입각 촬영 카메라(CAM1)는 진입 풀리(140-1, 140-2)에 직교하는 방향에서 절삭용 와이어(130)의 휨 상태를 촬영하는 것으로, 절삭용 와이어(130)가 원재(10)의 외경(O)에서 가공 위치(T)로 진입시 발생하는 휨 상태를 감지한다.

이를 위해, 진입각 촬영 카메라(CAM1)는 장치의 전방부(정면)에서 탑 진입 풀리(140-1T, 140-2T)와 바텀 진입 풀리(140-1B, 140-2B)의 중간 높이에 설치된다. 또한, 제1 진입 풀리(140-1)를 경유 중인 부분의 절삭용 와이어(130)를 촬영하기 위한 것과 제2 진입 풀리(140-2)를 경유 중인 부분의 절삭용 와이어(130)를 촬영하기 위한 것을 포함한다.

이와 같이 각각의 진입각 촬영 카메라(CAM1)를 통해 촬영된 영상에는 원재(10)에 진입시 발생하는 절삭용 와이어(130)가 휘어진 각도에 대한 정보(이미지)를 포함하고 있다. 따라서, 이를 이용하여 진입 풀리(140-1, 140-2)의 진입 속도나 위치를 조절할 수 있게 한다.

절삭각 촬영 카메라(CAM2)는 가공 풀리(150-1, 150-2)에 직교하는 방향에서 절삭용 와이어(130)의 휨 상태를 촬영하는 것으로, 절삭용 와이어(130)가 원재(10)의 가공 위치(T)로 이동 후 원재(10)가 회전함에 따라 발생하는 휨 상태를 감지한다.

이를 위해, 절삭각 촬영 카메라(CAM2)는 장치의 좌우 측부에서 각각 탑 가공 풀리(150-1T, 150-2T)와 바텀 가공 풀리(150-1B, 150-2B)의 중간 높이에 설치된다.

절삭각 촬영 카메라(CAM2)를 통해 촬영된 영상에는 원재(10) 내측의 가공 위치(T)에서 원재(10)가 회전함에 따라 절삭용 와이어(130)가 휘어진 각도에 대한 정보를 포함한다. 따라서, 이를 이용하여 가공 속도, 특히 원재(10)의 회전 속도 등을 조절할 수 있게 한다.

센터 촬영 카메라(CAM3)는 원재(10)의 상부에서 원재(10)가 있는 하부를 향해 설치되는 것으로 원재(10)의 원주 부분을 따라 다수의 지점을 촬영하여, 원재(10)의 센터를 확인한다. 따라서 원재(10)의 정위치 장착을 보조한다.

예컨대, 외경 가공을 시작하기 이전에 원재(10)를 회전시키며 원재(10)의 원주 방향을 따라 적어도 3개소를 촬영함으로써 원재(10)가 회전 테이블(121)의 상측 중심부에 정확히 장착되었는지의 정보를 제공하여 정밀 가공을 가능하게 한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

10: 원재(벌크링)
11: 그라파이트
12: 실리콘카바이드(SiC)
110: 고정기
120: 회전기
130: 절삭용 와이어
140-1: 제1 진입 풀리
140-1T: 제1 탑 진입 풀리
140-1B: 제1 바텀 진입 풀리
140-2: 제2 진입 풀리
140-2T: 제2 탑 진입 풀리
140-2B: 제2 바텀 진입 풀리
150-1: 제1 가공 풀리
150-1T: 제1 탑 가공 풀리
150-1B: 제1 바텀 가공 풀리
150-2: 제2 가공 풀리
150-2T: 제2 탑 가공 풀리
150-2B: 제2 바텀 가공 풀리
160-1: 제1 작업암
160-2: 제2 작업암
170: 와이어 구동기
CAM1: 진입각 촬영 카메라
CAM2: 절삭각 촬영 카메라
CAM3: 센터 촬영 카메라

Claims

링 형상 원재(10)의 외경을 가공하여 에지링을 제조하기 위한 에지링 외경 가공장치에 있어서,
상기 원재(10)의 내측 중공부에서 상기 원재(10)를 고정하는 고정기(110)와;
상기 원재(10)가 고정되어 있는 고정기(110)를 회전시키는 회전기(120)와;
절삭을 위해 설정된 경로를 따라 고속 이동하는 절삭용 와이어(130)와;
상기 원재(10)의 상부 일측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어(130)를 상기 원재(10)의 외경측으로 가압 안내하는 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와;
상기 원재(10)의 하부 일측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어(130)를 상기 원재(10)의 외경측으로 가압 안내하는 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)와;
상기 원재(10)의 상부 타측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어(130)를 상기 원재(10)의 외경측으로 가압 안내하는 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와;
상기 원재(10)의 하부 타측에 위치하도록 설치되며 상기 절삭용 와이어(130)를 상기 원재(10)의 외경측으로 가압 안내하는 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)와;
상기 원재(10)의 상부 일측에 위치하도록 설치되며, 상기 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 다른 높이에서 상기 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하는 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와;
상기 원재(10)의 하부 일측에 위치하도록 설치되며, 상기 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)와 다른 높이에서 상기 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하는 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)와;
상기 원재(10)의 상부 타측에 위치하도록 설치되며, 상기 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 다른 높이에서 상기 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하는 제2 탑 가공 풀리(150-2T); 및
상기 원재(10)의 하부 타측에 위치하도록 설치되며, 상기 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)와 다른 높이에서 상기 제2 탑 바텀 풀리와 직교하는 방향으로 절삭용 와이어(130)를 가압 안내하는 제2 바텀 가공 풀리(150-2B);를 포함하여,
상기 제1 탑 진입 풀리(140-1T)와 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)로 상기 원재(10)의 외경 중 일측 부분부터 설정된 깊이까지 상기 절삭용 와이어(130)를 진입시키고,
상기 제2 탑 진입 풀리(140-2T)와 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)로 상기 원재(10)의 외경 중 타측 부분부터 설정된 깊이까지 상기 절삭용 와이어(130)를 진입시키고,
상기 제1 탑 가공 풀리(150-1T)와 제1 바텀 가공 풀리(150-1B) 사이의 절삭용 와이어(130)로 상기 회전기(120)에 의해 회전 중인 원재(10)를 절삭하며,
상기 제2 탑 가공 풀리(150-2T)와 제2 바텀 가공 풀리(150-2B) 사이의 절삭용 와이어(130)로 상기 회전기(120)에 의해 회전 중인 원재(10)를 절삭하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 고정기(110)는,
상기 원재(10)의 내주면에 각각 접촉하여 상기 원재(10)를 가압 고정하되, 상기 원재(10)의 원주 방향을 따라 등간격으로 이격 설치된 다수의 가압부(111); 및
상기 가압부(111)에 각각 연결되며, 상기 가압부(111)를 상기 원재(10)의 내주면을 향해 이동시키는 고정용 작동기(112);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 회전기(120)는,
상측에 원재(10)가 고정되도록 상기 원재(10)의 내측부에 상기 고정기(110)가 설치되는 회전 테이블(121); 및
상기 회전 테이블(121)을 회전시키는 회전 구동기(122);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 원재(10)의 일측 측부에서 상기 원재(10)의 외경을 향해 이동하며, 상기 제1 탑 진입 풀리(140-1T), 제1 바텀 진입 풀리(140-1B), 제1 탑 가공 풀리(150-1T) 및 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)가 설치되는 제1 작업암(160-1); 및
상기 원재(10)의 타측 측부에서 상기 원재(10)의 외경을 향해 이동하며, 상기 제2 탑 진입 풀리(140-2T), 제2 바텀 진입 풀리(140-2B), 제2 탑 가공 풀리(150-2T) 및 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)가 설치되는 제2 작업암(160-2);을 포함하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 작업암(160-1)과 제2 작업암(160-2)은 서로 180°이격된 지점에서 서로 마주보는 방향으로 이동하도록 설치되어, 상기 원재(10)를 원주 방향을 따라 2등분한 지점에서 각각 절삭용 와이어(130)에 의한 절삭이 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 탑 진입 풀리(140-1T)는 상기 제1 탑 가공 풀리(150-1T)보다 상측에 위치하고,
상기 제1 바텀 진입 풀리(140-1B)는 상기 제1 바텀 가공 풀리(150-1B)보다 하측에 위치하고,
상기 제2 탑 진입 풀리(140-2T)는 상기 제2 탑 가공 풀리(150-2T)보다 상측에 위치하며,
상기 제2 바텀 진입 풀리(140-2B)는 상기 제2 바텀 가공 풀리(150-2B)보다 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 절삭용 와이어(130)를 설정된 경로를 따라 고속 이동시키는 와이어 구동기(170)를 포함하되,
상기 와이어 구동기(170)는,
상기 절삭용 와이어(130)를 감거나 푸는 제1 보빈(171)과;
상기 제1 보빈(171)과 반대로 상기 절삭용 와이어(130)를 풀거나 감는 제2 보빈(172); 및
상기 제1 보빈(171)과 제2 보빈(172) 사이의 절삭용 와이어(130) 이동 경로를 따라 각각 설치되는 다수의 텐션 풀리(173);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 진입 풀리에 직교하는 방향에서 상기 절삭용 와이어(130)의 휨 상태를 촬영하는 진입각 촬영 카메라(CAM1); 및
상기 가공 풀리에 직교하는 방향에서 상기 절삭용 와이어(130)의 휨 상태를 촬영하는 절삭각 촬영 카메라(CAM2);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공장치.
링 형상 원재(10)의 외경을 가공하여 에지링을 제조하기 위한 에지링 외경 가공방법에 있어서,
상기 원재(10)의 상하에 각각 배치된 한 쌍의 진입 풀리를 따라 고속 이송 중인 절삭용 와이어(130)로 상기 원재(10)의 외경으로부터 설정된 깊이에 있는 가공 위치(T)까지 절삭하는 진입단계(S110)와;
상기 절삭용 와이어(130)가 진입하여 상기 가공 위치(T)에 도달하면, 상기 진입을 멈춘 상태에서 상기 원재(10)를 회전기(120)에 의해 회전시키는 회전단계(S120); 및
상기 원재(10)의 상하에 각각 배치된 한 쌍의 가공 풀리를 따라 고속 이송 중인 상기 절삭용 와이어(130)로 상기 가공 위치(T)에서부터 상기 원재(10)의 원주 방향을 따라 절삭하는 절삭단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지링 외경 가공방법.