KR102326725B1 - 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사경이나 렌즈 및 프리즘과 같은 광학계를 자동으로 연마하는 장치에 관한 것으로, 상기 광학계를 수용하는 크기를 가지고, 상기 광학계를 설정 방향으로 이동 가능하게 지지하는 본체(10); 상기 본체(10)의 상단에 광학계와 마주보게 장착되고, 상기 광학계를 포용하는 크기를 가진 하우징(20); 상기 하우징(20)의 하단에 노출되게 장착되고, 상기 광학계를 연마하는 툴이 연결되는 스핀들(30); 상기 하우징(20)의 하단 중심에 회전 가능하게 장착되고, 상기 스핀들(30)을 자전 및 편심이동 가능하게 잡아주는 편심홀더(40); 상기 하우징(20)의 상단 중심과 후방에 각각 이격 장착되고, 상기 스핀들(30)의 자전동력과 공전동력을 각각 부가하는 자전/공전모터(50)(55); 상기 하우징(20)의 내부에 장착되고, 상기 자전/공전모터(55)(55)와 편심홀더(40)에 연결되어 자전과 공전동력을 스핀들(30)로 동시 전달하는 벨트방식 연마미션(60); 상기 편심홀더(40)의 하단에 장착되고, 상기 스핀들(30)의 편심거리를 조절하는 조절수단; 상기 편심홀더(40)의 하단에 장착되고, 상기 스핀들(30)의 편심이동을 단속하는 제동수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 자전모터와 구동모터의 동력을 스핀들로 전달하는 연마미션(mission)을 벨트방식으로 개선하여 기존에 복잡한 유성기어방식에 비해 부품수가 적어 중량과 부피를 감소할 수 있음은 물론 작동소음과 진동을 최소화하여 기계적 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치{Belt type optical system polishing device that combines eccentricity control and braking function}

본 발명은 반사경이나 렌즈 및 프리즘과 같은 광학계를 자동으로 연마하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전모터와 구동모터의 동력을 스핀들로 전달하는 연마미션(mission)을 벨트방식으로 개선하여 기존에 복잡한 유성기어방식에 비해 부품수가 적어 중량과 부피를 감소할 수 있음은 물론 작동소음과 진동을 최소화하여 기계적 결함 및 진동에 의한 광학계 가공오류현상을 방지할 수 있는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치에 관한 것이다.

최근 천문관측분야와 군사적 목적의 위성 산업에서 정밀 대형 광학계의 수요가 늘고 있다. 광학계는 반사경의 직경이 커질수록 우수한 집광력과 분해능을 얻을 수 있기 때문에 대형 광학계의 가공 기술의 필요성이 대두되고 있다.

기존의 대형 반사경 제작 공정 중에서 가장 중요한 연마나 가공공정은 숙련공의 수작업으로 이루어졌기에 오랜 시간이 걸린다는 것과 대량 생산이 어렵다는 단점이 있었다. 이러한 수작업 연마의 한계를 극복하기 위해 컴퓨터 제어를 통해 연마공정을 자동화하는 기술이 발전하게 되었다.

즉, 대한민국 등록특허공보 제10-1913496호에 개시된 바와 같이 다양한 형태의 광학계 연마 면을 가공하기 위해 자전운동과 공전운동이 동시에 가능한 구조의 장치를 제안한 바 있다.

그러나 제안된 연마장치는 자전운동과 공전운동을 스핀들로 전달하는 트랜스미션구조가 복잡한 유성기어방식을 채택함에 따라 부품수가 비교적 많아 중량과 부피가 커지게 되어 결국 제작비용이 가중되는 문제가 있다.

또한, 복수의 기어들이 서로 맞물려진 구조로 이루어짐에 따라 작동소음과 진동이 상당 발생함은 물론 기계적 결함 발생률이 높고, 발생진동이 광학면 가공시 가공 오차를 발생시킴으로 잦은 유지보수가 필요하게 되는 문제가 있다.

그리고 제안된 연마장치는 스핀들의 편심거리를 가변시키기 위해서는 연마작업 이전에 미리 편심조절하우징을 수작업으로 조절해야 함은 물론 연마작업 중에는 조절이 불가능함에 따라 결과적으로 연마에 소요되는 작업시간이 증가되는 문제가 있다.

더불어 제안된 연마장치는 광학계와의 마찰이나 간섭으로 인해 스핀들로 강한외력이 전달되면, 스핀들이 외력의 전달방향으로 편심이동하게 됨에 따라 광학계의 연마오차율이 높아져 불량을 초래하게 되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1913496호 (발명의 명칭: 광학계 연마 자동화 공정을 위한 연마툴 장치 및 그 작동방법)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 자전모터와 구동모터의 동력을 스핀들로 전달하는 연마미션을 벨트방식으로 개선하여 기존에 복잡한 유성기어방식에 비해 부품수가 적어 중량과 부피를 감소할 수 있음은 물론 작동소음과 진동을 최소화하여 기계적 결함을 방지할 수 있는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스핀들의 편심거리를 가변시키는 조절수단을 자동으로 작동되게 구현하여 연마작업 중에도 스핀들의 공전위치를 실시간 조절할 수 있음에 따라 연마시간을 단축할 수 있는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스핀들의 편심이동을 자동으로 단속하는 제동수단을 갖춤으로써, 연마작업 중 광학계와의 마찰이나 간섭으로 인해 스핀들로 강한외력이 전달되더라도 스핀들을 설정 편심위치에 안정적으로 고정해줌에 따라 전반적인 연마정밀도를 향상할 수 있는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명은 반사경이나 렌즈 및 프리즘과 같은 광학계를 자동으로 연마하는 장치에 관한 것으로, 상기 광학계를 수용하는 크기를 가지고, 상기 광학계를 설정 방향으로 이동 가능하게 지지하는 본체; 상기 본체의 상단에 광학계와 마주보게 장착되고, 상기 광학계를 포용하는 크기를 가진 하우징; 상기 하우징의 하단에 노출되게 장착되고, 상기 광학계를 연마하는 툴이 연결되는 스핀들; 상기 하우징의 하단 중심에 회전 가능하게 장착되고, 상기 스핀들을 자전 및 편심이동 가능하게 잡아주는 편심홀더; 상기 하우징의 상단 중심과 후방에 각각 이격 장착되고, 상기 스핀들의 자전동력과 공전동력을 각각 부가하는 자전/공전모터; 상기 하우징의 내부에 장착되고, 상기 자전/공전모터와 편심홀더에 연결되어 자전과 공전동력을 스핀들로 동시 전달하는 벨트방식 연마미션; 상기 편심홀더의 하단에 장착되고, 상기 스핀들의 편심거리를 조절하는 조절수단; 상기 편심홀더의 하단에 장착되고, 상기 스핀들의 편심이동을 단속하는 제동수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 본체는, 상기 광학계를 수용하는 크기를 가지고, 바닥으로부터 이동 가능하게 설치되는 테이블; 상기 테이블의 상단에 장착되고, 상기 광학계를 전후로 이동시키는 Y축 스테이지; 상기 Y축 스테이지의 상단에 장착되고, 상기 광학계를 좌우로 이동시키는 X축 스테이지; 상기 X축 스테이지의 상단에 장착되고, 상기 광학계를 고정되게 지지하는 연마베드; 상기 테이블의 상단 후방에 장착되고, 상기 하우징을 소정 높이로 지지하는 기둥; 상기 기둥의 상단 전면에 장착되고, 상기 하우징을 장착하며 상하로 이동시키는 Z축 스테이지; 상기 기둥의 우측에 배치되고, 설정된 시퀀스에 따라 작동신호를 출력하는 제어패널;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 하우징은, 상기 Z축 스테이지의 전방에 중심이 수직하게 장착되는 원통형 케이스; 상기 케이스의 상단에 장착되고, 상기 자전모터와 공전모터의 출력축이 하부로 관통되게 고정하는 상부플레이트; 상기 케이스의 하단에 장착되고, 상기 편심홀더를 회전 가능하게 지지하는 하부플레이트;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 편심홀더는, 상기 하부플레이트의 중심에 회전 가능하게 개재되고, 상기 연마미션과 연결되는 회전원반; 상기 회전원반의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 스핀들을 자전 가능하게 잡아주는 홀더베어링; 상기 회전원반의 하단에 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 조절수단의 편심이동력과 제동수단의 제동력을 스핀들로 전달하는 홀더브래킷;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 회전원반은, 내측에서 외측으로 수평하게 관통되어 상기 스핀들을 편심 가능하게 삽입 통과시키는 장방형 스핀들슬롯; 상기 스핀들슬롯과 인접하는 양측에 동일한 방향과 길이로 관통되어 상기 홀더베어링과 홀더브래킷을 서로 결합되게 유도하는 장방형 연결슬롯;이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 연마미션은, 상기 상부플레이트의 하단에 자전모터를 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 외면에 공전모터의 출력축과 맞물리는 원반형 로터기어; 상기 로터기어의 하부 중심에 위치되고, 상기 로터기어의 하부로 돌출된 자전모터의 출력축에 장착되는 구동풀리; 상기 로터기어의 하부 외측에 장착되고, 상기 로터기어의 회전에 따라 구동풀리를 중심으로 공전하는 종동풀리; 상기 구동풀리와 종동풀리에 연결되어 설정 방향으로 회전하는 타이밍벨트; 상기 스핀들의 상단에 삽입 장착되고, 상기 타이밍벨트에 사이에 삽입 개재되어 조절수단에 의해 로터기어의 내/외측으로 편심 이동하며 자전하는 스핀들풀리;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 조절수단은, 상기 홀더브래킷의 일측에 고정 장착되고, 상기 회전원반의 저면과 맞물려 스핀들의 편심이동력을 부가하는 조절모터;로 구성되고, 상기 제동수단은, 상기 홀더브래킷의 타측에 고정 장착되고, 상기 회전원반의 저면과 맞물려 스핀들의 편심이동을 단속하는 제동액추에이터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 제동액추에이터는, 상기 회전원반의 저면을 자력으로 흡착하는 제동전자석; 또는 공압이나 스크루모터로 압박하는 제동실린더;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 제동실린더는, 상기 회전원반의 저면과 선택적으로 밀착 압박되는 피스톤의 상단에 부착되어 마찰을 증대시키는 연질의 고무패드 또는 피스톤의 상단에 널링 처리되어 마찰을 증대시키는 톱니;가 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 회전원반은, 상기 일측 연결슬롯과 인접하는 위치에 동일한 방향과 길이로 관통 또는 함몰되어 조절모터의 피니언과 맞물려 편심이동을 유도하는 래크; 상기 타측 연결슬롯과 인접하는 위치에 동일한 방향과 길이로 돌출 또는 함몰되어 제동실린더의 피스톤과 맞물림을 유도하는 요철;이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명은 자전모터와 구동모터의 동력을 스핀들로 전달하는 연마미션을 벨트방식으로 개선하여 기존에 복잡한 유성기어방식에 비해 부품수가 적어 중량과 부피를 감소할 수 있음은 물론 작동소음과 진동을 최소화하여 기계적 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 스핀들의 편심거리를 가변시키는 조절수단을 자동으로 작동되게 구현하여 연마작업 중에도 스핀들의 공전위치를 실시간 조절할 수 있음에 따라 연마시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 스핀들의 편심이동을 자동으로 단속하는 제동수단을 갖춤으로써, 연마작업 중 광학계와의 마찰이나 간섭으로 인해 스핀들로 강한외력이 전달되더라도 스핀들을 설정 편심위치에 안정적으로 고정해줌에 따라 전반적인 연마정밀도를 향상할 수 있는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 연마장치를 전체적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연마장치를 전체적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연마장치의 주요부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연마장치의 주요부를 분리하여 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 연마장치의 주요부를 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 연마장치의 스핀들이 편심이동을 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 연마장치의 제동수단을 나타내는 구성도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명은 반사경이나 렌즈 및 프리즘과 같은 광학계를 자동으로 연마하는 장치에 관련되며, 도 1 및 도 2처럼 본체(10), 하우징(20), 스핀들(30), 편심홀더(40), 자전모터(50)와 공전모터(55), 연마미션(60), 조절수단, 제동수단을 주요 구성으로 하는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치이다.

먼저, 본 발명에 따른 본체(10)는 도 1 및 도 2처럼 적어도 광학계를 수용하는 크기를 가지고, 광학계를 설정 방향으로 이동 가능하게 지지하는 프레임이다.

이러한 본체(10)는 테이블(11), Y축 스테이지(12), X축 스테이지(13), 연마베드(14), 기둥(15), Z축 스테이지(16), 제어패널(17)로 구성된다.

테이블(11)은 광학계를 수용하는 크기를 가지는 상자형 프레임으로, 내부에는 전장품이 설치되게 개폐 가능한 수납공간이 형성된다.

이러한 테이블(11)은 하단에 바닥으로부터 고정 및 이동을 유도하는 복수개의 다리가 장착된다.

Y축 스테이지(12)는 테이블(11)의 상단에 장착되고, 신호에 따라 광학계를 전후로 이동시킨다.

X축 스테이지(13)는 Y축 스테이지(12)의 상단에 장착되고, 신호에 따라 광학계를 좌우로 이동시킨다.

연마베드(14)는 X축 스테이지(13)의 상단에 장착되고, 연마대상 광학계를 고정되게 지지한다.

기둥(15)은 테이블(11)의 상단 후방에 고정 장착되고, 하우징(20)을 소정 높이에 장착되게 지지한다.

Z축 스테이지(16)는 기둥(15)의 상단 전면에 장착되고, 하우징(20)을 장착하며 상하로 이동시킨다.

제어패널(17)은 기둥(15)의 우측에 배치되고, 설정된 시퀀스에 따라 작동신호를 출력한다.

여기서 제어패널(17)에는 원거리에서 원격 조정 및 모니터링이 가능하게 유무선 통신모듈이 구성된다.

따라서 작업자는 다른 장소에 설치된 컴퓨터나 휴대용 단말기로 작업조건을 설정하거나 작업 상황을 확인할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 하우징(20)은 광학계를 포용하는 크기를 가지고, 도 1 및 도 2처럼 Z축 스테이지(16)의 전면으로 광학계와 마주보게 장착된다.

이러한 하우징(20)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(21)와 상부플레이트(22) 및 하부플레이트(23)로 구성된다.

케이스(21)는 광학계를 포용하는 직경의 원통형으로 형성되고, 후방에는 Z축 스테이지(16)에 장착되게 각형의 장착보스가 돌출 형성된다.

상부플레이트(22)는 케이스(21)의 상단에 고정 장착되고, 자전모터(50)와 공전모터(55)의 출력축이 각각 하부로 관통되게 고정해준다.

하부플레이트(23)는 케이스(21)의 하단에 장착되고, 편심홀더(40)를 회전 가능하게 지지하며 상부플레이트(22)와 함께 내부를 밀폐해준다.

이어서 본 발명에 따른 스핀들(30)은 도 1 및 도 2처럼 하우징(20)의 하단에 노출되게 장착되고, 광학계를 연마하는 툴이 연결된다.

즉, 스핀들(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 편심홀더(40)에 자전 및 편심이동이 가능하게 장착된다.

이러한 스핀들(30)의 작동에 관해서는 후술하는 연마미션(60)과 함께 설명토록 하겠다.

이어서 본 발명에 따른 편심홀더(40)는 도 3처럼 하우징(20)의 하단 중심에 회전 가능하게 장착되고, 스핀들(30)을 자전 및 편심이동 가능하게 잡아준다.

이러한 편심홀더(40)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 회전원반(41)과 홀더베어링(42) 및 홀더브래킷(43)으로 구성된다.

회전원반(41)은 하부플레이트(23)의 중심에 회전 가능하게 개재되고, 후술하는 연마미션(60)의 로터기어(61)와 연결된다.

즉, 회전원반(41)은 로터기어(61)와 동심하는 위치에서 동일하게 회전하게 된다.

여기서 회전원반(41)에는 내측에서 외측으로 수평하게 관통되는 장방형의 스핀들슬롯(41a)이 형성된다.

그리고 스핀들슬롯(41a)과 인접하는 양측에는 스핀들슬롯(41a)과 동일한 방향과 길이로 관통되는 장방형의 연결슬롯(41b)이 형성된다.

즉, 스핀들슬롯(41a)은 스핀들(30)을 내/외측으로 편심이동이 가능하게 삽입 통과시켜준다.

그리고 연결슬롯(41b)은 홀더베어링(42)과 홀더브래킷(43)을 볼트로 결합되게 유도하면서 스핀들(30)이 편심이동을 안내한다.

홀더베어링(42)은 회전원반(41)의 상단에 내/외측으로 슬라이드 이동가능하게 장착되고, 스핀들(30)을 자전 가능하게 잡아준다.

홀더브래킷(43)은 회전원반(41)의 하단에 내/외측으로 슬라이드 이동가능하게 장착되고, 중앙으로 스핀들(30)이 통과시키며 자전가능하게 구속한다.

이러한 홀더브래킷(43)은 홀더베어링(42)과 볼트로 결합되고, 하단에는 조절수단과 제동수단이 장착된다.

즉, 홀더브래킷(43)은 조절수단의 편심이동력과 제동수단의 제동력을 스핀들(30)로 전달한다.

이어서 본 발명에 따른 자전모터(50)와 공전모터(55)는 도 1 내지 도 4처럼 하우징(20)의 상단 중심과 후방에 각각 이격 장착된다.

즉, 자전모터(50)는 도 6에 도시된 바와 같이 상부플레이트(22)의 상단 중심에 장착되어 출력축이 로터기어(61)의 중심 하단으로 돌출된다.

그리고 공전모터(55)는 상부플레이트(22)의 후방에 장착되어 출력축이 로터기어(61)의 외면과 인접하는 위치로 돌출된다.

이러한 자전모터(50)와 공전모터(55)는 스핀들(30)의 자전동력과 공전동력을 각각 부가한다.

여기서 연마미션(60)의 구조로 인해 공전모터(55)만으로도 스핀들(30)의 자전동력과 공전동력을 동시에 부가할 수 있다.

그러나 다양한 연마형상을 구현하기 위해서는 스핀들의 자전속도와 공전속도를 각기 다르게 제어해줘야 하므로 자전모터(50)와 공전모터(55)를 복합 구성하는 것이 바람직하다.

이어서 본 발명에 따른 연마미션(60)은 도 4처럼 하우징(20)의 내부에 장착되고, 자전/공전모터(55)(55)와 편심홀더(40)에 연결되어 자전과 공전동력을 스핀들(30)로 동시 전달한다.

이러한 연마미션(60)은 도 6에 도시된 바와 같이 로터기어(61), 구동풀리(62), 종동풀리(63), 타이밍벨트(64), 스핀들풀리(65)로 구성된다.

로터기어(61)는 상부플레이트(22)의 하단에 공전모터(55)의 동력을 부여받아 자전모터(50)를 중심으로 회전 가능하게 장착된다.

이러한 로터기어(61)는 링처럼 중앙이 관통된 원반형으로 형성되고, 외면에는 공전모터(55)의 출력축에 장착된 평기어(61a)와 맞물리는 치차가 형성된다.

구동풀리(62)는 로터기어(61)의 하부 중심에 위치되고, 로터기어(61)의 하부로 돌출된 자전모터(50)의 출력축에 장착된다.

종동풀리(63)는 로터기어(61)의 하부 외측에 장착되고, 로터기어(61)의 회전에 따라 구동풀리(62)를 중심으로 공전한다.

타이밍벨트(64)는 구동풀리(62)와 종동풀리(63)에 연결되어 자전모터(50)에 의해 설정 방향으로 회전한다.

스핀들풀리(65)는 스핀들(30)의 상단에 삽입 장착된 상태로 타이밍벨트(64)에 사이에 삽입 개재된다.

따라서 스핀들풀리(65)와 스핀들(30)은 구동풀리(62)와 종동풀리(63) 사이에서 자전하는 가운데 구동풀리(62)와 종동풀리(63)를 향해 내/외측으로 이동이 가능하다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 자전모터(50)에 의해 구동풀리(62)와 종동풀리(63)가 회전하면, 스핀들(30)은 홀더베어링(42)과 홀더브래킷(43)에 구속된 상태로 자전하게 된다.

이 상태에서 공전모터(50)에 의해 로터기어(61)와 회전원반(41)이 회전하면, 홀더베어링(42)과 홀더브래킷(43) 및 스핀들(30)이 공전하게 된다.

여기서 조절수단에 의해 스핀들(30)이 구동풀리(62)와 가까워질수록 공전 즉, 편심거리가 짧아지고, 도 8에 도시된 바와 같이 구동풀리(62)와 멀어질수록 편심거리는 길어지게 된다.

이어서 본 발명에 따른 조절수단은 도 3 및 도 4처럼 편심홀더(40)의 하단에 장착되어 스핀들(30)의 편심거리를 조절해준다.

이러한 조절수단은 도 5에 도시된 바와 같이 홀더브래킷(43)의 일측에 고정 장착되는 조절모터(70)로 구성된다.

즉, 조절모터(70)는 회전원반(41)의 저면과 맞물려 스핀들(30)의 편심이동력을 부가한다.

예컨대 조절모터(70)가 좌회전하면, 회전원반(41)의 중심인 내측을 향한 이동력이 발생되고, 반대로 우회전하면, 회전원반(41)의 외측을 향한 이동력이 발생된다.

이렇게 발생된 이동력은 홀더브래킷(43)과 홀더베어링(42)으로 전달되어 도 7 및 도 8처럼 스핀들(30)의 편심거리가 조절된다.

이때, 조절모터(70)의 출력축에는 회전원반(41)의 저면과 압착되게 맞물리는 고무재질의 롤러가 장착될 수 있고, 치차가 형성된 피니언이 장착될 수 있다.

여기서 조절모터(70)의 출력축에 피니언이 장착될 경우에는 도 12에 도시된 바와 같이 회전원반(41)의 저면에 래크(41c)가 형성된다.

이러한 래크(41c)는 일측 연결슬롯(41b)과 인접하는 위치에 동일한 방향과 길이로 관통 또는 함몰된다.

즉, 조절모터(70)의 피니언과 래크(41c)는 고무롤러보다 정확한 동력전달이 가능함에 따라 스핀들(30)의 편심을 정밀하게 조절할 수가 있다.

마지막으로 본 발명에 따른 제동수단은 도 3 및 도 4처럼 편심홀더(40)의 하단에 장착되고, 스핀들(30)의 편심이동을 단속한다.

이러한 제동수단은 도 5에 도시된 바와 같이 홀더브래킷(43)의 타측으로 회전원반(41)의 저면과 맞물리게 장착되는 제동액추에이터(80)로 구성된다.

여기서 제동액추에이터(80)는 회전원반(41)의 저면을 자력으로 흡착하는 제동전자석(81)이나 공압이나 스크루모터로 압박하는 제동실린더(82)로 구성할 수 있다.

제동전자석(81)은 도 9처럼 조절모터(70)로 인해 스핀들(30)이 편심 이동할 때에는 비자성체가 되고, 편심이동이 완료되면 자성체가 되어 스핀들(30)을 설정위치에 고정한다.

제동실린더(82)는 도 10처럼 조절모터(70)로 인해 스핀들(30)이 편심 이동할 때에는 피스톤이 하강상태를 유지하고, 편심이동이 완료되면 피스톤이 상승하여 스핀들(30)을 설정위치에 고정한다.

이때, 제동실린더(82)는 도 10에 도시된 바와 같이 피스톤의 상단에 마찰을 증대시키도록 연질의 고무패드(82a)가 부착될 수 있다.

또한, 제동실린더(82)는 도 11에 도시된 바와 같이 피스톤의 상단에 널링 처리되어 마찰을 증대시키는 톱니(82b)를 형성할 수 있다.

여기서 피스톤에 톱니(82b)를 형성할 경우에는 도 12처럼 회전원반(41)의 저면에 요철(41d)을 형성하는 것이 좋다.

즉, 요철(41d)은 연결슬롯(41b)과 인접하는 위치에 동일한 방향과 길이로 돌출 또는 함몰되어 제동실린더(82)의 피스톤과 맞물림을 유도한다.

여기서 요철(41d)은 회전원반(41)의 저면에 일체로 형성될 수 있고, 요철(41d)이 형성된 판재가 부착될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 본체
11: 테이블
12: Y축 스테이지
13: X축 스테이지
14: 연마베드
15: 기둥
16: Z축 스테이지
20: 하우징
21: 케이스
22: 상부플레이트
23: 하부플레이트
30: 스핀들
40: 편심홀더
41: 회전원반
41a: 스핀들슬롯
41b: 연결슬롯
41c: 래크
41d: 요철
42: 홀더베이링
43: 홀더브래킷
50: 자전모터
55: 공전모터
60: 연마미션
61: 로터기어
61a: 평기어
62: 구동풀리
63: 종동풀리
64: 타이밍벨트
65: 스핀들풀리
70: 조절모터
80: 제동액추에이터
81: 제동전자석
82: 제동실린더
82a: 고무패드
82b: 톱니

Claims (7)

1. 반사경이나 렌즈 및 프리즘과 같은 광학계를 자동으로 연마하는 장치에 있어서,
   상기 광학계를 수용하는 크기를 가지고, 상기 광학계를 설정 방향으로 이동 가능하게 지지하는 본체(10);
   상기 본체(10)의 상단에 광학계와 마주보게 장착되고, 상기 광학계를 포용하는 크기를 가진 하우징(20);
   상기 하우징(20)의 하단에 노출되게 장착되고, 상기 광학계를 연마하는 툴이 연결되는 스핀들(30);
   상기 하우징(20)의 하단 중심에 회전 가능하게 장착되고, 상기 스핀들(30)을 자전 및 편심이동 가능하게 잡아주는 편심홀더(40);
   상기 하우징(20)의 상단 중심과 후방에 각각 이격 장착되고, 상기 스핀들(30)의 자전동력과 공전동력을 각각 부가하는 자전/공전모터(50)(55);
   상기 하우징(20)의 내부에 장착되고, 상기 자전/공전모터(50)(55)와 편심홀더(40)에 연결되어 자전과 공전동력을 스핀들(30)로 동시 전달하는 벨트방식 연마미션(60);
   상기 편심홀더(40)의 하단에 장착되고, 상기 스핀들(30)의 편심거리를 조절하는 조절수단;
   상기 편심홀더(40)의 하단에 장착되고, 상기 스핀들(30)의 편심이동을 단속하는 제동수단;을 포함하여,
   상기 본체(10)는,
   상기 광학계를 수용하는 크기를 가지고, 바닥으로부터 이동 가능하게 설치되는 테이블(11);
   상기 테이블(11)의 상단에 장착되고, 상기 광학계를 전후로 이동시키는 Y축 스테이지(12);
   상기 Y축 스테이지(12)의 상단에 장착되고, 상기 광학계를 좌우로 이동시키는 X축 스테이지(13);
   상기 X축 스테이지(13)의 상단에 장착되고, 상기 광학계를 고정되게 지지하는 연마베드(14);
   상기 테이블(11)의 상단 후방에 장착되고, 상기 하우징(20)을 소정 높이로 지지하는 기둥(15);
   상기 기둥(15)의 상단 전면에 장착되고, 상기 하우징(20)을 장착하며 상하로 이동시키는 Z축 스테이지(16);
   상기 기둥(15)의 우측에 배치되고, 설정된 시퀀스에 따라 작동신호를 출력하는 제어패널(17);로 구성되며,
   상기 편심홀더(40)는,
   하부플레이트(23)의 중심에 회전 가능하게 개재되고, 상기 연마미션(60)과 연결되는 회전원반(41);
   상기 회전원반(41)의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 스핀들(30)을 자전 가능하게 잡아주는 홀더베어링(42);
   상기 회전원반(41)의 하단에 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 조절수단의 편심이동력과 제동수단의 제동력을 스핀들(30)로 전달하는 홀더브래킷(43);
   으로 구성된 것을 특징으로 하는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징(20)은,
   상기 Z축 스테이지(16)의 전방에 중심이 수직하게 장착되는 원통형 케이스(21);
   상기 케이스(21)의 상단에 장착되고, 상기 자전모터(50)와 공전모터(55)의 출력축이 하부로 관통되게 고정하는 상부플레이트(22);
   상기 케이스(21)의 하단에 장착되고, 상기 편심홀더(40)를 회전 가능하게 지지하는 하부플레이트(23);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전원반(41)은,
   내측에서 외측으로 수평하게 관통되어 상기 스핀들(30)을 편심 가능하게 삽입 통과시키는 장방형 스핀들슬롯(41a);
   상기 스핀들슬롯(41a)과 인접하는 양측에 동일한 방향과 길이로 관통되어 상기 홀더베어링(42)과 홀더브래킷(43)을 서로 결합되게 유도하는 장방형 연결슬롯(41b);
   이 형성된 것을 특징으로 하는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 연마미션(60)은,
   상기 상부플레이트(22)의 하단에 자전모터(50)를 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 외면에 공전모터(55)의 출력축과 맞물리는 원반형 로터기어(61);
   상기 로터기어(61)의 하부 중심에 위치되고, 상기 로터기어(61)의 하부로 돌출된 자전모터(50)의 출력축에 장착되는 구동풀리(62);
   상기 로터기어(61)의 하부 외측에 장착되고, 상기 로터기어(61)의 회전에 따라 구동풀리(62)를 중심으로 공전하는 종동풀리(63);
   상기 구동풀리(62)와 종동풀리(63)에 연결되어 설정 방향으로 회전하는 타이밍벨트(64);
   상기 스핀들(30)의 상단에 삽입 장착되고, 상기 타이밍벨트(64)에 사이에 삽입 개재되어 조절수단에 의해 로터기어(61)의 내/외측으로 편심 이동하며 자전하는 스핀들풀리(65);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 조절수단은,
   상기 홀더브래킷(43)의 일측에 고정 장착되고, 상기 회전원반(41)의 저면과 맞물려 스핀들(30)의 편심이동력을 부가하는 조절모터(70);로 구성되고,
   상기 제동수단은,
   상기 홀더브래킷(43)의 타측에 고정 장착되고, 상기 회전원반(41)의 저면과 맞물려 스핀들(30)의 편심이동을 단속하는 제동액추에이터(80);로 구성되고,
   상기 제동액추에이터(80)는,
   상기 회전원반(41)의 저면을 자력으로 흡착하는 제동전자석(81); 또는 공압이나 스크루모터로 압박하는 제동실린더(82);이며,
   상기 제동실린더(82)는,
   상기 회전원반(41)의 저면과 선택적으로 밀착 압박되는 피스톤의 상단에 부착되어 마찰을 증대시키는 연질의 고무패드(82a) 또는 피스톤의 상단에 널링 처리되어 마찰을 증대시키는 톱니(82b);
   가 구성된 것을 특징으로 하는 편심조절과 제동기능을 겸비하는 벨트방식 광학계 연마장치.
   
   

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