KR200493639Y1 - 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템에 관련되며, 이는 x, y축 요크부와 y축 요크부에 탑재되는 z축 스핀들에 의해 렌즈가 요동운동되면서 연마툴과 전체면이 균일하게 마찰되어 구심 연마 정밀도 향상 및 연마툴 편마모가 방지되어 대량 생산에 따른 가공품질이 균일하게 유지되는 툴구동파트(100), 렌즈구동부(200),x축 요크부(210), y축 요크부(220), z축 스핀들(230), 편심구동부(240)를 포함하여 주요구성으로 한다.
Description
본 고안은 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템에 관련되며, 보다 상세하게는 x, y축 요크부와 y축 요크부에 탑재되는 z축 스핀들에 의해 렌즈가 요동운동되면서 연마툴과 전체면이 균일하게 마찰되어 구심 연마 정밀도 향상 및 연마툴 편마모가 방지되어 대량 생산에 따른 가공품질이 균일하게 유지되는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템에 관한 것이다.
일반적으로 카메라, CD 드라이버(compact disk driver), 팩시밀리 및 조준경, 내시경, 망원경 등의 광학기기에 사용되는 렌즈의 제조는 일정크기의 재료를 황삭(rough cut)가공을 하고 그 표면을 더욱 매끄럽게 다듬질하는 연삭공정을 거쳐 완성하게 된다.
이때 상기 렌즈의 표면을 연삭하기 위하여 구심연마기를 포함하는 렌즈연마기가 사용되는데, 이러한 구심연마기는 크게 2부분으로 구성된다. 즉, 상기 렌즈연마기는 연마공정을 수행하도록 연마할 렌즈를 고정시키고 회전하는 회전거치부와 상기 회전거치부가 회전하도록 하는 모터 및 렌즈를 연마하기 위한 연마부재가 부착된 실린더블록으로 구성되며, 이러한 구심연마기는 통상 수작업으로 그 동작이 이루어진다.
이러한 구심 연마기에 관련된 광학산업분야에서 요구되는 주요조건은 렌즈표면의 곡률이 변화됨이 없이 렌즈의 표면 마무리를 개선할 수 있도록 하는 능력을 필요로 하고, 바람직하게는 렌즈 연마작업이 렌즈의 작은 홈이나 가공시 나타나는 흔적을 제거하고 규정된 곡률을 완벽하게 유지하기 위한 기술개발이 꾸준히 이루어지고 있다.
이에 종래에 개시된 특허등록 10-0453989호에서, 브라켓에 고정된 상부브라켓의 일측단에는 마이크로헤드가 설치되고, 상기 상부브라켓의 타측단에는 인장 스프링의 일측단이 설치되며, 상기 인장스프링의 타측단은 플레이트의 일측단에 설치되며, 상기 플레이트의 타측단은 센터하우징에 고정되고 핀을 중심으로 회전하며, 상기 마이크로헤드의 끝부분에는 렌즈의 연마두께를 설정하는 인디게이터가 조립된 브라켓이 설치되어 상/하로 이동하며, 상기 브라켓의 저면부에는 스프링고정판이 고정되고, 상기 스프링고정판의 일측단에는 인장스프링이 설치되며, 상기 인디게이터의 감지로드에는 상기 플레이트에 설치된 셋팅볼트와 접촉되고, 상기 셋팅볼트는 압력핀샤프트와 접촉되며, 상기 센터하우징의 내부에는 회전운동을 하는 스핀들샤프트와 수직 및 회전운동을 하는 압력핀샤프트가 순차적으로 삽입되며, 상기 압력핀샤프트의 하단부에는 상부툴이 설치되는 압력핀이 고정되고, 상기 스핀들샤프트의 하단부에는 고무커버가 고정되고, 상기 고무커버의 하단부는 상기 압력핀샤프트에 고정되는 기술이 선 제시된바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 소형 광학렌즈의 표면을 정밀하게 연마하기 위한 기술이나, 렌즈가 스핀들 구동부에 의해 회전운동되면서 틸팅구동부에 의해 설정된 구간에서 제한적으로 틸팅되도록 구성됨에 따라 연마할 수 있는 렌즈 곡률 및 연마범위가 제한적이고, 피연마물인 렌즈 규격 변경에 대응하여 초기 세팅에 많은 시간과 노력이 소요되는 폐단이 따랐다.
이에 따라 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, x, y축 요크부와 y축 요크부에 탑재되는 z축 스핀들에 의해 렌즈가 요동운동되면서 연마툴과 전체면이 균일하게 마찰되어 구심 연마 정밀도 향상 및 연마툴 편마모가 방지되어 대량 생산에 따른 가공품질이 균일하게 유지되는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 특징은, 본체(10)에 설치되어 툴이송부(110)에 의해 상하이동되고 압력조절부(120)에 의해 연마압력이 조절되는 연마툴(130)이 구비되는 툴구동파트(100); 및 상기 툴구동파트(100)의 연마툴(130)과 대향하는 위치에서 렌즈(L)를 자전운동 및 360°방향으로 편심운동하도록 구비되는 렌즈구동부(200);를 포함하고,
상기 렌즈구동부(200)는, 본체(10)에 설치되는 x축 샤프트(212)를 중심으로 선회운동되고, 한 쌍의 제 1지지암(214)이 구비되는 x축 요크부(210)와, 상기 제 1지지암(214) 상에 y축 샤프트(224)로 연결되도록 한 쌍의 제 2지지암(222)이 구비되고, 하부 중심에 z축 홀(226)이 형성되는 y축 요크부(220)와, 상기 z축 홀(226)에 삽입되어, 상부에 렌즈(L)가 장착되는 렌즈툴(232)이 설치되고, 구동원에 의해 회전되어 렌즈(L)를 자전운동하도록 구비되는 z축 스핀들(230)과, 상기 z축 스핀들(230)과 함께 렌즈(L)를 360°방향으로 편심운동하도록 구비되는 편심구동부(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 편심구동부(240)는 x, y축 샤프트(212)를 각각 독립적으로 구동하는 서보모터를 포함하고, 각각의 서보모터는 제어부에 의해 서로 연계작동되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 편심구동부(240)는, 멀티본체(241) 상에 설치되어 구동원에 의해 회전운동되는 종축(242)과, 종축(242)에 연결되어 회전운동되는 횡형 가이드레일(243)과, 횡형 가이드레일(243)에 탑재되어 조절구(244a)에 의해 위치조절되는 이송테이블(244)과, 이송테이블(244) 상부에 설치되는 구동측 편심샤프트(245)와, 상기 z축 스핀들(230)과 동축 상에 일치되도록 y축 요크부(220) 하부에 설치되는 피동측 편심샤프트(246)와, 상기 구동측 편심샤프트(245)와 피동측 편심샤프트(246)를 연결하는 링크암(247)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 링크암(247)은 홀더모듈(248)을 받침점으로 요동되어 구동측 편심샤프트(245)와 피동측 편심샤프트(246)가 상호 역방향으로 편심 회전운동되고, 상기 홀더모듈(248)은, 멀티본체(241)에 설치되어 자유회전되는 멀티샤프트(248a)와, 멀티샤프트(248a) 상부에 링크암(247)이 수용되도록 구비되는 받침레일(248b)을 포함하고, 상기 링크암(247)은 받침레일(248b)을 타고 직선 운동 및 멀티샤프트(248a)를 받침점으로 선회운동되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 편심구동부(240)는 편심축 가변모듈(250)에 의해 렌즈(L)의 편심운동 중심점이 가변되도록 구비되고, 상기 편심축 가변모듈(250)은, 멀티본체(241) 하부에 설치되어 구동휠(251)이 설치되는 이송차(252)와, 상기 본체(10)에 설치되어 이송차(252)의 위치이동을 안내하는 이동레일(254)과, 이송차(252)에 일단이 나사 결합되고, 다른 일단은 본체(10) 상에 설치되어 핸들(256a)에 의해 회전가능하게 구비되는 조절스크루(256)를 포함하고, 상기 이송차(252)의 위치 이동 거리만큼 z축 스핀들(230)이 기울어진 상태에서 편심회전력이 전달되어, 렌즈(L)의 편심운동 중심점이 가변되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동레일(254)은 하향 볼록하게 돌출되는 아치형 곡률로 형성되고, 상기 아치형 곡률 중심(C1)은 x, y축 샤프트(212) 축선이 서로 접하는 교차점(C2)과 일치되도록 구비되며, 상기 편심구동부(240)는 아치형 곡률을 가진 이동레일(254)을 타고 곡선 이동되는 전구간에서 조절스크루(256) 회전각도에 대응하는 z축 스핀들(230)의 기울기가 전구간 일정하게 유지되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 y축 요크부(220)에 설치되어 상부가 개방되고, 내부에 z축 스핀들(230) 및 렌즈(L)가 수용되며, 하부에 배출구(262)가 형성되는 호퍼(260)가 구비되고, 상기 호퍼(260)는 렌즈(L) 측으로 공급되는 절삭유 및 연삭칩을 포집 배출하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 툴이송부(110)는, 본체(10) 상부에 종방향으로 설치되는 종형 가이드레일(112)과, 종형 가이드레일(112)을 타고 상하방향으로 이동되고, 일단에 압력조절부(120)가 설치되도록 거치홀(114a)이 형성되는 로드암(114)과, 로드암(114)의 상하방향 이동을 제어하는 구동실린더(116)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력조절부(120)는, 상기 로드암(114)의 거치홀(114a)에 삽입고정되고, 내부에 제 1관통홀(121a)이 형성되는 외측 슬리브(121)와, 외측 슬리브(121)의 제 1관통홀(121a)에 삽입되어 고정구(122a)에 의해 위치 고정되고, 상부에 고정브라켓(122b)이 설치되며, 내부에 제 2관통홀(122c)이 형성되는 내부 슬리브(122)와, 내부슬리브(122)의 제 2관통홀(122c)에 삽입되고, 상부에 승강브라켓(123a)이 설치되는 압력샤프트(123)와, 압력샤프트(123) 하단에 회전되도록 설치되면서 연마툴(130)이 탈착 가능하게 장착되는 압력핀(124)과, 압력샤프트(123)를 상부에서 가압하도록 설치되고, 조절나사(125a)에 의해 압축력이 조절되는 탄성체(125)와, 고정브라켓(122b)에 설치되어 측정면(126a)이 상부를 향하도록 구비되는 마이크로헤드(126)와, 승강브라켓(123a)에 설치되고, 감지로드(127a)가 마이크로헤드(126)의 측정면(126a)과 접촉되도록 배치되는 인디게이터(127)를 포함하고, 상기 로드암(114)을 하향 이동하여 연마툴(130)이 렌즈(L) 상면 또는 렌즈툴(232) 상면에 접촉된 상태로 마이크로헤드(126)를 이용하여 인디게이터(127)를 영점 세팅하고, 이후 렌즈(L)를 연마가공하는 중에 영점을 기준으로 인디게이터(127) 측정값을 검출하여 연마 치수를 검출하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 고안은 x, y축 요크부와 y축 요크부에 탑재되는 z축 스핀들에 의해 렌즈가 요동운동되면서 연마툴과 전체면이 균일하게 마찰되어 구심 연마 정밀도 향상 및 연마툴 편마모가 방지되어 대량 생산에 따른 가공품질이 균일하게 유지되는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템을 전체적을 나타내는 구성도.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 압력조절부를 나타내는 구성도.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 x축 요동부가 선회운동하는 상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 y축 요동부가 선회운동하는 상태를 나타내는 구성도.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심구동부를 나타내는 구성도.
도 6 내지 도 7은 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심구동부 작동상태를 나타내는 구성도.
도 8 내지 도 9는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심축 가변모듈을 나타내는 구성도.
도 10은 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심축 가변모듈 작동상태를 나타내는 구성도.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 압력조절부를 나타내는 구성도.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 x축 요동부가 선회운동하는 상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 y축 요동부가 선회운동하는 상태를 나타내는 구성도.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심구동부를 나타내는 구성도.
도 6 내지 도 7은 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심구동부 작동상태를 나타내는 구성도.
도 8 내지 도 9는 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심축 가변모듈을 나타내는 구성도.
도 10은 본 고안의 일실시예에 따른 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템의 편심축 가변모듈 작동상태를 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그리고 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 고안은 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템에 관련되며, 이는 x, y축 요크부와 y축 요크부에 탑재되는 z축 스핀들에 의해 렌즈가 요동운동되면서 연마툴과 전체면이 균일하게 마찰되어 구심 연마 정밀도 향상 및 연마툴 편마모가 방지되어 대량 생산에 따른 가공품질이 균일하게 유지되는 툴구동파트(100), 렌즈구동부(200),x축 요크부(210), y축 요크부(220), z축 스핀들(230), 편심구동부(240)를 포함하여 주요구성으로 한다.
본 고안에 따른 툴구동파트(100)는본체(10)에 설치되어 툴이송부(110)에 의해 상하이동되고 압력조절부(120)에 의해 연마압력이 조절되는 연마툴(130)이 구비된다.
상기 툴이송부(110)는, 본체(10) 상부에 종방향으로 설치되는 종형 가이드레일(112)과, 종형 가이드레일(112)을 타고 상하방향으로 이동되고, 일단에 압력조절부(120)가 설치되도록 거치홀(114a)이 형성되는 로드암(114)과, 로드암(114)의 상하방향 이동을 제어하는 구동실린더(116)를 포함한다.
도 2에서, 상기 압력조절부(120)는, 상기 로드암(114)의 거치홀(114a)에 삽입고정되고, 내부에 제 1관통홀(121a)이 형성되는 외측 슬리브(121)와, 외측 슬리브(121)의 제 1관통홀(121a)에 삽입되어 고정구(122a)에 의해 위치 고정되고, 상부에 고정브라켓(122b)이 설치되며, 내부에 제 2관통홀(122c)이 형성되는 내부 슬리브(122)와, 내부슬리브(122)의 제 2관통홀(122c)에 삽입되고, 상부에 승강브라켓(123a)이 설치되는 압력샤프트(123)와, 압력샤프트(123) 하단에 회전되도록 설치되면서 연마툴(130)이 탈착 가능하게 장착되는 압력핀(124)과, 압력샤프트(123)를 상부에서 가압하도록 설치되고, 조절나사(125a)에 의해 압축력이 조절되는 탄성체(125)와, 고정브라켓(122b)에 설치되어 측정면(126a)이 상부를 향하도록 구비되는 마이크로헤드(126)와, 승강브라켓(123a)에 설치되고, 감지로드(127a)가 마이크로헤드(126)의 측정면(126a)과 접촉되도록 배치되는 인디게이터(127)를 포함한다.
이에 상기 로드암(114)을 하향 이동하여 연마툴(130)이 렌즈(L) 상면 또는 후술하는 렌즈툴(232) 상면에 접촉된 상태로 마이크로헤드(126)를 이용하여 인디게이터(127)를 영점 세팅하고, 이후 렌즈(L)를 연마가공하는 중에 영점을 기준으로 인디게이터(127) 측정값을 검출하여 연마 치수를 검출하도록 구비된다.
또한, 본 고안에 따른 렌즈구동부(200)는 상기 툴구동파트(100)의 연마툴(130)과 대향하는 위치에서 렌즈(L)를 자전운동 및 360°방향으로 편심운동하도록 구비된다.
상기 렌즈구동부(200)는, 본체(10)에 설치되는 x축 샤프트(212)를 중심으로 선회운동되고, 한 쌍의 제 1지지암(214)이 구비되는 x축 요크부(210)와, 상기 제 1지지암(214) 상에 y축 샤프트(224)로 연결되도록 한 쌍의 제 2지지암(222)이 구비되고, 하부 중심에 z축 홀(226)이 형성되는 y축 요크부(220)와, 상기 z축 홀(226)에 삽입되어, 상부에 렌즈(L)가 장착되는 렌즈툴(232)이 설치되고, 구동원에 의해 회전되어 렌즈(L)를 자전운동하도록 구비되는 z축 스핀들(230)과, 상기 z축 스핀들(230)과 함께 렌즈(L)를 360°방향으로 편심운동하도록 구비되는 편심구동부(240)를 포함한다.
이처럼 상기 z축 스핀들(230)은 편심구동부(240)의 y축 요크부(210)에 탑재되는 모터를 포함하는 구동원에 의해 자전운동되면서, x, y축 요크부(210)(220)에 의해 360°방향으로 편심운동되는바, 이에 따른 편심구동부(240)의 구체적인 실시예는 후술하는 내용을 참조한다.
일실시예에 따른 편심구동부(240)는, 도 1과 같이 상기 편심구동부(240)는 x, y축 샤프트(212)를 각각 독립적으로 구동하는 서보모터(도시생략)를 포함하고, 각각의 서보모터는 제어부에 의해 서로 연계작동되도록 구비된다. 이때 상기 x, y축 샤프트(212)는 도 3 내지 도 4처럼 서보모터에 의해 정, 역방향으로 반복적으로 선회운동됨에 따라 z축 스핀들(230)이 렌즈(L)와 함께 360°방향으로 편심운동하도록 구비된다.
다른 실시예에 따른 편심구동부(240)는, 도 5처럼 상기 편심구동부(240)는, 멀티본체(241) 상에 설치되어 구동원에 의해 회전운동되는 종축(242)과, 종축(242)에 연결되어 회전운동되는 횡형 가이드레일(243)과, 횡형 가이드레일(243)에 탑재되어 조절구(244a)에 의해 위치조절되는 이송테이블(244)과, 이송테이블(244) 상부에 설치되는 구동측 편심샤프트(245)와, 상기 z축 스핀들(230)과 동축 상에 일치되도록 y축 요크부(220) 하부에 설치되는 피동측 편심샤프트(246)와, 상기 구동측 편심샤프트(245)와 피동측 편심샤프트(246)를 연결하는 링크암(247)을 포함한다.
그리고, 상기 링크암(247)은 홀더모듈(248)을 받침점으로 요동되어 구동측 편심샤프트(245)와 피동측 편심샤프트(246)가 상호 역방향으로 편심 회전운동된다.
상기 홀더모듈(248)은, 멀티본체(241)에 설치되어 자유회전되는 멀티샤프트(248a)와, 멀티샤프트(248a) 상부에 링크암(247)이 수용되도록 구비되는 받침레일(248b)을 포함한다.
이에 도 6 내지 도 7에에 도시된 바와 같이, 상기 링크암(247)은 구동측 편심샤프트(245)를 통하여 편심회전력이 전달되면, 받침레일(248b)을 타고 직선 운동됨과 더불어 멀티샤프트(248a)를 받침적으로 선회운동되면서 피동측 편심샤프트(246)에 연결된 z축 스핀들(230)과 함께 렌즈(L)와 함께 360°방향으로 편심운동하도록 구비된다.
도 8에서, 상기 편심구동부(240)는 편심축 가변모듈(250)에 의해 렌즈(L)의 편심운동 중심점이 가변되도록 구비된다.
상기 편심축 가변모듈(250)은, 멀티본체(241) 하부에 설치되어 구동휠(251)이 설치되는 이송차(252)와, 상기 본체(10)에 설치되어 이송차(252)의 위치이동을 안내하는 이동레일(254)과, 이송차(252)에 일단이 나사 결합되고, 다른 일단은 본체(10) 상에 설치되어 핸들(256a)에 의해 회전가능하게 구비되는 조절스크루(256)를 포함한다.
상기 이송차(252)의 위치 이동 거리만큼 z축 스핀들(230)이 기울어진 상태에서 편심회전력이 전달되어, 렌즈(L)의 편심운동 중심점이 가변되도록 구비됨에 따라 다양한 규격의 렌즈를 복합적으로 연마가공 가능한 범용성이 제공된다.
도 9 내지 도 10에서, 상기 이동레일(254)은 하향 볼록하게 돌출되는 아치형 곡률로 형성되고, 상기 아치형 곡률 중심(C1)은 x, y축 샤프트(212) 축선이 서로 접하는 교차점(C2)과 일치되도록 구비된다.
이에 상기 편심구동부(240)는 아치형 곡률을 가진 이동레일(254)을 타고 곡선 이동되는 전구간에서 조절스크루(256) 회전각도에 대응하는 z축 스핀들(230)의 기울기가 전구간 일정하게 유지되도록 구비됨에 따라 렌즈 규격 변경에 대응하여 초기 세팅시간이 크게 단축되는 이점이 있다.
또한, 상기 y축 요크부(220)에 설치되어 상부가 개방되고, 내부에 z축 스핀들(230) 및 렌즈(L)가 수용되며, 하부에 배출구(262)가 형성되는 호퍼(260)가 구비된다.
그리고 상기 호퍼(260)는 렌즈(L) 측으로 공급되는 절삭유 및 연삭칩을 포집 배출하도록 구비됨에 따라 절삭유 및 연삭칩의 외부 비산이 방지되어 주변이 청결하면서 회수된 절삭유는 여과기를 거쳐 순환공급되도록 구비된다.
이상과 같이 본 고안의 상세한 설명에는 본 고안의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 고안의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 고안의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
100: 툴구동파트 200: 렌즈구동부
210: x축 요크부 220: y축 요크부
230: z축 스핀들 240: 편심구동부
210: x축 요크부 220: y축 요크부
230: z축 스핀들 240: 편심구동부
Claims (9)
- 본체(10)에 설치되어 툴이송부(110)에 의해 상하이동되고 압력조절부(120)에 의해 연마압력이 조절되는 연마툴(130)이 구비되는 툴구동파트(100); 및
상기 툴구동파트(100)의 연마툴(130)과 대향하는 위치에서 렌즈(L)를 자전운동 및 360°방향으로 편심운동하도록 구비되는 렌즈구동부(200);를 포함하고,
상기 렌즈구동부(200)는,
본체(10)에 설치되는 x축 샤프트(212)를 중심으로 선회운동되고, 한 쌍의 제 1지지암(214)이 구비되는 x축 요크부(210)와,
상기 제 1지지암(214) 상에 y축 샤프트(224)로 연결되도록 한 쌍의 제 2지지암(222)이 구비되고, 하부 중심에 z축 홀(226)이 형성되는 y축 요크부(220)와,
상기 z축 홀(226)에 삽입되어, 상부에 렌즈(L)가 장착되는 렌즈툴(232)이 설치되고, 구동원에 의해 회전되어 렌즈(L)를 자전운동하도록 구비되는 z축 스핀들(230)과,
상기 z축 스핀들(230)과 함께 렌즈(L)를 360°방향으로 편심운동하도록 구비되는 편심구동부(240)를 포함하고,
상기 편심구동부(240)는, 멀티본체(241) 상에 설치되어 구동원에 의해 회전운동되는 종축(242)과, 종축(242)에 연결되어 회전운동되는 횡형 가이드레일(243)과, 횡형 가이드레일(243)에 탑재되어 조절구(244a)에 의해 위치조절되는 이송테이블(244)과, 이송테이블(244) 상부에 설치되는 구동측 편심샤프트(245)와, 상기 z축 스핀들(230)과 동축 상에 일치되도록 y축 요크부(220) 하부에 설치되는 피동측 편심샤프트(246)와, 상기 구동측 편심샤프트(245)와 피동측 편심샤프트(246)를 연결하는 링크암(247)을 포함하며,
상기 링크암(247)은 홀더모듈(248)을 받침점으로 요동되어 구동측 편심샤프트(245)와 피동측 편심샤프트(246)가 상호 역방향으로 편심 회전운동되고,
상기 홀더모듈(248)은, 멀티본체(241)에 설치되어 자유회전되는 멀티샤프트(248a)와, 멀티샤프트(248a) 상부에 링크암(247)이 수용되도록 구비되는 받침레일(248b)을 포함하고,
상기 링크암(247)은 받침레일(248b)을 타고 직선 운동 및 멀티샤프트(248a)를 받침점으로 선회운동되면서 피동측 편심샤프트(246)에 연결된 z축 스핀들(230)이 렌즈(L)와 함께 360°방향으로 편심운동하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템.
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- 제 1항에 있어서,
상기 편심구동부(240)는 편심축 가변모듈(250)에 의해 렌즈(L)의 편심운동 중심점이 가변되도록 구비되고,
상기 편심축 가변모듈(250)은, 멀티본체(241) 하부에 설치되어 구동휠(251)이 설치되는 이송차(252)와, 상기 본체(10)에 설치되어 이송차(252)의 위치이동을 안내하는 이동레일(254)과, 이송차(252)에 일단이 나사 결합되고, 다른 일단은 본체(10) 상에 설치되어 핸들(256a)에 의해 회전가능하게 구비되는 조절스크루(256)를 포함하고, 상기 이송차(252)의 위치 이동 거리만큼 z축 스핀들(230)이 기울어진 상태에서 편심회전력이 전달되어, 렌즈(L)의 편심운동 중심점이 가변되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템.
- 제 5항에 있어서,
상기 이동레일(254)은 하향 볼록하게 돌출되는 아치형 곡률로 형성되고, 상기 아치형 곡률 중심(C1)은 x, y축 샤프트(212) 축선이 서로 접하는 교차점(C2)과 일치되도록 구비되며, 상기 편심구동부(240)는 아치형 곡률을 가진 이동레일(254)을 타고 곡선 이동되는 전구간에서 조절스크루(256) 회전각도에 대응하는 z축 스핀들(230)의 기울기가 전구간 일정하게 유지되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 y축 요크부(220)에 설치되어 상부가 개방되고, 내부에 z축 스핀들(230) 및 렌즈(L)가 수용되며, 하부에 배출구(262)가 형성되는 호퍼(260)가 구비되고, 상기 호퍼(260)는 렌즈(L) 측으로 공급되는 절삭유 및 연삭칩을 포집 배출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 툴이송부(110)는, 본체(10) 상부에 종방향으로 설치되는 종형 가이드레일(112)과, 종형 가이드레일(112)을 타고 상하방향으로 이동되고, 일단에 압력조절부(120)가 설치되도록 거치홀(114a)이 형성되는 로드암(114)과, 로드암(114)의 상하방향 이동을 제어하는 구동실린더(116)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템.
- 제 8항에 있어서,
상기 압력조절부(120)는, 상기 로드암(114)의 거치홀(114a)에 삽입고정되고, 내부에 제 1관통홀(121a)이 형성되는 외측 슬리브(121)와, 외측 슬리브(121)의 제 1관통홀(121a)에 삽입되어 고정구(122a)에 의해 위치 고정되고, 상부에 고정브라켓(122b)이 설치되며, 내부에 제 2관통홀(122c)이 형성되는 내부 슬리브(122)와, 내부슬리브(122)의 제 2관통홀(122c)에 삽입되고, 상부에 승강브라켓(123a)이 설치되는 압력샤프트(123)와, 압력샤프트(123) 하단에 회전되도록 설치되면서 연마툴(130)이 탈착 가능하게 장착되는 압력핀(124)과, 압력샤프트(123)를 상부에서 가압하도록 설치되고, 조절나사(125a)에 의해 압축력이 조절되는 탄성체(125)와, 고정브라켓(122b)에 설치되어 측정면(126a)이 상부를 향하도록 구비되는 마이크로헤드(126)와, 승강브라켓(123a)에 설치되고, 감지로드(127a)가 마이크로헤드(126)의 측정면(126a)과 접촉되도록 배치되는 인디게이터(127)를 포함하고,
상기 로드암(114)을 하향 이동하여 연마툴(130)이 렌즈(L) 상면 또는 렌즈툴(232) 상면에 접촉된 상태로 마이크로헤드(126)를 이용하여 인디게이터(127)를 영점 세팅하고, 이후 렌즈(L)를 연마가공하는 중에 영점을 기준으로 인디게이터(127) 측정값을 검출하여 연마 치수를 검출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들의 복합적 요동운동을 이용한 초정밀 구심연마시스템.
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