KR100874987B1 - 자동연마기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시편을 자동으로 연마하기 위한 자동연마기에 관한 것으로, 본 발명의 자동연마기는 연마기 본체(100); 상기 연마기 본체(100) 상부에 일직선으로 인접하여 배치된 다수개의 연마플레이트(110); 상기 연마플레이트(110)의 상부에 각각 고정되는 다수개의 연마패드(120); 상기 연마플레이트(110) 상부에 설치되며 하나 이상의 시편을 고정하는 홀더(130); 상기 홀더(130)를 각각의 연마패드(120) 상에 좌측 또는 우측으로 순차적으로 이동시키는 좌우이송수단(140); 시편을 연마하기 위해 상기 시편이 상기 연마패드(120)와 접촉된 상태에서 상기 홀더(130)를 소정속도로 이송시키되, 상기 좌우이송수단(140)의 이송방향과 수직되게 상기 홀더(130)를 전후로 이동시키는 전후이송수단(150); 상기 시편이 연마되도록 상기 홀더(130)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 회전모터; 및 상기 전후이송수단(150)과 좌우이송수단(140) 및 회전모터를 제어하는 제어부(160);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명은 단계적인 연마가 한번에 가능하므로 단계별로 연마패드(120)를 매번 교체해야 하는 번거로움이 없어 연마시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

자동연마기, 단계별 연마, 좌우이송, 전후이송

Description

자동연마기{Automatic polisher}

본 발명은 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 연마패드를 일직선상으로 배치시켜 연마패드의 교체 없이 시편을 단계적으로 자동 연마할 수 있는 자동연마기에 관한 것이다.

발전설비나 석유화학설비 등과 같은 산업기간 설비는 그 내구성에 대하여 정기적이고 지속적인 유지 관리가 요구되고 있다. 이러한 설비 중에서도 압력이 작용하는 파이프 등과 같은 배관설비는 그 파손의 우려가 상존하므로 무엇보다도 이상 여부 등을 수시로 점검을 함으로써, 발생될 수 있는 대형사고를 미연에 방지해야 한다. 이러한 설비의 검사방식에는 표면복제방식(Refrication)에 의해 금속조직의 이상 여부를 점검하는 것이 일반적이다. 상기 표면복제방식은 산업설비 중에서 금속조직의 결함이 우려되는 부분을 시편으로 선정하고, 상기 시편의 표면을 정밀연마하고 이를 화학처리 한 후에 현미경을 통해 시료의 균열 여부를 검사하는 방식을 말한다.

여기에서 연마공정은 입자가 큰 사포로부터 보다 작은 입자의 사포를 이용하 여 단계적으로 시편의 표면 거칠기를 곱게 다듬는 공정이다. 이러한 공정은 연마장치를 통해 수행되고 있으나, 일반적인 연마장치는 연마의 단계마다 장치를 멈추고 작업자가 일일이 입도가 보다 작은 사포를 교체해야 하는 번거로움이 있다. 이러한 경우 작업자의 숙련도에 따라 그 품질이 결정되었음은 물론이며, 작업에 있어서도 많은 시간이 소요되는 문제점이 있으며, 그 작업성과도 만족스럽지 못하다. 또한, 연마작업 중에는 작업자가 연마장치의 각 단계별 수행완료 여부를 확인해야 하므로 작업반경이 좁아지게 되며, 분진발생으로 인해 오염된 환경을 이탈할 수 없는 또 다른 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 안출한 것으로, 연마패드의 교체 없이 시편의 단계적인 연마를 한 번의 프로세스로 시행할 수 있는 연마장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 연마기 본체(100); 상기 연마기 본체(100) 상부에 일직선으로 인접하여 배치된 다수개의 연마플레이트(110); 상기 연마플레이트(110)의 상부에 각각 고정되는 다수개의 연마패드(120); 상기 연마플레이트(110) 상부에 설치되며 하나 이상의 시편을 고정하는 홀더(130); 상기 홀더(130)를 각각의 연마패드(120) 상에 좌측 또는 우측으로 순차적으로 이동시키는 좌우이송수단(140); 시편을 연마하기 위해 상기 시편이 상기 연마패드(120)와 접촉된 상태에서 상기 홀더(130)를 소정속도로 이송시키되, 상기 좌우이송수단(140)의 이송방향과 수직되게 상기 홀더(130)를 전후로 이동시키는 전후이송수단(150); 상기 시편이 연마되도록 상기 홀더(130)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 회전모터; 및 상기 전후이송수단(150)과 좌우이송수단(140) 및 회전모터를 제어하는 제어부(160);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌우이송수단(140)에 구비되며 상기 연마패드(120)에 세정액을 분사하는 분사노즐(141a);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 좌우이송수단(140)은 상기 연마플레이트(110)의 상부에 이격되어 설치되며 상기 홀더(130)가 고정되어 이송되는 좌우이송부(141)와, 상기 좌우이송부(141)가 결합되는 좌우이송레일(142)과, 상기 좌우이송부(141)에 고정되는 좌우이송모터(143); 상기 좌우이송모터(143)의 회전력을 전달받는 피니언기어(144); 및 상기 좌우이송레일(142)에 구비되며 상기 피니언기어(144)와 치합되어 상기 좌우이송레일(142)을 따라 상기 좌우이송부(141)를 상기 연마패드(120) 상에 순차적으로 이동시키는 랙기어(145); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 좌우이송수단(140)은 상기 좌우이송레일(142)의 좌우를 지지하는 지지부(146)가 구비되고, 상기 전후이송수단(150)은 상기 좌우이송레일(142)의 이송방향과 직교방향으로 최외측에 위치한 상기 연마플레이트(110)의 외측에 설치되고 상기 지지부(146)가 결합되어 상기 좌우이송수단(140)을 전후로 슬라이딩되도록 하는 전후이송레일(151)과, 상기 연마기 본체(100)에 고정되는 전후이송모터(152)와, 상기 전후이송모터(152)에 의해 회전되는 크랭크암(153) 및 상기 크랭크암(153)과 상기 좌우이송수단(140)의 좌우이송레일(142)과 각각 힌지결합되며 상기 크랭크암(153)의 회전에 의해 왕복운동으로 전환하여 상기 전후이송레일(151)을 따라 상기 좌우이송수단(140)을 전후로 왕복이동시키는 커넥팅로드(154)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(160)는 사용자의 설정상태에 따라 상기 홀더(130)의 회전속도와 회전시간, 상기 홀더(130)의 전후 왕복횟수, 연마패드(120)에 부가되는 홀더(130)의 가압력 및 세정액의 분사 유무를 자동으로 제어하는 것을 특징으로 한 다.

또, 상기 좌우이송레일(142)에는 각각의 상기 연마플레이트(110)의 중앙부위와 상응하는 위치에 홈(142a)이 형성되고, 상기 홈(142a)을 감지하는 센서(131)가 상기 홀더(130)의 상부에 구비되어, 상기 제어부(160)는 상기 센서(131)로부터 신호를 전달받아 상기 홀더(130)의 좌우방향 위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 연마패드(120)는 서로 동일한 수평레벨로 고정되며, 상기 홀더(130)의 좌우이송방향에 따라 상기 연마패드(120)의 입도(Mesh)가 크도록 단계적으로 배치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명으로 인하여 시편의 단계적인 연마를 한 번의 프로세스로 시행할 수 있어, 연마 단계마다 연마패드를 교체해야 하는 종래의 문제점이 해결될 수 있으므로 보다 효율적이고 신속 및 정확하게 연마작업을 실시할 수 있으며, 연마작업시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 작업자는 연마작업이 자동으로 수행되는 동안에 다른 일을 할 수 있으므로 작업효율이 획기적으로 높아지는 부가적인 효과가 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 특징들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 참고로 본 발명 을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 도면으로는, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동연마기를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 2는 도 1의 제1구동모터(250)의 동력전달과정을 대략적으로 나타낸 사시도, 그리고, 도 3은 도 1의 제2구동모터(260)의 동력전달과정을 대략적으로 나타낸 사시도이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 연마기본체(100), 연마플레이트(110), 연마패드(120), 홀더(130), 좌우이송수단(140), 전후이송수단(150), 회전모터(미도시됨), 분사노즐(141a) 및 제어부(160)로 구성된다.

상기 연마기 본체(100)의 상부에는 연마플레이트(110)가 설치되며, 상기 연마기 본체(100)의 상부 일측에는 전후이송수단(150)이 구비된다.

상기 연마플레이트(110)는 일직선으로 다수 개가 인접하여 배치된다. 또한, 상기 연마플레이트(110)마다 그 상부에는 다수개의 연마패드(120)가 고정된다. 상기 연마패드(120)는 서로 동일한 수평레벨로 고정되며, 상기 홀더(130)의 이동방향에 따라 입도(Mesh)가 크도록 단계적으로 배치된다. 또한, 상기 연마패드(120)는 사포 또는 연마재가 사용되는 것이 일반적이다. 예를 들어, 도면에서와 같이 금속조직 검사용으로 연마패드(120)가 6개로 구성된 경우에는 연마 진행방향으로 #220 사포, #400 사포, #800 사포, #1200 사포, 6마이크로 다이아몬드 연마재, 1마이크로 다이아몬드 연마재 순서로 배치된다. 그러나 도면과 같이 연마플레이트(110) 및 이에 고정되는 연마패드(120)가 6개인 것으로 도시한 것은 하나의 예에 불과하고 이에 한정되는 것은 아니며 각각 2개 이상이면 본 발명의 목적에 부합된다.

상기 홀더(130)는 상기 연마패드(120)의 상부에 설치되며 하나 이상의 시편을 고정하도록 구비된다. 시편은 연마되는 면이 상기 연마패드(120)를 향하여 노출되도록 상기 홀더(130)에 하나 이상 착탈 가능하게 고정된다. 상기 홀더(130)에는 상기 시편을 고정하기 위해 클램핑[도시되지 않음]과 같은 홀딩부재를 구비하는 것이 가능하나 자세한 설명은 생략한다. 상기 분사노즐(141a)은 상기 좌우이송수단(140)에 구비되며 연마패드(120)에 설정된 시간마다 세정액을 분사하여 연마작업시 발생되는 분진을 제거하는 역할을 한다. 이러한, 분사노즐(141a)은 연마되는 시편의 성질에 따라서 생략이 가능한 구성이며, 경우에 따라서는 냉각수 또는 절삭유를 공급하기 위한 수단으로도 대체가 가능하다.

상기 좌우이송수단(140)은 상기 홀더(130)를 각각의 연마패드(120) 상에 좌측 또는 우측으로 순차적으로 이동시키는 역할을 한다.

상기 좌우이송수단(140)은 상기 홀더(130)를 단계적으로 좌측 또는 우측으로 이송되도록 하는 역할을 하게 된다.

이를 위하여 상기 좌우이송수단(140)은 상기 연마플레이트(110)의 상부에 이격되어 설치되며 상기 홀더(130)가 고정되어 이송되는 좌우이송부(141)와, 상기 좌 우이송부(141)가 결합되는 좌우이송레일(142)과, 상기 좌우이송부(141)에 고정되는 좌우이송모터(143)와, 상기 좌우이송모터(143)의 회전력을 전달받는 피니언기어(144) 및 상기 좌우이송레일(142)에 구비되며 상기 피니언기어(144)와 치합되어 상기 좌우이송레일(142)을 따라 상기 좌우이송부(141)를 상기 연마패드(120) 상에 순차적으로 이동시키는 랙기어(145)를 포함하여 이루어진다. 아울러, 상기 좌우이송수단(140)은 상기 좌우이송레일(142)의 좌우를 지지하는 지지부(146)가 구비된다.

이에 따라, 상기 좌우이송모터(143)의 구동에 의해 피니언기어(144)가 회전되면, 상기 피니언기어(144)와 치합된 랙기어(145)를 따라 피니언기어(144)가 이송되게 되어 좌우이송부(141)가 좌우 이송되게 되므로, 상기 홀더(130)를 좌우 이송되도록 하여 시편의 단계적으로 연마가 가능하게 된다.

상기 전후이송수단(150)은 시편을 연마하기 위해 상기 시편이 상기 연마패드(120)와 접촉된 상태에서 상기 좌우이송수단(140)의 이송방향과 수직되게 상기 홀더(130)를 전후로 이동시키는 역할을 한다.

이를 위하여 상기 전후이송수단(150)은 상기 좌우이송레일(142)의 이송방향과 직교방향으로 최외측에 위치한 상기 연마플레이트(110)의 외측에 설치되고 상기 지지부(146)가 결합되어 상기 좌우이송수단(140)을 전후로 슬라이딩되도록 하는 전후이송레일(151)과, 상기 연마기 본체(100)에 고정되는 전후이송모터(152)와, 상기 전후이송모터(152)에 의해 회전되는 크랭크암(153) 및 상기 크랭크암(153)과 상기 좌우이송수단(140)의 좌우이송레일(142)과 각각 힌지결합되며 상기 크랭크암(153) 의 회전에 의해 왕복운동으로 전환하여 상기 전후이송레일(151)을 따라 상기 좌우이송수단(140)을 전후로 왕복이동시키는 커넥팅로드(154)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 전후이송모터(152)의 구동에 의해 크랭크암(153)이 회전되게 되며 크랭크암(153)의 회전에 의해 커넥팅로드(154)가 왕복운동을 하게 되어 좌우이송수단(140)을 전후로 이송되게 되므로, 상기 홀더(130)를 전후로 이동되도록 하여 시편의 전후방향으로의 연마가 가능하게 된다.

상기 회전모터(미도시됨)는 상기 시편이 연마되도록 상기 홀더(130)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 하는 역할을 한다.

상기 제어부(160)는 사용자의 설정상태에 따라 상기 홀더(130)의 회전속도와 회전시간, 홀더(130)의 전후이송레일(151) 상의 왕복횟수, 연마패드(120) 상의 홀더(130)의 위치, 연마패드(120)에 부가되는 홀더(130)의 가압력 및 세정액의 분사 유무를 자동으로 제어하는 역할을 한다.

특히, 연마패드(120) 상의 홀더(130)의 위치를 제어하기 위하여 상기 좌우이송레일(142)에는 각각의 상기 연마플레이트(110)의 중앙부위와 상응하는 위치에 홈(142a)이 형성되고, 상기 홈(142a)을 감지하는 센서(131)가 상기 홀더(130)의 상부에 구비되는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 제어부(160)는 상기 센서(131)로부터 신호를 전달받아 상기 좌우이송부(141)의 위치를 제어함으로써 상기 홀더(130)의 좌우방향 위치를 제어하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작상태를 살펴보면, 먼저 사용자는 시편의 성질에 따른 설정 값을 제어부(160)에 입력한다. 상기 제어부(160)는 좌우이송모터(143)를 회전시켜 좌우이송부(141)를 이송시켜 상기 홀더(130)가 가장 거친 면을 가지는 연마패드(120) 상에 위치하도록 한다. 이때, 상기 좌우이송모터(143)의 회전력은 피니언기어(144)로 전달되고, 상기 피니언기어(144)는 상기 좌우이송레일(142)에 구비된 랙기어(145)와 치합되어, 상기 좌우이송부(141)가 좌우이송레일(142)을 따라 이송되게 된다.

상기 홀더(130)가 연마패드(120) 상에 위치하게 되면 상기 전후이송모터(152)가 구동되어 크랭크암(153)이 회전되게 되고 크랭크암(153)과 힌지결합되며 좌우이송레일(142)과 힌지결합된 커넥팅로드(154)가 왕복운동을 하게 되어 상기 좌우이송레일(142)을 전후로 이송되게 됨으로써 좌우이송수단(140)을 전후로 이송되게 된다.

연마패드(120)의 적정한 위치로 이동된 홀더(130)는 회전모터의 회전력을 전달받아 회전하게 되고, 이때 제어부(160)는 회전속도와 회전시간, 연마패드(120)에 부가되는 홀더(130)의 가압력 및 세정액의 분사 유무를 자동으로 제어하게 된다. 설정된 시간 동안 연마가 이루어지면, 제어부(160)는 회전모터의 구동을 멈추고 홀더(130)에 부여한 가압력을 회수한 후에 다시 좌우이송모터(143)를 회전시켜 상기 홀더(130)를 다음 연마패드(120) 상으로 이동시킨다. 이러한 단계를 반복하여 마지막 단계인 가장 미세한 입자를 가지는 연마패드(120)까지 연마되게 되면 연마가 완료되게 된다.

본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동연마기를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 좌우이송수단의 동력전달과정을 대략적으로 나타낸 사시도, 그리고,

도 3은 도 1의 전후이송수단의 동력전달과정을 대략적으로 나타낸 사시도이다.

<본 발명의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 연마기 본체 110: 연마플레이트

120: 연마패드 130: 홀더

131: 센서 140: 좌우이송수단

141: 좌우이송부 141a: 분사노즐

142: 좌우이송레일 142a: 홈

143: 좌우이송모터 144: 피니언기어

145: 랙기어 146: 지지부

150: 전후이송수단 151: 전후이송레일

152: 전후이송모터 153: 크랭크암

154: 커넥팅로드 160: 제어부

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 연마기 본체(100);

   상기 연마기 본체(100) 상부에 일직선으로 인접하여 배치된 다수개의 연마플레이트(110);

   상기 연마플레이트(110)의 상부에 각각 고정되는 다수개의 연마패드(120);

   상기 연마플레이트(110) 상부에 설치되며 하나 이상의 시편을 고정하는 홀더(130);

   상기 홀더(130)를 각각의 연마패드(120) 상에 좌측 또는 우측으로 순차적으로 이동시키며, 상기 연마플레이트(110)의 상부에 이격되어 설치되며 상기 홀더(130)가 고정되어 이송되는 좌우이송부(141)와, 상기 좌우이송부(141)가 결합되는 좌우이송레일(142)과, 상기 좌우이송부(141)에 고정되는 좌우이송모터(143)와 상기 좌우이송모터(143)의 회전력을 전달받는 피니언기어(144) 및 상기 좌우이송레일(142)에 구비되며 상기 피니언기어(144)와 치합되어 상기 좌우이송레일(142)을 따라 상기 좌우이송부(141)를 상기 연마패드(120) 상에 순차적으로 이동시키는 랙기어(145)를 포함하여 이루어지는 좌우이송수단(140);

   시편을 연마하기 위해 상기 시편이 상기 연마패드(120)와 접촉된 상태에서 상기 홀더(130)를 소정속도로 이송시키되, 상기 좌우이송수단(140)의 이송방향과 수직되게 상기 홀더(130)를 전후로 이동시키는 전후이송수단(150);

   상기 시편이 연마되도록 상기 홀더(130)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 회전모터; 및

   상기 전후이송수단(150)과 좌우이송수단(140) 및 회전모터를 제어하는 제어부(160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동연마기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 좌우이송수단(140)은 상기 좌우이송레일(142)의 좌우를 지지하는 지지부(146)가 구비되고,

   상기 전후이송수단(150)은, 상기 좌우이송레일(142)의 이송방향과 직교방향 으로 최외측에 위치한 상기 연마플레이트(110)의 외측에 설치되고 상기 지지부(146)가 결합되어 상기 좌우이송수단(140)을 전후로 슬라이딩되도록 하는 전후이송레일(151)과,

   상기 연마기 본체(100)에 고정되는 전후이송모터(152)와,

   상기 전후이송모터(152)에 의해 회전되는 크랭크암(153) 및

   상기 크랭크암(153)과 상기 좌우이송수단(140)의 좌우이송레일(142)과 각각 힌지결합되며 상기 크랭크암(153)의 회전에 의해 왕복운동으로 전환하여 상기 전후이송레일(151)을 따라 상기 좌우이송수단(140)을 전후로 왕복이동시키는 커넥팅로드(154)

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동연마기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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