KR100716405B1 - An apparatus for grinding a work-piece - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연마 작업 중의 실시간 압력 조정을 하여, 가공물의 진원도를 보상할 수 있도록 공압 실린더에 압력 조정 시스템을 적용하기 위해서, 가공물 연마 장치에 있어서, 회전되는 가공물에 접촉하여 회전되고, 구동 모터에 연결된 회전축에 의해 회전되는 연마 휠; 상기 연마 휠 및 구동 모터가 구비된 플레이트를 이동시키는 플레이트 이동기; 상기 연마 휠에 가해지는 압력을 조절하기 위해 플레이트 이동기에 변동 압력을 제공하는 압력 조정기; 상기 가공물 측에 인접해서 이격 거리를 두고 기준 위치에서 가공물까지의 거리를 측정하는 거리 측정기; 가공물의 회전 각도 변위를 측정하는 엔코더; 상기 가공물의 각도 변위에 따라, 상기 거리 측정기에서 수득한 자료를 토대로 링버퍼에 저장된 이전 자료와 비교 판단하여 플레이트 이동기가 제어된 이송 거리로 이동하도록 명령하고, 가공물에서 생성되는 노이즈를 제거하기 위해 필터링하는 제어부를 구비하는 가공물 연마 장치를 제공함에 의해, 연마 중 가공물의 진원도를 향상시킬 뿐만 아니라, 가공물의 진원도 향상을 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않는다.The present invention relates to a workpiece polishing apparatus which is rotated in contact with a rotating workpiece and connected to a drive motor in order to apply a pressure adjustment system to a pneumatic cylinder so as to compensate for the roundness of the workpiece by performing real-time pressure adjustment during the polishing operation. A polishing wheel rotated by a rotating shaft; A plate mover for moving a plate provided with the polishing wheel and a drive motor; A pressure regulator providing a varying pressure to the plate mover to regulate the pressure applied to the polishing wheel; A distance measurer measuring a distance from the reference position to the workpiece with a separation distance adjacent to the workpiece side; An encoder for measuring rotational angular displacement of the workpiece; Based on the angular displacement of the workpiece, the plate mover is moved to a controlled feed distance based on the data obtained from the range finder and compared with previous data stored in the ring buffer, and filtered to remove noise generated from the workpiece. By providing a workpiece polishing apparatus having a control unit to improve the roundness of the workpiece during polishing, a separate device for improving the roundness of the workpiece is not required.
연마, 가공물, 진원도, 보상, 보정, 압력, 조절, 정밀 Polishing, Workpieces, Roundness, Compensation, Compensation, Pressure, Adjustment, Precision
Description
도 1은 종래의 연마 휠과 가공물이 접촉되어 연마되는 과정을 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing a process of contacting and polishing a conventional polishing wheel and a workpiece,
도 2는 본 발명의 가공물 연마장치의 사시도,Figure 2 is a perspective view of the workpiece polishing apparatus of the present invention,
도 3은 도 2의 정면도,3 is a front view of FIG. 2;
도 4는 도 3의 평면도,4 is a plan view of FIG.
도 5는 본 발명의 가공물 연마 장치의 작동 알고리즘을 예시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an operation algorithm of the workpiece polishing apparatus of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
10; 연마 휠 11; 회전 축10;
12; 벨트 13; 풀리12;
20; 가공물 21; 회전 축20;
25; 거리 측정기 26; 엔코더25;
30; 연마 휠 구동 모터30; Polishing wheel drive motor
본 발명은 가공물 연마 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 가공물의 미세한 변동을 파악하여 연마 휠에 대한 압력을 조절하여 가공물의 진원도를 향상시키는 가공물 연마 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a workpiece polishing apparatus, and more particularly, to a workpiece polishing apparatus for improving the roundness of a workpiece by grasping fine variation of a workpiece and adjusting a pressure on a polishing wheel.
연마 공정은 통상적으로 연마 휠과 드럼 또는 실린더 형의 가공물이 회전하면서 외경면이 일정한 압력으로 접촉하여 가공물의 표면을 연마하는 것이다.The polishing process typically involves polishing the surface of the workpiece by contacting the outer diameter surface with a constant pressure while the polishing wheel and the drum or cylindrical workpiece are rotated.
연마 휠을 이용한 드럼 또는 실린더의 외경 연마에서, 연마 휠과 가공물을 일정한 압력으로 접촉시키기 위한 방법으로, 대부분 공압 실린더를 사용한다. 공압 실린더는 일정한 압력으로 밀어주는 역할뿐만 아니라, 진동흡수의 기능도 있기 때문에 연마시의 가압기로서 유용하다.In outer diameter polishing of a drum or cylinder using a polishing wheel, a pneumatic cylinder is mostly used as a method for contacting the polishing wheel and a workpiece at a constant pressure. The pneumatic cylinder is useful as a pressurizer for polishing because it not only serves to push at a constant pressure but also has a function of absorbing vibration.
그러나, 공압 실린더는 가공물의 외경의 진원도를 향상시키는데 한계가 있다. 외경의 굴곡을 따라 일정한 압력을 가하기 때문에 연마 작업이 끝나도 외경의 굴곡이 남기 때문이다. 따라서, 대부분 진원도가 좋지 않은 가공물의 표면 조도와 진원도를 향상시키기 위한 작업으로, 황삭과 정삭 등의 여러 단계의 연마 작업을 시행하게 되어, 연마 작업 시간이 과도하게 걸리는 단점이 있다.However, pneumatic cylinders are limited in improving the roundness of the outer diameter of the workpiece. This is because the bending of the outer diameter remains even after the polishing operation because a constant pressure is applied along the bending of the outer diameter. Therefore, most of the work is to improve the surface roughness and roundness of the workpiece of poor roundness, and the polishing operation is performed at various stages such as roughing and finishing, there is a disadvantage that the polishing operation takes too much time.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 연마 작업 중의 실시간 압력 조정을 하여, 가공물의 진원도를 보상할 수 있도록 공압 실린더에 압력 조정 시스템을 적용하는 것이다.The present invention has been invented to solve this problem, and an object of the present invention is to apply a pressure adjusting system to a pneumatic cylinder so as to compensate for the roundness of a workpiece by performing real-time pressure adjustment during a polishing operation.
본 발명의 목적은 가공물 연마 장치에 있어서, 회전되는 가공물에 접촉하여 회전되고, 구동 모터에 연결된 회전축에 의해 회전되는 연마 휠; 상기 연마 휠 및 구동 모터가 구비된 플레이트를 이동시키는 플레이트 이동기; 상기 연마 휠에 가해지는 압력을 조절하기 위해 플레이트 이동기에 변동 압력을 제공하는 압력 조정기; 상기 가공물 측에 인접해서 이격 거리를 두고 기준 위치에서 가공물까지의 거리를 측정하는 거리 측정기; 가공물의 회전 각도 변위를 측정하는 엔코더; 상기 가공물의 각도 변위에 따라, 상기 거리 측정기에서 수득한 자료를 토대로 링버퍼에 저장된 이전 자료와 비교 판단하여 플레이트 이동기가 제어된 이송 거리로 이동하도록 명령하고, 가공물에서 생성되는 노이즈를 제거하기 위해 필터링하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가공물 연마 장치를 제공함에 의해 달성된다.An object of the present invention is a workpiece polishing apparatus comprising: a polishing wheel rotated in contact with a workpiece to be rotated and rotated by a rotating shaft connected to a drive motor; A plate mover for moving a plate provided with the polishing wheel and a drive motor; A pressure regulator providing a varying pressure to the plate mover to regulate the pressure applied to the polishing wheel; A distance measurer measuring a distance from the reference position to the workpiece with a separation distance adjacent to the workpiece side; An encoder for measuring rotational angular displacement of the workpiece; Based on the angular displacement of the workpiece, the plate mover is moved to a controlled feed distance based on the data obtained from the range finder and compared with previous data stored in the ring buffer, and filtered to remove noise generated from the workpiece. It is achieved by providing a workpiece polishing apparatus characterized by including a control unit.
바람직하게는, 상기 플레이트 이동기가 실린더를 포함하고 있다.Preferably, the plate mover comprises a cylinder.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 가공물 연마 장치를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a workpiece polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 연마 휠과 가공물이 접촉되어 회전 연마되는 것을 예시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가공물(20)과 연마 휠(10)이 원주 방향으로 서로 평행하게 배치되며, 상기 연마 휠(10)이 이것의 회전 축(11) 방향으로 또는 원주 방향으로 왕복 운동이 가능한 구조로 이루어져 있다.1 is a perspective view illustrating that the abrasive wheel and the workpiece are rotated in contact with the workpiece. As shown in FIG. 1, the
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공물 연마 장치를 개략적으로 예시한 사시도이다. 도 3은 상기 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공물 연마 장치를 개 략적으로 예시한 측면도이다. 도 4는 상기 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공물 연마 장치를 개략적으로 예시한 평면도이다.2 is a perspective view schematically illustrating a workpiece polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a side view schematically illustrating a workpiece polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a plan view schematically illustrating a workpiece polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서는 가공물(20)과 연마 휠(10)은 서로 이격된 상태에서 있으며, 가공 작업시에 접촉되어 회전되게 된다. 연마 휠 구동 모터(30)가 회전되어, 벨트(12) 및 풀리(13, 31)에 의해 회전 운동이 전달되어 스핀들(15)의 회전축(11)을 중심으로 연마 휠(10)이 회전되도록 한다.As shown in Figs. 2, 3 and 4, in the initial state, the
상기 회전축(11)을 중심으로 회전하는 연마 휠(10), 및 연마 휠 구동 모터(30)는 플레이트(60)에 장착되어 있으며, 상기 플레이트(60)는 플레이트 이동기(52)에 의해 일정한 속도로 이송된다. 상기 플레이트 이동기(52)에는 압력 조정기(50)가 연결되어 있고, 실린더를 구비하고 있다. 이러한 구성에 따라, 상기 플레이트(60) 상의 연마 휠(10)과 가공물(20)의 접촉 압력 거리 등을 제어하게 된다.The polishing
상기 압력 조정기(50)는 가공물(20)에 가해지는 압력을 변화시킨다. 상기 압력 조정기(50)는 리니어 모터 또는 서보 모터와 볼 스크류로 이루어지거나 또는 스텝 모터와 볼 스크류로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 공압 실린더로 이루어질 수 있다. 거리 조정시 해상도는 1 내지 20㎛로, 이동 거리는 2 내지 50mm 가 바람직하다.The
상기 가공물(20)의 원주 방향에 인접해서 소정의 거리로 이격되어 거리 측정기(25)가 배치되어 있으며, 상기 거리 측정기(25)는 이것에 결합된 이동기(40)에 의해 이동가능하다. 거리 측정기의 해상도는 1~20㎛, 샘플링 속도는 100~10000Hz 이 바람직하다.The
상기 연마 휠(10)과 상기 거리 측정기(25)는 가공물(20)의 원주 방향으로 마주 보거나 180°회전각 차이를 두고 배치될 수 있다. 또한, 상기 플레이트(60)와 거리 측정기(25)는 연동되어 서로 같은 거리 만큼 이동될 수 있다.The
상기 거리 측정기(25)의 이동기(40)는 리니어 모터 또는 서보 모터와 타이밍 벨트의 조합, 또는 스텝모터와 타이밍 벨트의 조합으로 이루어질 수 있으며, 또는 서보 모터와 볼스크류 또는 스텝 모터와 볼 스크류로 이루어질 수 있다. 이동 해상도는 10~200㎛로 한다. 이동할 수 있는 거리는 가공물(20)의 폭 이상으로 한다.The
상기 가공물(20)의 회전축(21)에는 엔코더(26)가 배치되어 있으며, 이것은 가공물(20)의 각도 변위를 측정하게 되고, 해상도는 0.05 내지 1°이다.An
본 발명의 가공물 연마 장치에는 제어부가 구비되어 거리 측정기(25)에서 수득된 측정 데이터를 바탕으로 플레이트 이동기(52)를 조정하는 명령을 하며, 가공물(20)에 진동이 발생할 경우 측정 데이터의 잡음 발생을 제거하기 위해 잡음을 필터링한다. 또한, 상기 제어부에 포함된 중앙처리부의 CPU는 거리 측정기(25)에서 수득된 값을 일정한 각도 마다 링버퍼에 저장한다. 또한, 상기 제어부는 상기 가공물(20)이 180°회전하는 동안 연마 휠(10)의 이송 거리 차이를 이전 데이터와 비교하여 압력 조정을 하게 된다.The workpiece polishing apparatus of the present invention is provided with a control unit to command the
도 5는 본 발명의 가공물 연마 장치의 작동 알고리즘을 예시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an operation algorithm of the workpiece polishing apparatus of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게는 제어부, 플레이트 이동기(50), 거리측정기(25), 연마 휠(10) 또는 연마기로 구성된다. 제어부는 거리 측정기(25) 의 목표 값을 설정한 다음, 거리 측정기(25)의 거리 측정값과 거리 목표 값을 거리 편차 판정기에 의해 비교하여 거리 목표값 내의 범위에 거리 측정값이 존재하면 정상 연마 모드 A로 공정이 진행된다. 반면에, 상기 거리 측정값이 거리 목표 값의 범위에서 벗어나게 되면 편차 보정 모드 B로 전환되어 제어부가 압력 조정기를 조정하여 가공물(20)에 대한 연마 휠(10)의 압력을 변환시킨다.As shown in FIG. 5, the present invention is largely composed of a controller, a
이러한 구조에 따라, 초기 상태에서는 연마 휠(10)을 정지 상태로 배치하며, 플레이트 이동기(52)에 포함된 공압 실린더에 압력을 가하여 가공물(20)과 접촉시킨다. 플레이트 이동기(52)에 연결된 압력 조정기(50)는 기준점의 위치에 있게 한다. 이때 거리 측정기(25)와 가공물(20) 사이의 거리를 기준 측정 거리로 설정한다. 가공물(20)을 거리 측정기(25)와 연마 휠(10) 사이의 각, 바람직하게는 180° 만큼 회전시켜 정지 상태로 있게 한다. 회전하면서 제어부의 링버퍼에 초기 거리 측정값을 저장한다.According to this structure, in the initial state, the
가공물(20)을 회전시키며, 거리 측정하는 작업과 압력 조정하는 작업도 동시에 수행한다. 가공물(20)이 일정한 각도만큼 움직이면 자동으로 측정과 조정이 이루어진다.The
이어서, 연마 휠(10)을 회전시키는데, 가공물(20)의 폭이 연마 휠(10) 보다 크면 플레이트(60)를 일정한 속도로 이송시킨다.Then, the
제어부에 의해 링버퍼에 기억하고 있던 거리 값을 이용하여, 플레이트 이동기(52)에 구비된 압력 조정기(50)로 플레이트(60)와 가공물(20) 사이의 압력 조정을 한다. 연마하려는 부위가 기준 위치보다 돌출된 경우, 압력 조정기(50)가 압력 을 상승시키면 그 부분은 연마가 더 많이 진행된다. 이러한 작업이 반복되면 가공물(20)의 굴곡을 일정하게 하여 진원도를 향상시킬 수 있다.The
본 발명의 이러한 구성에 따라, 가공물(20)의 진원도에 의한 접촉 압력의 변동으로 발생하는 연마 불량 현상을, 거리 측정과 압력 조정 방법을 통하여 가공물(20)의 진원도를 빠른 시간 내에 향상시킨다. 진원도 향상을 위한 절삭이나, 여러 단계의 연마 작업이 필요 없기 때문에, 가공물(20)의 연마와 진원도 향상을 동시에 빠르게 진행할 수 있다.According to this configuration of the present invention, the poor polishing phenomenon caused by the fluctuation of the contact pressure due to the roundness of the
본 발명의 가공 연마 장치를 사용하여 연마 휠(10)과 드럼 또는 실린더 형의 가공물(20)이 회전하면서, 플레이트 이동기(52)에 구비된 공압 실린더의 압력으로 연마 휠(10)과 가공물(20)이 외경면으로 접촉하여 표면을 연마할 수 있으며, 티타늄 드럼 가공물(20)의 원통 연마에 적용할 수 있다. 또한, 연마 중 가공물(20)의 진원도 향상을, 표면 조도 향상과 동시에 수행할 수 있고, 진원도 향상을 위한, 여러 단계 또는 별도의 작업이 필요 없다.The
이와 같이, 본 발명의 가공물 연마 장치를 제공함에 따라, 연마 중 가공물의 진원도를 향상시킬 뿐만 아니라, 가공물의 진원도 향상을 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않는다.Thus, by providing the workpiece polishing apparatus of the present invention, not only improves the roundness of the workpiece during polishing, but also does not require a separate device for improving the roundness of the workpiece.
본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 여러 가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings for convenience of embodiments, it is obvious that various modifications and changes are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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2006
- 2006-03-08 KR KR1020060021589A patent/KR100716405B1/en not_active IP Right Cessation
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