KR20150062814A

KR20150062814A - Surface treatment apparatus of a workpiece using an ultrasonic transmitter

Info

Publication number: KR20150062814A
Application number: KR1020130147837A
Authority: KR
Inventors: 김현세; 박종권; 이양래; 이성철; 임의수
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-08
Also published as: KR101579943B1

Abstract

A workpiece surface treatment apparatus using an ultrasonic vibrator according to the present invention comprises: a processing means having a processing tip whose lower end contacts a surface of a workpiece and a first transfer body to fix the upper and of the processing tip; a housing disposed above the first transfer body; an ultrasonic vibrator having a case installed inside the housing, a piezoelectric element installed inside the housing to supply an ultrasonic wave, and a second transfer body connecting the lower end vibrator of the piezoelectric element and the upper end of the first transfer body; vibrator.

Description

초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치{Surface treatment apparatus of a workpiece using an ultrasonic transmitter}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a surface treatment apparatus for treating an object using an ultrasonic vibrator,

본 발명은 초음파 진동자에서 발생하는 초음파를 이용하여 가공대상물의 표면을 처리하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for processing a surface of an object to be processed using an ultrasonic vibrator that processes the surface of the object by using ultrasonic waves generated from the ultrasonic vibrator.

베어링, 샤프트, 씰 등의 기계 부품 혹은 기계 제품은 피로 수명이 제품의 품질을 결정하는 중요한 요소로 인식되고 있다. 이러한 측면에서 기계 부품의 표면에 압축잔류응력을 부가하여 표면 경도와 피로 수명을 향상시키기 위한 방법이 적용되고 있는데, 대표적으로 숏피닝(shot peening) 표면처리방법, 초음파 진동을 이용한 표면처리방법 등이 있다.Mechanical parts or mechanical products such as bearings, shafts, and seals are recognized as important factors in determining the quality of products. In this respect, methods have been applied to improve the surface hardness and fatigue life by adding compressive residual stress to the surface of the mechanical parts. Typical examples include a shot peening surface treatment method and a surface treatment method using ultrasonic vibration have.

숏피닝 표면처리방법은 공기압, 원심력 등의 힘으로 볼 형상을 갖는 다수의 숏(shot)을 가공대상물의 표면에 충돌시켜 가공대상물의 표면에 소성변형에 의한 압축잔류응력을 부가하는 가공방법이다. 그러나, 이러한 숏피닝표면처리방법은 다수의 숏을 무작위로 불규칙하게 가공대상물의 표면에 충돌시키는 것이므로, 대부분의 경우 가공 전보다 가공대상물의 표면 거칠기가 나빠지고 가공대상물의 특정 영역만을 선택하여 가공하기 어렵다는 문제점이 있다.The shot peening surface treatment method is a processing method in which a plurality of shot shapes having a ball shape by the force of air pressure, centrifugal force or the like is collided against the surface of the object to be machined and compression residual stress due to plastic deformation is added to the surface of the object. However, in the shot peening surface treatment method, a plurality of shots are randomly and irregularly impinged on the surface of the object to be processed. Therefore, in most cases, the surface roughness of the object is worse than before, and it is difficult to select only a specific region of the object to be processed There is a problem.

한편, 초음파 진동을 이용한 표면처리방법은 전술한 숏피닝 표면처리방법의 문제점을 해결할 수 있는 방법으로, 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 압전소자(piezoelectric device)를 사용하여 진동을 발생시키고 이러한 진동을 전달받은 타격공구가 가공대상물의 표면을 반복적으로 타격하여 가공대상물의 표면에 소성변형의 흔적인 마이크로 딤플(micro dimple)을 형성하여 가공대상물의 표면에 소정의 텍스처(texture)를 부여하는 방법을 말한다.On the other hand, a surface treatment method using ultrasonic vibration is a method for solving the problem of the shot peening surface treatment method described above. It uses a piezoelectric device that converts electrical energy to mechanical energy to generate vibration, Refers to a method of imparting a predetermined texture to the surface of an object to be processed by forming a micro dimple on the surface of the object to be processed by striking the surface of the object repeatedly with the impact tool delivered thereto .

이와 관련된 기술로서, 한국등록특허 제1065434호의 가변주파수진동을 이용한 표면가공장치는 가공대상물의 표면에 진동에 의한 반복적인 타격을 제공하여 상기 가공대상물의 표면에 텍스처를 형성하는 표면가공장치로, 자기변형소자를 포함하여 가변 주파수의 진동을 발생시키는 자기변형 액추에이터; 자기변형 액추에이터에 의해 발생하는 진동을 전달받아 상기 가공대상물의 표면에 반복적인 타격을 인가하는 타격공구; 상기 자기변형 액추에이터에 전력을 인가하는 전력 발생기; 상기 자기변형 액추에이터에 의해 발생하는 진동의 주파수를 제어하되, 상기 가공대상물의 표면에 요구되는 텍스처 밀도에 상응하도록 상기 자기변형 액추에이터에 의해 발생하는 진동의 주파수를 변경하는 컨트롤러; 상기 가공대상물을 향하여 상기 자기변형 액추에이터에 미리 정해진 크기의 예압(pre-stress)을 가해주는 예압인가수단; 및 상기 타격공구를 상기 자기변형 액추에이터에 연결하기 위한 공구 커넥터를 포함하고, 상기 예압 인가수단은, 상기 자기변형 액추에이터가 상기 가공대상물에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 수용되는 안내 케이스와, 상기 가공대상물에 대해 상기 자기변형 액추에이터가 가압되도록 상기 안내케이스에 압축공기를 공급하는 에어 컴프레서와, 상기 안내 케이스의 내부압력을 조절하는 레귤레이터를 포함하며, 상기 공구 커넥터는, 상기 타격공구가 결합되고 길이 방향을 따라 적어도 하나의 슬릿이 형성되는 몸체부와, 상기 슬릿의 간격을 좁히도록 상기 몸체부를 가압하기 위한 슬릿조임부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변주파수진동을 이용한 표면가공장치를 제시한 바 있다.As a related art, Korean Patent Registration No. 1065434 discloses a surface machining apparatus using variable frequency vibration, which provides repetitive blows on the surface of an object to be machined by vibration to form a texture on the surface of the object. A magnetostrictive actuator including a deformable element to generate a vibration of a variable frequency; A striking tool which receives a vibration generated by the magnetostrictive actuator and applies repetitive striking to the surface of the object to be processed; A power generator for applying power to the magnetostrictive actuator; A controller for controlling a frequency of vibration generated by the magnetostrictive actuator and changing a frequency of vibration generated by the magnetostrictive actuator so as to correspond to a texture density required on the surface of the object; A pre-pressure applying means for applying a pre-stress of a predetermined size to the magnetostrictive actuator toward the object to be processed; And a tool connector for connecting the striking tool to the magnetostrictive actuator, wherein the pre-pressurizing applying means comprises: a guide case movably received in a direction in which the magnetostrictive actuator approaches and separates from the object, An air compressor for supplying compressed air to the guide case so that the magnetostrictive actuator is pressed against the object to be processed; and a regulator for adjusting an internal pressure of the guide case, A body portion having at least one slit formed along the longitudinal direction thereof and a slit tightening portion for pressing the body portion to narrow the gap between the slits. have.

그러나 종래기술은 타격공구에 예압을 가하는 예압인가수단이 공압 방식으로 구동됨으로써, 타격공구에 가해지는 예압을 정밀하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.However, in the prior art, there is a problem that the preload applied to the impact tool can not be precisely controlled because the pre-pressure applying means for applying the preload to the impact tool is driven in the pneumatic manner.

또한, 종래기술은 타격공구의 반복적인 타격으로 인한 마찰열에 의해 타격공구가 파손되기 쉬운 문제점이 있다.In addition, the prior art has a problem that the impact tool is easily damaged by the frictional heat due to repetitive impact of the impact tool.

또한, 종래기술은 자기변형 액츄에이터를 연속으로 사용할 때 발생하는 발열에 의해 그 특성이 변하여 변위 변동폭이 심하고 파손되기 쉬운 문제점이 있다.In addition, the prior art has a problem that its characteristic is changed by the heat generated when the magnetostrictive actuator is used continuously, and the displacement fluctuation width is large and is easily broken.

따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 개발이 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need to develop a surface treatment apparatus for an object to be processed using various ultrasonic vibrators in order to solve the above-mentioned problems.

한국등록특허 제1065434호 (2011.09.08)Korean Registered Patent No. 1065434 (September 10, 2011)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가공대상물의 표면에 접촉되는 구성요소에 가해지는 예압을 정밀하게 조절할 수 있는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
An object of the present invention is to provide an apparatus for surface treatment of an object to be processed using an ultrasonic vibrator capable of precisely controlling a preload applied to a component to be brought into contact with a surface of the object to be processed .

본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치는 하단이 가공대상물의 표면에 접촉되는 가공팁과, 상기 가공팁의 상단을 고정하는 제1전달체를 포함하는 가공수단; 상기 제1전달체의 상측에 위치하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되어 초음파를 인가하는 압전소자와, 상기 압전소자의 하단과 제1전달체의 상단을 연결하는 제2전달체를 포함하는 초음파 진동자; 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 케이스의 상단에 결합되는 제1플레이트와, 상기 하우징의 내부에서 상기 제1플레이트의 상측에 설치되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 설치되는 탄성부재와, 상기 제2플레이트의 상단에 설치되는 예압볼을 포함하는 예압수단; 및 상기 예압볼을 하측으로 기계적으로 예압하여 상기 가공팁을 상기 가공대상물의 표면에 밀착하는 가압수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The surface treatment apparatus for an object to be processed using the ultrasonic vibrator according to the present invention includes: a processing means including a processing tip having a lower end contacting with a surface of an object to be processed, and a first carrier for fixing the upper end of the processing tip; A housing positioned above the first carrier; An ultrasonic transducer including a case installed inside the housing, a piezoelectric element provided inside the case and applying ultrasonic waves, and a second transducer connecting the lower end of the piezoelectric element and an upper end of the first transducer; A first plate disposed inside the housing and coupled to an upper end of the case, a second plate disposed on the upper side of the first plate in the housing, and a second plate disposed between the first plate and the second plate A preloading means including an elastic member and a preloaded ball mounted on an upper end of the second plate; And a pressing means for mechanically preloading the preloaded ball downward to bring the machining tip into close contact with the surface of the object to be processed.

또한, 상기 하우징은 상기 제1전달체가 상기 가공대상물의 표면에 대해 자유롭게 회전 가능하도록 상기 제1전달체와 제2전달체 사이에 마련되는 플렉쳐힌지 또는 상기 제1전달체와 제2전달체 사이에 마련되는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The housing may further include a pivot hinge provided between the first and second transporters so that the first transporter is freely rotatable with respect to the surface of the object or a guide provided between the first transporter and the second transporter, And a control unit.

또한, 상기 예압수단은 상기 제1플레이트의 외주면에 설치되어 상기 제1플레이트의 상하방향 변위를 측정하는 리니어 스케일을 더 포함하며, 상기 제1플레이트의 상단에 제1돌출턱이 형성되고 상기 제2플레이트의 하단에 상기 제1돌출턱에 대향하는 제2돌출턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.The pre-pressurizing unit may further include a linear scale installed on an outer circumferential surface of the first plate to measure a vertical displacement of the first plate, wherein a first protruding step is formed at an upper end of the first plate, And a second protruding protrusion opposed to the first protruding protrusion is formed at a lower end of the plate.

또한, 상기 제2플레이트는 상단에 상기 예압볼이 삽입되기 위한 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second plate may have an insertion groove formed therein for inserting the preloaded ball.

또한, 상기 가압수단은 상기 하우징의 내부에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 예압볼의 상단에 접촉되는 슬라이딩가이드, 상기 슬라이딩가이드의 내부에 나사결합되는 구동축을 포함하는 모터, 상기 모터를 제어하며 상기 리니어 스케일에서 측정된 상기 제1플레이트의 상하방향 변위가 저장되는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, the pressing means may include a sliding guide which is installed in the housing so as to be slidable in the up-and-down direction and contacts the top end of the preloaded ball, a motor including a driving shaft screwed into the sliding guide, And a computer in which a vertical displacement of the first plate measured in the linear scale is stored.

또한, 상기 가압수단은 상기 하우징의 내부에 상하방향으로 이동가능하게 나사결합되어 상기 예압볼의 상단에 접촉되는 조절가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pressing means includes an adjusting guide screwed into the housing so as to be movable in the up-and-down direction and brought into contact with an upper end of the pre-loaded ball.

또한, 상기 가공수단은 상기 가공팁이 구형상으로 형성되며, 상기 제1전달체의 하단에 상기 가공팁의 상단이 연접되기 위한 연접홈이 형성되며, 하단이 상기 가공팁의 외주면을 둘러싸며 상단이 상기 제1전달체의 하단에 나사결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.The machining means may include a machining tip in which the machining tip is formed in a spherical shape, a concave groove is formed at a lower end of the first delivery body to connect the upper end of the machining tip, a lower end surrounds an outer circumferential surface of the machining tip, And a cover screwed to the lower end of the first carrier.

또한, 상기 가공수단은 상기 가동팁의 하단 및 상단이 각각 반구형상 및 너트형상으로 형성되며, 상기 제1전달체의 하단이 볼트 형상으로 형성되어 상기 가공팁의 상단에 나사결합되는 것을 특징으로 한다.The lower end and the upper end of the movable tip are respectively formed in a hemispherical shape and a nut shape, and the lower end of the first delivery body is formed in a bolt shape and screwed to the upper end of the processing tip.

또한, 상기 가공수단은 상기 가공팁의 하단 및 상단이 각각 반구형상 및 볼트형상으로 형성되며, 상기 제1전달체의 하단이 너트 형상으로 형성되어 상기 가공팁의 상단에 나사결합되는 것을 특징으로 한다.The machining means is characterized in that the lower end and the upper end of the machining tip are each formed in a hemispherical shape and a bolt shape, and the lower end of the first delivery body is formed into a nut shape and screwed to the upper end of the machining tip.

또한, 상기 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치는 상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 압전소자를 냉각하는 냉각모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The surface treatment apparatus for an object to be processed using the ultrasonic vibrator is characterized by including a cooling module installed inside the case to cool the piezoelectric element.

또한, 상기 가공수단은 상기 가공팁과 제1전달체 사이에 충진되는 충진유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the processing means includes a filling fluid filled between the processing tip and the first delivery body.

또한, 상기 가공수단은 상기 충진유체가 자성유체이며, 상기 제1전달체의 외주면에 결합되는 자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the processing means may include a magnet, the filling fluid being a magnetic fluid, coupled to the outer circumferential surface of the first carrier.

이에 따라, 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치는 예압수단이 제1플레이트, 제2플레이트, 탄성부재에 의해 기계식으로 이동되어 가공대상물의 표면에 접촉되는 가공팁에 가해지는 예압을 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
Thus, in the surface treatment apparatus for an object to be processed using the ultrasonic vibrator, the preloading means is mechanically moved by the first plate, the second plate, and the elastic member to precisely adjust the preload applied to the machining tip contacting the surface of the object. There is an effect that can be.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 개략도
도 2은 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 자동 제어도
도 3은 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 실시예의 개략도
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 가공수단의 실시예 1 내지 3의 개략도
도 7 내지 11은 본 발명에 따른 제1전달체의 하단의 실시예 1 내지 5를 나타낸 개략도
도 12 내지 도 13은 본 발명에 따른 가공수단의 실시예 4 내지 5의 개략도1 is a schematic view of an apparatus for surface treatment of an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to the present invention
2 is an automatic control diagram of a surface treatment apparatus for an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to the present invention.
3 is a schematic view of an embodiment of an apparatus for surface treatment of an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to the present invention
Figs. 4 to 6 are schematic views of Examples 1 to 3 of the processing means according to the present invention
7 to 11 are schematic views showing the first to fifth embodiments of the lower end of the first carrier according to the present invention;
12 to 13 are schematic views of Examples 4 to 5 of the processing means according to the present invention

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the technical concept of the present invention, are incorporated in and constitute a part of the specification, and are not intended to limit the scope of the present invention.

본 발명은 초음파 진동자에서 발생하는 초음파를 이용하여 가공대상물의 표면을 처리하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for processing a surface of an object to be processed using an ultrasonic vibrator that processes the surface of the object by using ultrasonic waves generated from the ultrasonic vibrator.

본 발명의 방향표시에 있어서, 도면의 상측을 상측, 도면의 하측을 하측, 도면의 상하방향을 상하방향으로 정의하기로 한다.In the direction display of the present invention, the upper side of the drawing is defined as an upper side, the lower side of the drawing is defined as a lower side, and the upper and lower directions of the drawing are defined as a vertical direction.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 개략도이다.1 is a schematic view of an apparatus for surface treatment of an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치(1000)는 가공수단(100), 하우징(200), 초음파 진동자(300), 예압수단(400), 가압수단(500)을 포함하여 구성된다.1, an apparatus 1000 for surface treatment of an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to the present invention includes a processing unit 100, a housing 200, an ultrasonic vibrator 300, a preload unit 400, (500).

상기 가공수단(100)은 상기 초음파 진동자(300)에서 발행하는 초음파를 가동 대상물로 전달하기 위한 구성으로, 가공팁(110), 및 제1전달체(120)를 포함하여 구성된다.The processing means 100 is configured to transmit the ultrasonic waves generated by the ultrasonic vibrator 300 to a moving object and includes a processing tip 110 and a first delivery body 120.

상기 가공팁(110)은 구형상 또는 타원구형상으로 형성될 수 있으며, 하단이 가동 대상물의 표면에 접촉된다.The machining tip 110 may have a spherical or ellipsoidal shape, and a lower end thereof may be in contact with the surface of the movable object.

또한, 상기 가공팁(110)은 공구강, 초경합금강, 세라믹, 다이아몬드 재질로 이루어질 수 있다.The machining tip 110 may be formed of a tool steel, cemented carbide, ceramic, or diamond.

상기 제1전달체(120)는 원통형으로 형성될 수 있으며, 상기 가공팁(110)의 상단을 내부에 고정한다.The first carrier 120 may be formed in a cylindrical shape and fixes the upper end of the processing tip 110 therein.

상기 하우징(200)은 내부가 중공된 원통형으로 형성될 수 있으며, 상기 제1전달체(120)의 상측에 위치한다.The housing 200 may be formed in a hollow cylindrical shape and may be positioned on the upper side of the first carrier 120.

상기 초음파 진동자(300)는 상기 제1전달체(120)의 상단에 초음파를 전달하기 위한 구성으로, 케이스(310), 압전소자(320), 제2전달체(330)를 포함하여 구성된다.The ultrasonic transducer 300 is configured to transmit ultrasound to the upper end of the first transducer 120 and includes a case 310, a piezoelectric transducer 320, and a second transducer 330.

상기 케이스(310)는 내부가 중공된 원통형으로 형성될 수 있으며, 상기 하우징(200)의 내부 하측에 설치된다.The case 310 may be formed in a hollow cylindrical shape, and is installed inside the housing 200.

이 때, 상기 케이스(310)는 상기 하우징(200)의 내주면에서 돌출된 안내벽(140)에 의해 상기 하우징(200)의 내부 하측에 안착될 수 있다.At this time, the case 310 can be seated inside the housing 200 by the guide wall 140 protruding from the inner circumferential surface of the housing 200.

상기 한 쌍의 안내벽(140)은 상기 케이스(310)의 상하방향 이동을 안내하는 역할을 한다.The pair of guide walls 140 serve to guide the movement of the case 310 in the vertical direction.

상기 압전소자(320)는 상기 케이스(310)의 내부에 설치되며 초음파가 발생한다.The piezoelectric element 320 is installed inside the case 310 to generate ultrasonic waves.

상기 제2전달체(330)는 상기 압전소자(320)의 하단과 제1전달체(120)의 상단을 연결하며 상기 압전소자(320)에서 발생한 초음파를 상기 제1전달체(120)의 상단으로 전달한다.The second transporter 330 connects the lower end of the piezoelectric transducer 320 and the upper end of the first transducer 120 and transmits ultrasonic waves generated from the piezoelectric transducer 320 to the upper end of the first transducer 120 .

상기 제1전달체(120)의 상단으로 전달된 초음파는 상기 제1전달체(120)를 경유하여 상기 가공팁(110)으로 전달된다.Ultrasonic waves transmitted to the upper end of the first transporter 120 are transmitted to the processing tip 110 via the first transporter 120.

상기 예압수단(400)은 상기 가공팁(110)에 예압을 가하기 위한 구성으로, 제1플레이트(410), 제2플레이트(420), 탄성부재(430), 예압볼(440)을 포함하여 구성된다.The preload unit 400 includes a first plate 410, a second plate 420, an elastic member 430, and a preloaded ball 440. The preload unit 400 is configured to apply a preload to the machining tip 110, do.

상기 제1플레이트(410)는 상기 하우징(200)의 내부에서 상기 케이스(310)의 상측에 설치되어 상기 케이스(310)의 상단에 결합된다.The first plate 410 is installed on the upper side of the case 310 inside the housing 200 and is coupled to the upper end of the case 310.

또한, 상기 제1플레이트(410)는 양단이 각각 상기 하우징(200)의 내주면에 맞닿는 구조로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.In addition, the first plate 410 may have a structure in which both ends of the first plate 410 abut the inner circumferential surface of the housing 200, but the present invention is not limited thereto.

상기 제2플레이트(420)는 상기 하우징(200)의 내부에서 상기 제1플레이트(410)의 상측으로 일정 간격 이격되게 설치된다.The second plate 420 is spaced apart from the first plate 410 by a predetermined distance in the housing 200.

또한, 상기 제2플레이트(420)는 양단이 각각 상기 하우징(200)의 내주면에 맞닿는 구조로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.In addition, the second plate 420 may have a structure in which both ends of the second plate 420 abut against the inner circumferential surface of the housing 200, but the present invention is not limited thereto.

상기 탄성부재(430)는 상기 제1플레이트(410)와 제2플레이트(420) 사이에 설치되며, 스프링으로 구성될 수 있다.The elastic member 430 is installed between the first plate 410 and the second plate 420 and may be a spring.

상기 예압볼(440)은 상기 제2플레이트(420)의 상단에 맞닿도록 설치된다.The preloaded ball 440 is installed to abut the upper end of the second plate 420.

상기 가압수단(500)은 상기 예압볼(440)을 하측으로 기계적으로 정밀하게 예압하여 상기 가공팁(110)을 상기 가공대상물(10)의 표면에 밀착하는 역할을 한다.The pressing means 500 mechanically and precisely presses the preloaded ball 440 downward to closely contact the machining tip 110 to the surface of the object to be processed 10.

좀 더 상세하게, 상기 가압수단(500)이 상기 예압볼(440)을 하측으로 기계적으로 예압하면 상기 예압볼(440)의 하측에 위치하는 상기 제2플레이트(420), 상기 제2플레이트(420)의 하측에 위치하는 상기 탄성부재(430), 상기 탄성부재(430)의 하측에 위치하는 상기 제1플레이트(410), 상기 제1플레이트(410)의 하측에 위치하는 상기 케이스(310), 상기 케이스(310)의 하측에 위치하는 제1전달체(120), 상기 제1전달체(120)의 하측에 위치하는 가공팁(110)도 하측으로 예압되어, 상기 가공팁(110)이 상기 가공대상물(10)의 표면에 밀착된다.More specifically, when the pressurizing means 500 mechanically pre-pressurizes the pre-pressurized ball 440 downwardly, the second plate 420, the second plate 420, The first plate 410 positioned below the elastic member 430 and the case 310 located below the first plate 410. The elastic member 430 is positioned below the first plate 410, The first transporter 120 positioned below the case 310 and the processing tip 110 positioned below the first transporter 120 are also pre-pressurized downward, (10).

이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 진동자(300)를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치(1000)는 예압수단(400)이 제1플레이트(410), 제2플레이트(420), 탄성부재(430)에 의해 기계식으로 이동되어 가공대상물(10)의 표면에 접촉되는 가공팁(110)에 가해지는 예압을 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.The surface treatment apparatus 1000 of the object to be processed using the ultrasonic vibrator 300 according to the present invention is constructed such that the pre-pressurizing means 400 is attached to the first plate 410, the second plate 420 and the elastic member 430 So that the preload applied to the machining tip 110, which is in contact with the surface of the object 10, can be precisely controlled.

한편, 상기 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치(1000)는 상기 케이스(310)의 내부에 설치되어 상기 압전소자를 냉각하는 냉각모듈(600)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The surface treatment apparatus 1000 for an object to be processed using the ultrasonic vibrator may further include a cooling module 600 installed inside the case 310 to cool the piezoelectric element.

상기 냉각모듈(600)은 냉각유체를 공급하는 컴프레서로 구성될 수 있다.
The cooling module 600 may be configured as a compressor that supplies a cooling fluid.

한편, 상기 하우징(200)은 상기 제1전달체(120)가 상기 가동대상물의 표면에 대해 자유롭게 회전 가능하도록 상기 제1전달체(120)와 제2전달체(330) 사이에 마련되는 플렉쳐힌지(210)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The housing 200 includes a flexible hinge 210 provided between the first transporter 120 and the second transporter 330 such that the first transporter 120 is freely rotatable with respect to the surface of the movable object. ). &Lt; / RTI >

상기 플렉쳐힌지(210)는 와이어커팅에 의해 형성되며, 무마찰탄성베어링 형상으로 이루어진다. 이 때, 상기 플렉처힌지는 한국등록특허 제1103174호의 스테이지 장치(1000)에 구성된 플렉쳐힌지(210)를 이용할 수 있다.The flexure hinge 210 is formed by wire cutting and has a shape of a frictionless elastic bearing. At this time, the flexible hinge 210 may use the flexible hinge 210 configured in the stage device 1000 of Korean Patent No. 1103174.

상기 플렉쳐힌지(210)는 상기 제1전달체(120)가 상기 가동대상물의 표면에 대해 자유롭게 회전 가능하게 함으로써, 상기 가공팁(110)에 가해지는 예압이 상기 가공팁(110)의 특정 부분으로 집중되는 것을 방지할 수 있다.The flexible hinge 210 allows the first transfer body 120 to freely rotate with respect to the surface of the movable object so that a preload applied to the processing tip 110 is transmitted to a specific portion of the processing tip 110 It is possible to prevent concentration.

또한, 상기 하우징(200)은 상기 제1전달체(120)와 제2전달체(330) 사이에 마련되는 가이드(210)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the housing 200 may include a guide 210 provided between the first and second carriers 120 and 330.

상기 가이드(210)는 상기 제1전달체(120)를 고정하는 역할을 한다.The guide 210 serves to fix the first transporter 120.

또한, 상기 예압수단(400)은 리니어 스케일(450)을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 제1플레이트(410)의 상단에 제1돌출턱(415)이 형성될 수 있고 상기 제2플레이트(420)의 하단에 상기 제1돌출턱(415)에 대향하는 제2돌출턱(425)이 형성될 수 있다.The preload unit 400 may further include a linear scale 450. A first protrusion 415 may be formed at an upper end of the first plate 410, 420 may have a second protruding protrusion 425 opposed to the first protruding protrusion 415.

상기 리니어 스케일(450)은 상기 제1플레이트(410)의 외주면에 설치되어 상기 제1플레이트(410)의 상하방향 변위를 측정한다.The linear scale 450 is installed on an outer circumferential surface of the first plate 410 to measure a vertical displacement of the first plate 410.

즉, 상기 리니어 스케일(450)은 상기 제1플레이트(410)의 상하방향 변위를 측정함으로써, 상기 제1플레이트(410)의 상하방향 변위에 따라 상기 가공팁(110)에 가해지는 예압을 좀 더 정밀하게 측정하는 역할을 한다.That is, the linear scale 450 measures a displacement of the first plate 410 in the vertical direction to increase the preload applied to the machining tip 110 in accordance with the vertical displacement of the first plate 410 It serves to measure accurately.

상기 제1돌출턱(415)과 제2돌출턱(425)은 상기 제1플레이트(410)와 제2플레이트(420)가 서로 대향하는 방향으로 이동하는 변위를 제한함으로써, 상기 제1플레이트(410)와 제2플레이트(420) 사이에 설치된 상기 탄성부재(430)가 과도하게 압축되어 상기 가공팁(110)에 과도한 예압이 가해지는 것을 방지하는 역할을 한다.The first protrusion protrusion 415 and the second protrusion protrusion 425 restrict the displacement of the first plate 410 and the second plate 420 in the direction opposite to each other, And the second plate 420 is excessively compressed to prevent excessive preload from being applied to the processing tip 110. As shown in FIG.

또한, 상기 제2플레이트(420)는 상단에 상기 예압볼(440)이 삽입되기 위한 삽입홈(421)이 형성될 수 있다,In addition, the second plate 420 may have an insertion groove 421 for inserting the preloaded ball 440 thereon.

이 때, 상기 예압볼(440)은 제2플레이트(420)의 상단 중심에 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the preloaded ball 440 is preferably formed at the center of the upper end of the second plate 420.

또한, 상기 가압수단(500)은 상기 예압볼(440)을 자동으로 예압하기 위한 상기 슬라이딩가이드(510), 모터(520), 컴퓨터(530)을 포함하여 구성될 수 있다.The pressing unit 500 may include the sliding guide 510, the motor 520, and the computer 530 for automatically pre-pressing the pre-loaded ball 440.

상기 슬라이딩가이드(510)는 상기 하우징(200)의 내부에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 예압볼(440)의 상단에 접촉된다.The sliding guide 510 is installed inside the housing 200 so as to be slidable in the up and down direction and contacts the upper end of the preloaded ball 440.

이 때, 상기 슬라이딩가이드(510)는 상기 하우징(200)의 내주면에 슬라이딩홈이 형성되고 상기 슬라이딩가이드(510)의 외주면에 슬라이딩돌기가 형성되어 상기 하우징(200)의 내부에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.The sliding guide 510 is formed with a sliding groove on the inner circumferential surface of the housing 200 and a sliding protrusion is formed on the outer circumferential surface of the sliding guide 510 so that the sliding guide 510 can be slid up and down in the housing 200 .

상기 모터(520)는 상기 슬라이딩가이드(510)의 내부에 나사결합되는 구동축을 포함하며, 상기 슬라이딩가이드(510)를 상하방향으로 이동시키는 역할을 한다.The motor 520 includes a driving shaft that is screwed into the sliding guide 510 and moves the sliding guide 510 in a vertical direction.

이 때, 상기 모터(520)는 상기 슬라이딩가이드(510)의 너트홈에 나사결합됨으로써, 상기 슬라이딩가이드(510)는 좀 더 정밀하게 이동시킬 수 있다.At this time, the motor 520 is screwed into the nut groove of the sliding guide 510, so that the sliding guide 510 can be moved more precisely.

상기 컴퓨터(530)은 상기 모터(520)를 제어하며 상기 리니어 스케일(450)에서 측정된 상기 제1플레이트(410)의 상하방향 변위가 저장된다.The computer 530 controls the motor 520 and stores a vertical displacement of the first plate 410 measured by the linear scale 450.

한편, 상기 가압수단(500)은 상기 하우징(200)을 관통하여 상기 슬라이딩가이드(510)의 외주면에 밀착되어 상기 슬라이딩가이드(510)가 상하방향으로 이동되지 않도록 고정하는 조임볼트(550)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
The pressing unit 500 includes a fastening bolt 550 which is inserted through the housing 200 and is in close contact with the outer circumferential surface of the sliding guide 510 to fix the sliding guide 510 in a vertical direction And the like.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 자동 제어도이다.2 is an automatic control diagram of a surface treatment apparatus for an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to the present invention.

도 2를 참조하여 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 자동 제어에 대해 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2, automatic control of the surface treatment apparatus using the ultrasonic vibrator according to the present invention will be described.

먼저, 표면처리 가공용 데이터 베이스에서 가공대상물의 경화 깊이에 대한 수치해석을 하여 수치해석 데이터를 생성한다.First, numerical analysis is performed on the hardening depth of the object to be processed in the database for surface processing to generate numerical analysis data.

이 때, 표면처리 가공용 데이터 베이스는 컴퓨터에 내장된 프로그램일 수 있다.At this time, the surface treatment processing database may be a program embedded in a computer.

다음으로, 상기 컴퓨터가 상기 수치해석 데이터를 이용하여 상기 모터의 구동속도과 구동시간 제어신호, 상기 초음파 진동자의 작동시간 제어신호를 생성한다.Next, the computer generates the driving speed of the motor, the driving time control signal, and the operating time control signal of the ultrasonic vibrator by using the numerical analysis data.

다음으로, 상기 모터가 제어되고 상기 초음파 진동자가 제어되는데, 좀 더 상세하게는 상기 모터는 상기 컴퓨터에서 전송된 상기 모터의 구동속도과 구동시간 제어신호에 의해 제어되며, 상기 초음파 진동자는 상기 컴퓨터에서 전송된 상기 초음파 진동자의 작동시간 제어신호에 의해 제어된다.Next, the motor is controlled and the ultrasonic transducer is controlled. More specifically, the motor is controlled by a driving speed and a driving time control signal of the motor transmitted from the computer, and the ultrasonic transducer is transmitted from the computer Is controlled by an operation time control signal of the ultrasonic transducer.

다음으로, 상기 모터가 작동되어 상기 예압볼의 하측에 위치하는 제1플레이트가 상하방향으로 이동되는데, 좀 더 상세하게는 상기 모터는 상기 컴퓨터에서 전송된 상기 모터의 구동속도과 구동시간 제어신호에 따라 작동된다. 또한, 상기 초음파 진동자도 작동된다.Next, the motor is operated to move the first plate positioned below the preloaded ball in the vertical direction. More specifically, the motor is driven according to the driving speed and driving time control signal of the motor, . Further, the ultrasonic vibrator is also operated.

다음으로, 상기 가공팁이 예압되는데, 좀 더 상세하게는 상기 제1플레이트의 상하방향 이동에 의해 예압된다.Next, the machining tip is pre-pressurized, more specifically, pre-pressurized by the up-and-down movement of the first plate.

다음으로, 상기 리니어 스케일이 상기 제1플레이트의 상하방향 변위 데이터를 측정하여 상기 컴퓨터로 전송한다.Next, the linear scale measures the vertical displacement data of the first plate and transmits it to the computer.

마지막으로 상기 컴퓨터는 상기 리니어 스케일에서 전송된 상기 제1플레이트의 상하방향 변위 데이터를 피드백하여 상기 모터의 구동속도과 구동시간 제어신호, 상기 초음파 진동자의 작동시간 제어신호를 다시 생성한다.
Finally, the computer feeds back up / down displacement data of the first plate transmitted from the linear scale to generate a driving speed control signal, a driving time control signal, and an operation time control signal of the ultrasonic transducer.

도 3은 본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치의 실시예의 개략도이다.3 is a schematic view of an embodiment of an apparatus for surface treatment of an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 진동자(300)를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치(1000)의 실시예는 상기 예압볼(440)을 수동으로 예압하기 위한 조절가이드(540)를 포함하여 구성된다.3, an embodiment of a surface treatment apparatus 1000 for an object to be processed using the ultrasonic vibrator 300 according to the present invention includes an adjustment guide 540 for manually pre-pressurizing the preloaded ball 440 .

상기 조절가이드(540)는 상기 하우징(200)의 내부에 상하방향으로 이동가능하게 나사결합되어 상기 예압볼(440)의 상단에 접촉된다.The adjustment guide 540 is screwed into the housing 200 so as to be vertically movable, and contacts the upper end of the preloaded ball 440.

이 때, 상기 조절가이드(540)는 상기 하우징(200)의 내주면에 나사산이 형성되고, 상기 조절가이드(540)의 외주면에 나사산이 형성되어 상기 하우징(200)의 내주면에 나사결합될 수 있다.The adjustment guide 540 may have a thread formed on the inner circumferential surface of the housing 200 and a screw thread may be formed on the outer circumferential surface of the adjustment guide 540 to be screwed to the inner circumferential surface of the housing 200.

이 때, 상기 조절가이드(540)는 상단에 수동조절기구(555)가 돌출 형성될 수 있다. 상기 수동조절기구(555)는 상기 조절가이드(540)가 수동으로 조절되게 하는 역할을 한다.At this time, the adjustment guide 540 may have a manual adjustment mechanism 555 protruded from the upper end thereof. The manual adjustment mechanism 555 serves to adjust the adjustment guide 540 manually.

한편, 상기 가압수단(500)은 상기 하우징(200)을 관통하여 상기 조절가이드(540)의 외주면에 밀착되어 상기 조절가이드(540)가 상하방향으로 이동되지 않도록 고정하는 조임볼트(550)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
The pressing unit 500 includes a tightening bolt 550 which passes through the housing 200 and is in close contact with the outer circumferential surface of the adjusting guide 540 to fix the adjusting guide 540 in a vertical direction And the like.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 가공수단의 실시예 1 내지 3의 개략도이다.4 to 6 are schematic views of Examples 1 to 3 of the processing means according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공수단(100)의 실시예 1은 상기 가공팁(110)이 구형상으로 형성되며, 상기 제1전달체(120)가 하단(122)과 커버(124)를 포함하여 구성된다.4, the machining means 100 according to the first embodiment of the present invention is characterized in that the machining tip 110 is formed in a spherical shape, and the first transfer body 120 has a lower end 122 and a cover 124).

상기 제1전달체(120)은 하단(122)에 상기 가공팁(110)의 상단이 연접되기 위한 연접홈(122-1)이 형성되며, 상기 연접홈(122-1)은 원뿔형상으로 형성될 수 있다.The first carrier 120 has a lower end 122 formed with a concave groove 122-1 for concatenating the upper end of the processing tip 110 and the concave groove 122-1 formed into a conical shape .

상기 커버(124)는 하단이 상기 가공팁(110)의 외주면을 띠형태로 둘러싸며 상단이 상기 제1전달체(120)의 하단(122) 외주면에 나사결합된다.The lower end of the cover 124 surrounds the outer circumferential surface of the processing tip 110 in a strip shape and the upper end thereof is screwed to the outer circumferential surface of the lower end 122 of the first transfer body 120.

또한, 상기 가공수단(100)의 실시예 1은 상기 커버(124)와 제1전달체(120)의 하단(122)을 고정하는 고정볼트(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The first embodiment of the processing means 100 may further include a fixing bolt 130 for fixing the cover 124 and the lower end 122 of the first transfer body 120.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공수단(100)의 실시예 2는 상기 가공팁(110)의 하단 및 상단이 각각 반구형상 및 너트형상으로 형성되며, 상기 제1전달체(120)의 하단이 볼트 형상으로 형성되어 상기 가공팁(110)의 상단에 나사결합된다.5, in the second embodiment of the processing means 100 according to the present invention, the lower end and the upper end of the machining tip 110 are formed in a hemispherical shape and a nut, respectively, And is screwed to the upper end of the machining tip 110. As shown in Fig.

또한, 상기 가공수단(100)의 실시예 2는 상기 커버(124)와 제1전달체(120)의 하단(122)을 고정하는 고정볼트(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The second embodiment of the processing means 100 may further comprise a fixing bolt 130 for fixing the cover 124 and the lower end 122 of the first carrier 120.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공수단(100)의 실시예 3은 상기 가공팁(110)의 하단 및 상단이 각각 반구형상 및 볼트형상으로 형성되며, 상기 제1전달체(120)의 하단이 너트 형상으로 형성되어 상기 가공팁(110)의 상단에 나사결합될 수 있다.6, in the third embodiment of the processing means 100 according to the present invention, the lower end and the upper end of the machining tip 110 are each formed into a hemispherical shape and a bolt shape, May be formed in the shape of a nut and may be screwed to the upper end of the processing tip 110.

또한, 본 발명에 따른 가공수단(100)의 실시예 3은 상기 커버(124)와 제1전달체(120)의 하단(122)을 고정하는 고정볼트(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
The third embodiment of the processing means 100 according to the present invention may further comprise a fixing bolt 130 for fixing the cover 124 and the lower end 122 of the first transfer body 120.

도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 제1전달체의 하단의 실시예 1 내지 4를 나타낸 개략도이다.Figs. 7 to 11 are schematic views showing Examples 1 to 4 of the lower end of the first carrier according to the present invention. Fig.

도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1전달체의 하단(122)의 실시예 1 내지 4는 각각 상기 연접홈(122-1)이 삼각뿔, 사각뿔, 상단이 직사각형인 사각뿔, 삼각기둥 형상, 반구 형상으로 형성됨으로써, 상기 가공팁의 외주면과 둘러싸며 맞닿는 면적을 좀 더 넓힐 수 있다.
As shown in Figs. 7 to 11, in Examples 1 to 4 of the lower end 122 of the first carrier according to the present invention, each of the concave grooves 122-1 has a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, A triangular columnar shape or a hemispherical shape so that the area of contact with the outer circumferential surface of the machining tip can be further widened.

도 12 내지 도 13은 본 발명에 따른 가공수단의 실시예 4 내지 5의 개략도이다.Figs. 12 to 13 are schematic views of Examples 4 to 5 of the processing means according to the present invention. Fig.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공수단(100)의 실시예 4는 상기 가공팁(110)과 제1전달체(120) 사이에 충진되는 충진유체(150)를 포함하여 구성될 수 있다.12, the fourth embodiment of the processing unit 100 according to the present invention may include a filling fluid 150 filled between the processing tip 110 and the first delivery unit 120 have.

상기 충진유체(150)는 상기 가공팁(110)과 제1전달체(120)의 마찰을 최소화하는 윤활작용과 상기 가공팁(110)과 제1전달체(120)의 마찰로 인해 발생하는 마찰열을 냉각작용을 하게 된다.The filling fluid 150 is cooled by friction between the machining tip 110 and the first carrier 120 to minimize friction and frictional heat generated by the friction between the machining tip 110 and the first carrier 120. [ .

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공수단(100)의 실시예 5는 상기 충진유체(150)가 자성을 띈 자성유체로 구성되며, 상기 제1전달체(120)의 외주면에 결합되는 자석(160)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 13, in the fifth embodiment of the processing means 100 according to the present invention, the filling fluid 150 is made of a magnetic fluid having magnetic properties, and is coupled to the outer circumferential surface of the first carrier 120 And may include a magnet 160.

상기 자석(160)은 상기 자성유체(또는 상기 충진유체(150))를 상측으로 잡아당겨서 상기 자성유체(또는 상기 충진유체(150))가 상기 가공팁(110)과 제1전달체(120) 사이로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
The magnet 160 pulls the magnetic fluid (or the filling fluid 150) upward and the magnetic fluid (or the filling fluid 150) is drawn between the processing tip 110 and the first carrier 120 It prevents the outflow.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 가공대상물
1000 : 본 발명에 따른 가공대상물의 표면 처리 장치
100 : 가공수단
110 : 가공팁
120 : 제1전달체
122 : 제1전달체의 하단
122-1 : 연접홈
124 : 커버
130 : 고정볼트
140 : 안내벽
150 : 충진유체
160 : 자석
200 : 하우징
210 : 플렉쳐힌지, 가이드
300 : 초음파 진동자
310 : 케이스
320 : 압전소자
330 : 제2전달체
400 : 예압수단
410 : 제1플레이트
415 : 제1돌출턱
420 : 제2플레이트
421 : 삽입홈
425 : 제2돌출턱
430 : 탄성부재
440 : 예압볼
450 : 리니어 스케일
500 : 가압수단
510 : 슬라이딩가이드
520 : 모터
530 : 컴퓨터
540 : 조절가이드
550 : 조임볼트
555 : 수동조절기구
600 : 냉각모듈
10: object to be processed
1000: A surface treatment apparatus for an object to be processed according to the present invention
100: Processing means
110: Machining tip
120: first carrier
122: the bottom of the first carrier
122-1: Coupling groove
124: cover
130: Fixing bolt
140:
150: filling fluid
160: magnet
200: Housing
210: Flexure hinge, guide
300: Ultrasonic vibrator
310: Case
320: piezoelectric element
330: second carrier
400: preloading means
410: first plate
415: first protruding jaw
420: second plate
421: insertion groove
425: second protruding jaw
430: elastic member
440: Preloaded ball
450: Linear scale
500: Pressurizing means
510: Sliding guide
520: motor
530: Computer
540: Adjustment guide
550: Fastening bolt
555: Manual adjustment mechanism
600: cooling module

Claims

하단이 가공대상물의 표면에 접촉되는 가공팁과, 상기 가공팁의 상단을 고정하는 제1전달체를 포함하는 가공수단;
상기 제1전달체의 상측에 위치하는 하우징;
상기 하우징의 내부에 설치되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되어 초음파를 인가하는 압전소자와, 상기 압전소자의 하단과 제1전달체의 상단을 연결하는 제2전달체를 포함하는 초음파 진동자;
상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 케이스의 상단에 결합되는 제1플레이트와, 상기 하우징의 내부에서 상기 제1플레이트의 상측에 설치되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 설치되는 탄성부재와, 상기 제2플레이트의 상단에 설치되는 예압볼을 포함하는 예압수단; 및
상기 예압볼을 하측으로 기계적으로 예압하여 상기 가공팁을 상기 가공대상물의 표면에 밀착하는 가압수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
A machining means including a machining tip whose lower end is in contact with the surface of the object to be machined, and a first carrier for fixing the upper end of the machining tip;
A housing positioned above the first carrier;
An ultrasonic transducer including a case installed inside the housing, a piezoelectric element provided inside the case and applying ultrasonic waves, and a second transducer connecting the lower end of the piezoelectric element and an upper end of the first transducer;
A first plate disposed inside the housing and coupled to an upper end of the case, a second plate disposed on the upper side of the first plate in the housing, and a second plate disposed between the first plate and the second plate A preloading means including an elastic member and a preloaded ball mounted on an upper end of the second plate; And
And a pressing means for mechanically preloading the preloaded ball downward to bring the machining tip into close contact with the surface of the object to be processed.

제1항에 있어서, 상기 하우징은
상기 제1전달체가 상기 가공대상물의 표면에 대해 자유롭게 회전 가능하도록 상기 제1전달체와 제2전달체 사이에 마련되는 플렉쳐힌지 또는 상기 제1전달체와 제2전달체 사이에 마련되는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the housing
And a pivot hinge provided between the first and second transporters so that the first transporter is freely rotatable with respect to the surface of the object or a guide provided between the first transporter and the second transporter Wherein the ultrasonic transducer is disposed on the surface of the object to be processed.

제1항에 있어서, 상기 예압수단은
상기 제1플레이트의 외주면에 설치되어 상기 제1플레이트의 상하방향 변위를 측정하는 리니어 스케일을 더 포함하며,
상기 제1플레이트의 상단에 제1돌출턱이 형성되고 상기 제2플레이트의 하단에 상기 제1돌출턱에 대향하는 제2돌출턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the pre-
And a linear scale provided on an outer circumferential surface of the first plate and measuring a displacement of the first plate in a vertical direction,
Wherein a first protruding step is formed on an upper end of the first plate and a second protruding step is formed on a lower end of the second plate so as to face the first protruding step. .

제1항에 있어서, 상기 제2플레이트는
상단에 상기 예압볼이 삽입되기 위한 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the second plate
And an insertion groove for inserting the preloaded ball is formed at an upper end of the insertion hole.

제3항에 있어서, 상기 가압수단은
상기 하우징의 내부에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 예압볼의 상단에 접촉되는 슬라이딩가이드, 상기 슬라이딩가이드의 내부에 나사결합되는 구동축을 포함하는 모터, 상기 모터를 제어하며 상기 리니어 스케일에서 측정된 상기 제1플레이트의 상하방향 변위가 저장되는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
4. The apparatus according to claim 3, wherein the pressing means
A motor including a sliding guide installed inside the housing so as to be slidable in the up and down direction to be in contact with an upper end of the preloaded ball and a driving shaft screwed into the sliding guide, And a computer in which a vertical displacement of the first plate is stored.

제3항에 있어서, 상기 가압수단은
상기 하우징의 내부에 상하방향으로 이동가능하게 나사결합되어 상기 예압볼의 상단에 접촉되는 조절가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
4. The apparatus according to claim 3, wherein the pressing means
And an adjusting guide threadably engaged with the inside of the housing so as to be vertically movable so as to be in contact with an upper end of the preloaded ball.

제1항에 있어서, 상기 가공수단은
상기 가공팁이 구형상으로 형성되며,
상기 제1전달체의 하단에 상기 가공팁의 상단이 연접되기 위한 연접홈이 형성되며,
하단이 상기 가공팁의 외주면을 둘러싸며 상단이 상기 제1전달체의 하단에 나사결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
2. The apparatus according to claim 1,
Wherein the machining tip is formed in a spherical shape,
Wherein a connecting groove is formed at a lower end of the first carrier for connecting the upper end of the processing tip,
And a cover having a lower end surrounding the outer circumferential surface of the machining tip and an upper end screwed to a lower end of the first delivery member.

제1항에 있어서, 상기 가공수단은
상기 가동팁의 하단 및 상단이 각각 반구형상 및 너트형상으로 형성되며,
상기 제1전달체의 하단이 볼트 형상으로 형성되어 상기 가공팁의 상단에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
2. The apparatus according to claim 1,
The lower end and the upper end of the movable tip are respectively formed into a hemispherical shape and a nut shape,
Wherein the lower end of the first carrier is formed in a bolt shape and is screwed to the upper end of the processing tip.

제1항에 있어서, 상기 가공수단은
상기 가공팁의 하단 및 상단이 각각 반구형상 및 볼트형상으로 형성되며,
상기 제1전달체의 하단이 너트 형상으로 형성되어 상기 가공팁의 상단에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
2. The apparatus according to claim 1,
The lower end and the upper end of the processing tip are each formed into a hemispherical shape and a bolt shape,
Wherein a lower end of the first delivery member is formed in a nut shape and is screwed to an upper end of the machining tip.

제1항에 있어서, 상기 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치는
상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 압전소자를 냉각하는 냉각모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
The surface treatment apparatus for an object to be processed according to claim 1, wherein the ultrasonic vibrator
And a cooling module installed inside the case to cool the piezoelectric element. The apparatus for surface treatment of an object to be processed using an ultrasonic vibrator according to claim 1,

제1항에 있어서, 상기 가공수단은
상기 가공팁과 제1전달체 사이에 충진되는 충진유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.
2. The apparatus according to claim 1,
And a filling fluid filled between the machining tip and the first carrier. The apparatus for processing a surface of an object to be processed using the ultrasonic vibrator according to claim 1,

제11항에 있어서, 상기 가공수단은
상기 충진유체가 자성유체이며,
상기 제1전달체의 외주면에 결합되는 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치.12. The apparatus according to claim 11,
Wherein the filling fluid is a magnetic fluid,
And a magnet coupled to an outer circumferential surface of the first carrier.