KR200208032Y1 - 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 리니어 모션 가이드(LM guide)가 설치된 초정밀 연마기 (Micro superfinishing) 에 관한 것으로, 초정밀 연마기의 요동헤드의 아래부분에 리니어 모션가이드가 고정되게 설치되어, 리니어 모션가이드가 요동헤드를 지지하도록 하여 요동헤드를 오랜시간동안 사용함으로 인하여 요동헤드가 기울어지는 것을 방지할 수 있는 리니어모션 가이드가 설치된 초정밀 연마기 (Micro Superfinishing) 에 관한 것이다.

본 고안에 따른 초정밀 연마기는, 초정밀 연마기 몸체; 상기 몸체의 일측면에 설치되고 공급축 및 수납축; 상기 공급축을 구동시키는 공급축 구동모터; 상기 공급축과 상기 수납축에 끼워져서 설치되고, 연마필름이 장착되는 공급스풀 및 수납스풀; 상기 공급스풀 및 수납스풀의 전방에 설치되고, 상기 공급스풀 및 상기 수납스풀이 상기 구동모터에 의해 구동되는 경우, 좌우 운동을 하는 요동헤드; 상기 요동헤드가 좌우 운동을 할 수 있도록 구동시키는 요동헤드 구동모터; 및 상기 요동헤드 밑에 설치되고 상기 요동헤드를 지지하는 상기 초정밀 연마기 몸체에 고정되게 설치된 요동헤드 지지부; 및 요동헤드의 맨 외측에 상기 요동헤드 지지부에 고정되게 설치되는 고정가이드판 (55)를 포함하고,

상기 요동헤드는, 상기 초정밀 연마기 몸체쪽에 위치하는 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45); 상기 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45) 의 반대쪽에 위치하는 제 2 요동헤드 측면 가이드판 (50); 상기 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45) 및 상기 제 2 요동헤드 측면 가이드판 (50) 의 사이에 설치되는 복수개의 안내로울러들 (73), 상기 안내로울러 (73) 의 전방 중간에 압반 고정대 (75) 에 의해 지지되도록 설치된 압반 (70); 상기 압반 (70) 을 지지하는 압반고정대 (75) 와 연결되고, 상기 요동헤드의 압반 (70) 이 설치된 위치의 반대편에 고정되는 실린더 (60); 및 상기 요동헤드를 상기 몸체에 매달리게 지지하는 요동헤드 지지봉 (80) 을 포함하고,

상기 요동헤드지지부는, 연마필름이 지나갈 수 있도록 외측으로 갈수록 두께가 얇아지는 모양을 갖는 복수개의 기저대들 (20); 상기 기저대들 (20) 에 의해 지지되도록 설치된 리니어 모션 기저판 (25); 상기 리니어 모션 기저판 (25) 위에 고정되게 설치되는 레일 (35); 상기 레일을 따라 움직일 수 있는 복수개의 리니어 모션블록들 (30); 및 상기 리니어 모션 블록들 (30) 이 고정되게 설치된 슬라이드판 (40) 을 포함하고, 상기 슬라이드판 (40) 은 상기 요동헤드에 고정되게 설치되고, 상기 슬라이판 (40) 에 고정된 상기 요동헤드가 상기 레일 (35) 을 따라 요동운동을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기{Micro Superfinishing with Linear Motion Guide}

본 고안은 리니어 모션 가이드(LM guide)가 설치된 초정밀 연마기 (Micro superfinishing) 에 관한 것으로, 초정밀 연마기의 요동헤드의 아래부분에 리니어 모션가이드가 고정되게 설치되어, 리니어 모션가이드가 요동헤드를 지지하도록 하여 요동헤드를 오랜시간동안 사용함으로 인하여 요동헤드가 기울어지는 것을 방지할 수 있는 리니어모션 가이드가 설치된 초정밀 연마기 (Micro Superfinishing) 에 관한 것이다.

초정밀 연마기는 일반적으로 연마필름 기재의 연마재를 연속적으로 이송시킴으로써 가공하고자 하는 롤 전면에 걸쳐 예상할 수 있는 균일한 표면을 얻도록 하는 장치이다. 일반적으로 작업자가 롤과 같은 품목을 가공할 때 초정밀 연마기를 선반에 설치한 후 사용하게 된다.

도 1 은 종래의 초정밀 연마기의 외관사시도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 초정밀 연마기는 초정밀 연마기 본체 (1), 초정밀 연마기의 한 측면에 설치된 연마용 필름이 설치되어 공급되고 수납되는, 공급축 및 수납축 (2, 3) 에 결합되도록 구성된 공급스풀 (spool) 및 수납스풀 (4, 5), 공급스플로부터의 연마용 필름을 지지되게 하는 상부로울러 (6) 및 하부로울러 (7), 연마 가공하고자 하는 가공물이 가공되게 하는 요동헤드 (8) 로 구성되어 있고, 이들 구성요소들중에서 특히 요동헤드 (8) 는 연마용 필름을 가공물에 대해 눌러주는 역할을 하는 압반 (9), 압반 (9) 을 고정시키는 압반 고정대 (9'), 안내로울러들 (도시되지 않음), 외측 가이드 및 내측 가이드 (10, 11) 로 구성되어 있다. 요동헤드 (8) 는 초정밀 연마기 본체 (1) 의 측면에 고정된 요동헤드 지지축들 (12) 에 의해 매달려 있는 구조로 되어 있다. 연마필름이 요동헤드 (8) 의 밑으로 끼워져야 하므로 요동헤드 (8) 지면에서 약간 떠있는 구성을 갖는다.

가공물을 초정밀하게 연마하고자 하는 경우, 연마하고자 하는 가공물을 연마필름이 놓여진 (도시되지 않음) 압반 (9) 에 근접시킴으로써 연마한다. 공급스풀 (4) 에 공급된 연마용 필름이 수납스풀 (5) 에 고속으로 감기는 동안, 종래의 초정밀 연마기의 요동헤드 (8) 는 좌우로 요동하는 운동을 하게 된다. 따라서 오랜시간동안 연마공정을 하면 초정밀 연마기의 몸체에 매달려 있는 요동헤드 (8) 가, 밑으로 기울어지는 문제점이 발생한다.

이는 상술한 바와 같이, 연마필름이 압반 (9) 을 지나도록 끼워져야 하기 때문에 요동헤드 (8) 가 지면에서 약간 떠 있어야 하고, 이 요동헤드 (8) 는 초정밀 연마기의 몸체 (1) 에 고정되어 부착된 요동헤드 지지축 (내부는 도시되지 않음) (12) 에 의해 매달린채로 지지되고 이 지지축을 따라 요동운동을 함으로, 요동헤드 (8) 가 오랜시간동안 요동운동을 하면 요동헤드 지지축이 기울어지는 문제점이 발생하고, 이로 인해 연마공정의 연마 정밀도에 있어서 오차가 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같이, 초정밀하게 연마가공하는데 있어서 요동헤드 (8) 의 기울어짐으로 인하여 연마오차가 발생하면 초정밀하게 연마할 수 없어서, 가공물이 최적으로 연마되지 못하여 불량품이 발생하였다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 요동헤드 아래에 리니어모션가이드를 설치하여 초정밀 연마가공시에 요동헤드를 견고하게 지지할 수 있도록 하여, 오랜시간 초정밀 연마기가 사용되더라고 요동헤드가 기울어짐을 방지하여 가공물에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 리니어모션 가이드가 요동헤드를 지지하도록 설치된 초정밀 연마기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기는, 초정밀 연마기 몸체; 상기 몸체의 일측면에 설치되고 공급축 및 수납축; 상기 공급축을 구동시키는 공급축 구동모터; 상기 공급축과 상기 수납축에 끼워져서 설치되고, 연마필름이 장착되는 공급스풀 및 수납스풀; 상기 공급스풀 및 수납스풀의 전방에 설치되고, 상기 공급스풀 및 상기 수납스풀이 상기 구동모터에 의해 구동되는 경우, 좌우 운동을 하는 요동헤드; 상기 요동헤드가 좌우 운동을 할 수 있도록 구동시키는 요동헤드 구동모터; 및 상기 요동헤드 밑에 설치되고 상기 요동헤드를 지지하는 상기 초정밀 연마기 몸체에 고정되게 설치된 요동헤드 지지부; 및 요동헤드의 맨 외측에 상기 요동헤드 지지부에 고정되게 설치되는 고정가이드판 (55)를 포함하고,

상기 요동헤드는, 상기 초정밀 연마기 몸체쪽에 위치하는 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45); 상기 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45) 의 반대쪽에 위치하는 제 2 요동헤드 측면 가이드판 (50); 상기 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45) 및 상기 제 2 요동헤드 측면 가이드판 (50) 의 사이에 설치되는 복수개의 안내로울러들 (73), 상기 안내로울러 (73) 의 전방 중간에 압반 고정대 (75) 에 의해 지지되도록 설치된 압반 (70); 상기 압반 (70) 을 지지하는 압반고정대 (75) 와 연결되고, 상기 요동헤드의 압반 (70) 이 설치된 위치의 반대편에 고정되는 실린더 (60); 및 상기 요동헤드를 상기 몸체에 매달리게 지지하는 요동헤드 지지봉 (80) 을 포함하고,

상기 요동헤드지지부는, 연마필름이 지나갈 수 있도록 외측으로 갈수록 두께가 얇아지는 모양을 갖는 복수개의 기저대들 (20); 상기 기저대들 (20) 에 의해 지지되도록 설치된 리니어 모션 기저판 (25); 상기 리니어 모션 기저판 (25) 위에 고정되게 설치되는 레일 (35); 상기 레일을 따라 움직일 수 있는 복수개의 리니어 모션블록들 (30); 및 상기 리니어 모션 블록들 (30) 이 고정되게 설치된 슬라이드판 (40) 을 포함하고, 상기 슬라이드판 (40) 은 상기 요동헤드에 고정되게 설치되고, 상기 슬라이판 (40) 에 고정된 상기 요동헤드가 상기 레일 (35) 을 따라 요동운동을 하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안의 특징, 장점 등을 상세히 설명한다.

도 1 은 종래의 초정밀 연마기의 외관사시도이다.

도 2 는 본 고안에 따른 리니어모션 가이드가 요동헤드에 설치되는 것을 도시한 초정밀 연마기 요동헤드 일부분의 분해사시도이다.

도 3 은 도 2 의 리니어 모션가이드가 설치된 요동헤드의 나머지 부분들의 결합형태를 도시한 분해사시도이다.

도 4 는 도 3 의 요동헤드가 초정밀 연마기의 몸체에 부착되어 지지되는 모습을 도시한 사시도이다.

도 2 는 본 고안에 따른 리니어모션 가이드가 설치된 초정밀 연마기 요동헤드의 분해사시도이다. 도 2 에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 요동헤드는 맨 아래에 두개의 기저대 (20) 가 놓여지고, 이들 두 개의 기저대 (20) 는 연마필름이 통과할 수 있도록 각각 끝단부분이 얇게 구성되어 있다. 이들 두 개의 기저대들 (20) 위에 리니어 모션 가이드가 고정되게 놓여지는 리니어 모션 가이드 기저판 (25) 이 설치되고, 그 위에 레일 (35) 과 리니어 모션 블록 (30) 으로 구성된 리니어 모션 가이드가 설치된다. 이 리니어 모션 가이드에서 리니어 모션 블록 (30) 은 레일 (35) 위에서 마찰이 거의 없이 운동할 수 있다.

그런 다음, 리니어 모션 가이드 위에는 리니어 모션 블록이 고정되게 설치되는 슬라이드판 (40) 이 놓여지고, 이 슬라이드 판 (40) 은 제 1 측면 가이드판 (50) 과 제 2 측면 가이드판 (45) 에 의해 사이에 고정되도록 설치되고, 요동헤드의 뒤쪽에 실린더 (60) 와 실린더 고정판 (65) 이 설치되고, 이 실린더 (60) 는 실린터 고정판 (65) 에 고정된다. 맨 외측의 고정 가이드판 (55) 은 리니어 모션가이드 기저판 (25) 에 고정되도록 설치된다. 슬라이드판 (40) 의 좌우 길이는 요동운동을 할 수 있도록, 리니어 모션가이드 기저판 (25) 보다 약간 길이가 짧다.

이상과 같이, 본 고안에 따른 슬라이드 판 (40) 과 고정되어 있는 요동헤드가 리니어 모션가이드의 레일 (35) 위에서 좌우로 요동운동을 하는 경우, 두개의 기저대들 (20), 리니어 모션가이드 기저판 (25), 요동헤드의 맨 외측에 고정되게 설치되는 고정가이드판 (55) 은 고정되어 움직이지 않는다.

도 3 은 도 2 의 리니어 모션가이드가 설치된 요동헤드의 나머지 부분들의 결합형태를 도시한 분해사시도이다. 도 3 을 참조하면, 기저대 (20), 리니어 모션 가이드 기저판 (25), 리니어 모션가이드의 리니어 모션 블록 및 레일 (30, 35), 슬라이딩판 (40)들이 결합된 모습이 도시되어 있다. 기저대 (20), 리니어 모션 가이드 기저판 (25) 및 레일은 고정되어서 움직이지 않고, 요동헤드와 결합되어 있는 슬라이딩 판 (40) 이 레일을 따라 좌우로 요동하는 구성을 갖는다.

도 2 의 요동헤드의 맨 외측에 설치되는 고정가이드 판 (55) 은 리니어 모션 가이드 기저판 (25) 에 고정되고, 요동헤드를 초정밀 연마기의 몸체에 지지되게끔 하는 샤프트 (80) 의 끝에 물려서 나사로 고정되는 구성을 갖는다.

도 2 에서 결합된 요동헤드의 실린더 (60) 의 앞쪽에 실린더판 (72) 이 설치되고, 이 실린더판 (72) 의 양측에는 압반 (70) 이 고정되도록 압반고정대 (75) 가 설치되어 압반 (70) 이 압반고정대 (75) 의 홈에 끼워진다.

도 4 는 도 3 의 요동헤드가 초정밀 연마기의 몸체에 부착되어 지지되는 모습을 도시한 사시도이다. 도 4 에 도시한 바와 같이, 요동헤드는 초정밀 연마기의 몸체에 고정되는데, 이 때 요동헤드를 고정시키는 샤프트 (80) 의 모양중, 특히 초정밀 연마기의 몸체에 고정되는 부분의 모양이 요동헤드의 하중을 더 많이 지지하기 위하여 지지하는 부분의 표면적이 넓게 되어 있다.

도 4 를 참조하면, 본 고안에 따른 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기는 종래의 초정밀 연마기와 같이, 연마기 본체, 연마기 본체의 정면에 설치된 요동헤드, 공급스풀, 수납수풀, 상하 로울러를 포함하고 있고, 그 외에 연마필름의 텐션제어장치 (90) 를 더 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안에 따른 초정밀 연마기는, 공급스풀 및 수납수풀은 이들을 구동시키는 구동모터 (도시되지 않음) 에 의해 구동되고, 연마필름이 공급스풀과 수납스풀에 구비된다. 여기서 압반은 연마필름을 가공물에 대해 눌러주는 역할을 하는 것으로, 연마하고자 하는 가공물을 연마필름이 놓여진 (도시되지 않음) 압반에 근접시킴으로써 연마한다. 한편 연마필름은 예를 들어, 두께가 균일하며 큰 장력에 견딜수 있는 폴리에스터 필름을 주로 사용한다.

또한, 요동헤드는 별도로 초정밀 연마기의 몸체내부에 설치된 요동헤드가 좌우로 요동운동을 하도록 구동시키는 구동모터 (도시되지 않음) 에 의해 좌우 요동운동을 한다.

도 4 를 참조하면, 연마필름의 텐션제어장치가 도시되어 있다. 텐션제어장치는 스프링 (85) 및 텐션제어부분 (90) 으로 구성되어 있고, 연마필름이 설치되어 있지 않은 경우에는 텐션제어부분 (90) 은 스프링 (85) 에 의해 당기어진 상태로 되어 있다. 그러나, 연마필름이 감기어져서 연마 공정중에는 덴션제어부분 (90) 의 스프링에 의해 연결된 부분의 반대쪽 부분이 아래를 향한다. 연마공정중 또는 연마공정이 끝난 후 스프링 (85) 및 텐션제어부분 (90) 으로 구성된 텐션제어장치는 연마필름이 느슨하게 되지 않게 하여 연마공정에 있어서 가공물의 불량품이 생산되지 않도록 한다.

상기와 같은 텐션제어방법이외에도, 변형된 형태의 텐션제어 방법은

1) 구동모터에 의한 연마필름의 자동 텐션제어방법

실린더 (60, 도 3에 도시됨) 로부터 실린더 (60) 가 전진한다는 신호를 받기 0.1 내지 0.5 초전에 구동모터가 작동하여 공급스풀 (도 1 참조)이 역방향으로 회전하여 연마필름을 팽팽하도록 유지시키고, 실린더 (60) 가 완전히 후진신호를 받은후 실린더 (60) 에 의해 센서가 감지하고, 0.1 내지 0.5초후 구동모터가 정지하도록 하는 제어프로그램을 초정밀 연마기에 별도록 설치한다. 실린더 (60) 가 완전히 후진신호를 받은후 실린더 (60) 에 의해 센서가 감지하고, 0.1 내지 0.5초후 구동모터가 정지하도록 하는 것은 완전하게 연마필름의 텐션을 유지하기 위함이다.

2) 에어 실린더에 의한 연마필름의 자동 텐션제어방법

접촉 롤러 (contact roller) 전진 실린더에 의해 텐션을 제어하는 방법으로, 솔레노이드 밸브에 의해 공급된 에어가 방향을 결정하는 방법이다.

도 4 를 다시 참조하면, 본 고안에 따른 초정밀 연마기를 작업대위에 설치하는데 있어서, 초정밀 연마기 작업대 설치부 (100)에 자석을 설치하여, 초정밀 연마기가 작업대에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.

상기와 같이, 본 고안에 따른 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기를 통하여, 종래의 초정밀 연마기의 요동헤드가 오랜시간의 작업으로 인하여 기울어지는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 연마오차가 발생하는 것을 방지하는 현저한 효과가 있다.

그 밖에도, 자동적으로 연마필름의 텐션을 조절하는 장치를 통하여 연마필름의 텐션이 항상 일정하도록 유지하여 텐션이 일정하지 않은 상태에서의 연마공정으로 인한 오차의 발생을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있다.

본 고안의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (4)

1. 초정밀 연마기 몸체;

   상기 몸체의 일측면에 설치되고 공급축 및 수납축;

   상기 공급축을 구동시키는 공급축 구동모터;

   상기 공급축과 상기 수납축에 끼워져서 설치되고, 연마필름이 장착되는 공급스풀 및 수납스풀;

   상기 공급스풀 및 수납스풀의 전방에 설치되고, 상기 공급스풀 및 상기 수납스풀이 상기 구동모터에 의해 구동되는 경우, 좌우 운동을 하는 요동헤드;

   상기 요동헤드가 좌우 운동을 할 수 있도록 구동시키는 요동헤드 구동모터; 및

   상기 요동헤드 밑에 설치되고 상기 요동헤드를 지지하는 상기 초정밀 연마기 몸체에 고정되게 설치된 요동헤드 지지부; 및

   요동헤드의 맨 외측에 상기 요동헤드 지지부에 고정되게 설치되는 고정가이드판 (55)를 포함하고,

   상기 요동헤드는,

   상기 초정밀 연마기 몸체쪽에 위치하는 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45);

   상기 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45) 의 반대쪽에 위치하는 제 2 요동헤드 측면 가이드판 (50);

   상기 제 1 요동헤드 측면 가이드판 (45) 및 상기 제 2 요동헤드 측면 가이드판 (50) 의 사이에 설치되는 복수개의 안내로울러들 (73),

   상기 안내로울러 (73) 의 전방 중간에 압반 고정대 (75) 에 의해 지지되도록 설치된 압반 (70);

   상기 압반 (70) 을 지지하는 압반고정대 (75) 와 연결되고, 상기 요동헤드의 압반 (70) 이 설치된 위치의 반대편에 고정되는 실린더 (60); 및

   상기 요동헤드를 상기 몸체에 매달리게 지지하는 요동헤드 지지봉 (80) 을 포함하고,

   상기 요동헤드지지부는,

   연마필름이 지나갈 수 있도록 외측으로 갈수록 두께가 얇아지는 모양을 갖는 복수개의 기저대들 (20);

   상기 기저대들 (20) 에 의해 지지되도록 설치된 리니어 모션 기저판 (25);

   상기 리니어 모션 기저판 (25) 위에 고정되게 설치되는 레일 (35);

   상기 레일을 따라 움직일 수 있는 복수개의 리니어 모션블록들 (30); 및

   상기 리니어 모션 블록들 (30) 이 고정되게 설치된 슬라이드판 (40) 을 포함하고, 상기 슬라이드판 (40) 은 상기 요동헤드에 고정되게 설치되고, 상기 슬라이판 (40) 에 고정된 상기 요동헤드가 상기 레일 (35) 을 따라 요동운동을 하는 것을 특징으로 하는 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 요동헤드 지지봉은 상기 초정밀 연마기의 몸체에 결합되는 부분이 면적이 상기 지지봉의 직경보다 더 긴 것을 특징으로 하는 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 초정밀 연마기의 몸체에는 연마필름의 텐션제어장치가 설치되고, 상기 텐션제어장치는 텐션제어부분과 스프링으로 구성되고, 상기 텐션제어부분의 일단에 스프링이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 초정밀 연마기 몸체의 하부에는 작업대설치부가 더 설치되어 있고, 상기 작업대 설치부는 자석부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모션가이드가 설치된 초정밀 연마기.