(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2010년11월11일
(11) 등록번호 10-0993889
(24) 등록일자 2010년11월05일
(51) Int. Cl.

B23Q 1/70 (2006.01) B23D 79/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2008-0088058
(22) 출원일자 2008년09월08일
심사청구일자 2008년09월08일
(65) 공개번호 10-2010-0029320
(43) 공개일자 2010년03월17일
(56) 선행기술조사문헌
JP11165242 A
JP2006281387 A
JP2008183711 A
(73) 특허권자
이계환
인천 연수구 청학동 455번지 하나아파트 106동
101호
(72) 발명자
이계환
인천 연수구 청학동 455번지 하나아파트 106동
101호
(74) 대리인
최중일
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 김정락
(54) 복합 패턴 가공 장치
(57) 요 약
본 발명은 가공장치에서 가공물을 이동시키지 않고, 여러 형태의 문양을 가공할 수 있도록 하여 생산성을 향상시
키고, 하나의 제품에 여러 종류의 문양을 가공하기 위하여 해당 문양을 가공하는 가공장치에 가공물을 설치할 때
마다 수행되었던 가공물 정렬 공정을 생략할 수 있도록 하며, 나아가 제품 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있도
록 하는 복합 패턴 가공장치에 관한 것으로서, 가공물(308)을 안착시키는 지그(310), 이 지그(310)에 상기 가공
물(308)을 진공 흡착에 의해 고정시키는 가공물 고정부(304), 상기 지그(310)를 회전시키는 주축 회전부(302)를
구비하는 가공물 고정 유닛(300); 스핀 패턴 가공 팁(112)을 구비하고, 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방
향으로 이동하면서 상기 가공물(308)에 원형 또는 나선형의 스핀 패턴을 형성하는 스핀 유닛(100); 상기 가공물
(308)에 원호 패턴을 가공하는 원호 패턴 가공 팁(212), 이 원호 패턴 가공 팁(212)을 회전시키는 팁 회전 구동
부(216)을 구비하고, 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하면서 상기 가공물(308)에 원호 패턴을
형성하는 스핀들 유닛(200); 및 사전에 설정된 제어값에 따라, 상기 가공물 고정 유닛(300)을 제어하여 가공물
(308)이 고정된 지그(310)가 회전 구동함과 동시에 상기 스핀 유닛(100)과 스핀들 유닛(200)을 순차적으로 구동
하여 상기 가공물(308)에 스핀 패턴 또는 원호 패턴을 복합적으로 형성하도록 제어하는 제어반(400);을
구비한다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-0993889
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특허청구의 범위
청구항 1
가공물(308)을 안착시키는 지그(310), 이 지그(310)에 상기 가공물(308)을 진공 흡착에 의해 고정시키는 가공물
고정부(304), 상기 지그(310)를 회전시키는 주축 회전부(302)를 구비하는 가공물 고정 유닛(300);
스핀 패턴 가공 팁(112)을 구비하고, 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하면서 상기 가공물
(308)에 원형 또는 나선형의 스핀 패턴을 형성하는 스핀 유닛(100);
상기 가공물(308)에 원호 패턴을 가공하는 원호 패턴 가공 팁(212), 이 원호 패턴 가공 팁(212)을 회전시키는
팁 회전 구동부(216)을 구비하고, 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하면서 상기 가공물(308)
에 원호 패턴을 형성하는 스핀들 유닛(200); 및
사전에 설정된 제어값에 따라, 상기 가공물 고정 유닛(300)을 제어하여 가공물(308)이 고정된 지그(310)가 회전
구동함과 동시에 상기 스핀 유닛(100)과 스핀들 유닛(200)을 순차적으로 구동하여 상기 가공물(308)에 스핀 패
턴 또는 원호 패턴을 복합적으로 형성하도록 제어하는 제어반(400);을 구비하는 복합 패턴 가공장치.
청구항 2
제 1항에 있어서,
상기 가공물 고정 유닛(300)은, 상기 스핀들 유닛(200)에 의해 상기 가공물(308)에 스핀 패턴이 형성되는 공정
에서는 상기 지그(310)를 다수 횟수 회전시키고, 상기 스핀 유닛(100)에 의해 상기 가공물(308)에 원호 패턴이
형성되는 공정에서는 상기 지그(310)를 1회 회전시키도록 동작 제어되는 복합 패턴 가공장치.
청구항 3
제 1항에 있어서,
상기 가공물 고정 유닛(300)은, 복합 패턴이 완성된 가공물(308)을 상기 지그(310)에서 탈거시키기 위한 가공물
배출부(306)가 더 구비되는 복합 패턴 가공장치.
청구항 4
제 1항에 있어서,
상기 스핀 유닛(100)과 스핀들 유닛(200)에는 각각 각 팁들(112, 212)이 가공물(308) 상에 패턴을 형성할 때 각
팁들(112, 212)과 가공물(308)의 접촉 부위를 세척 및 냉각하는 세척부(108, 208)와 냉각부(110, 210)가 더 구
비되는 복합 패턴 가공장치.
청구항 5
제 1항에 있어서,
상기 스핀들 유닛(200)에는, 상기 원호 패턴 가공 팁(212)의 설치 각도를 조정하는 팁 각도 조절부(214)가 더
구비되는 복합 패턴 가공장치.
청구항 6
제 1항에 있어서,
상기 스핀들 유닛(200)에는, 상기 원호 패턴 가공 팁(212)을 회전시킬 때 상기 팁 회전 구동부(216)에서 발생되
는 열을 냉각시키기 위한 냉각수단이 더 구비되는 복합 패턴 가공장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
등록특허 10-0993889
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본 발명은 복합 패턴 가공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 가공장치에서 가공물을 이동시키지 않[0001]
고, 가공물 상에 여러 형태의 문양을 가공할 수 있도록 하는 복합 패턴 가공장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
휴대단말기의 키패드나 LCD액정의 둘레를 감싸는 윈도우 등은 내구성이 우수한 금속재로 제작되는데, 이러한 키[0002]
패드나 윈도우 등(이하 금속장식품이라 함)의 표면에 여러 가지 문양을 형성하는 다양한 가공장치들이
개시된다.
메탈키패드나 메탈윈도우 등의 금속장식품에 나선 문양의 스핀 패턴을 형성하는 장치가 등록특허 제10-[0003]
0564056호[발명의 명칭; 스파이럴문양 가공장치]에 개시된다.
또, 본 출원인에 의해 등록된 특허 제10-816775호(스핀 형성장치)에도 나선 문양의 스핀 패턴을 가공하는 기술[0004]
이 개시된다.
이러한 스핀 패턴 가공장치는 가공하고자 하는 칩(이하 가공물이라 함)을 지그에 고정 시킨 후 이 지그를 회전[0005]
시킴과 동시에 절삭 공구를 상하좌우로 움직여 가공물 표면에 문양을 가공하는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 패턴 가공장치는 동일 종류의 패턴만을 형성하도록 되어 있다. [0006]
즉, 동일한 가공물 상에 서로 다른 여러 종류의 패턴을 가공하기 위해서는 우선 하나의 패턴 가공장치에서 패턴[0007]
을 가공한 후 이 가공물을 다른 패턴 가공장치로 옮겨 다른 패턴을 가공하도록 되어 있다.
이와 같이 종래의 패턴 가공장치는 동일한 가공물 상에 여러 패턴을 가공하기 위해서는 가공하고자 하는 패턴[0008]
수만큼 가공장치를 구비하여야 하는 가공설비 구축상의 어려움이 존재한다.
또, 종래의 패턴 가공장치는 하나의 패턴이 완성되면 이 가공물을 다른 가공장치로 이동시켜 다른 패턴을 완성[0009]
하도록 되어 있기 때문에 작업 시간이 많이 소요되어 생산성이 저하된다.
또 종래의 패턴 가공장치는 하나의 패턴이 가공된 가공물을 다른 가공장치로 이동할 때마다 가공장치의 중심에[0010]
가공물 중앙을 매번 정렬하여야 하므로 이 정렬 작업을 위한 설비들이 각 가공장치마다 구비되어야 하고, 가공
물 정렬 작업 공정이 매우 까다로운 문제가 있는 것이다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
본 발명의 목적은 이와 같은 문제점들을 해결하고자 하는 것으로서, 하나의 가공장치에서 가공물을 이동시키지[0011]
않고, 여러 형태의 문양을 가공할 수 있도록 하여 생산성을 향상시키고, 하나의 가공물에 여러 종류의 문양을
가공하기 위하여 해당 문양을 가공하는 가공장치에 가공물을 설치할 때마다 수행되었던 가공물 정렬 공정을 생
략할 수 있도록 하며, 나아가 제품 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있도록 하는 복합 패턴 가공장치를 제공하는
것이다.
과제 해결수단
본 발명은 상기한 목적을 실현하기 위하여 다음과 같은 수단들을 구비한다.[0012]
본 발명은 가공물(308)을 안착시키는 지그(310), 이 지그(310)에 상기 가공물(308)을 진공 흡착에 의해 고정시[0013]
키는 가공물 고정부(304), 상기 지그(310)를 회전시키는 주축 회전부(302)를 구비하는 가공물 고정 유닛(300);
스핀 패턴 가공 팁(112)을 구비하고, 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하면서 상기 가공물
(308)에 원형 또는 나선형의 스핀 패턴을 형성하는 스핀 유닛(100); 상기 가공물(308)에 원호 패턴을 가공하는
원호 패턴 가공 팁(212), 이 원호 패턴 가공 팁(212)을 회전시키는 팁 회전 구동부(216)을 구비하고, 프레임
(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하면서 상기 가공물(308)에 원호 패턴을 형성하는 스핀들 유닛
등록특허 10-0993889
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(200); 및 사전에 설정된 제어값에 따라, 상기 가공물 고정 유닛(300)을 제어하여 가공물(308)이 고정된 지그
(310)가 회전 구동함과 동시에 상기 스핀 유닛(100)과 스핀들 유닛(200)을 순차적으로 구동하여 상기 가공물
(308)에 스핀 패턴 또는 원호 패턴을 복합적으로 형성하도록 제어하는 제어반(400);을 구비한다.
상기 가공물 고정 유닛(300)은, 상기 스핀들 유닛(200)에 의해 상기 가공물(308)에 스핀 패턴이 형성되는 공정[0014]
에서는 상기 지그(310)를 다수 횟수 회전시키고, 상기 스핀 유닛(100)에 의해 상기 가공물(308)에 원호 패턴이
형성되는 공정에서는 상기 지그(310)를 1회 회전시키도록 동작 제어되는 것이 바람직하다.
상기 가공물 고정 유닛(300)은, 복합 패턴이 완성된 가공물(308)을 상기 지그(310)에서 탈거시키기 위한 탈거장[0015]
치가 더 구비될 수 있다.
상기 스핀 유닛(100)과 스핀들 유닛(200)에는 각각 각 팁들(112, 212)이 가공물(308) 상에 패턴을 형성할 때 각[0016]
팁들(112, 212)과 가공물(308)의 접촉 부위를 세척 및 냉각하는 세척부(108, 208)와 냉각부(110, 210)가 더 구
비될 수 있다.
상기 스핀들 유닛(200)에는, 상기 원호 패턴 가공 팁(212)의 설치 각도를 조정하는 팁 각도 조절부(214)가 더[0017]
구비될 수 있다.
상기 스핀들 유닛(200)에는, 상기 원호 패턴 가공 팁(212)을 회전시킬 때 상기 팁 회전 구동부(216)에서 발생되[0018]
는 열을 냉각시키기 위한 냉각수단이 더 구비될 수 있다.
효 과
본 발명은 지그에 가공물을 고정시켜 놓은 상태에서 여러 종류의 패턴을 가공할 수 있기 때문에 가공하고자 하[0019]
는 패턴 수만큼 가공장치를 구비하여야 하는 어려움을 해소하고, 작업시간을 단축시켜 생산성을 높이게 된다.
또 본 발명은 가공물을 움직이지 않고 여러 종류의 패턴을 가공할 수 있기 때문에 하나의 패턴이 가공된 가공물[0020]
을 다른 가공장치로 이동할 때마다 가공장치의 중심에 가공물 중앙을 매번 정렬하여야 하는 작업을 생략할 수
있도록 하고, 정렬 작업을 위한 설비들이 별도로 구비되지 않아도 되도록 한다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. [0021]
도 1은 본 발명에 따른 복합 패턴 가공장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 복합 패턴 가공장치의 정[0022]
면도이고, 도 3은 도 1에 도시한 복합 패턴 가공장치의 평면도이고, 도 4는 도 1에 도시한 복합 패턴 가공장치
의 측면도이고, 도 5는 도 1에 도시한 스핀 패턴 가공 팁의 상세도이고, 도 6은 도 1에 도시한 원호 패턴 가공
팁의 상세도이고, 도 7은 도 1에 도시한 가공물 고정 유닛의 상세도이고, 도 8은 도 6에 도시한 원호 패턴 가공
팁의 설치 각도에 따른 동작 예시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 복합 패턴 가공장치에 의해 가공물 표면에 가
공되는 복합 패턴의 예시도이다.
본 발명에 따른 복합 패턴 가공장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 가공물(308) 상에 스핀 패턴을 가공하는 스핀[0023]
유닛(100), 가공물(308) 상에 원호 패턴을 가공하는 스핀들 유닛(200), 가공물(308)을 고정시키기 위한 가공물
고정 유닛(300), 그리고 상기 스핀 유닛(100), 스핀들 유닛(200), 가공물 고정 유닛(300)의 동작을 제어하는 제
어반(400)으로 구성된다. 이 복합 패턴 가공장치에 의해 가공되는 패턴들을 예시적으로 도 9에 나타내었다.
보다 상세하게, 본 발명 복합 패턴 가공장치는, 가공물(308)을 안착시키는 지그(310), 이 지그(310)에 상기 가[0024]
공물(308)을 진공 흡착에 의해 고정시키는 가공물 고정부(304), 상기 지그(310)를 회전시키는 주축 회전부(30
2)를 구비하는 가공물 고정 유닛(300), 스핀 패턴 가공 팁(112)을 구비하고, 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z
축 방향으로 이동하면서 상기 가공물(308)에 원형 또는 나선형의 스핀 패턴을 형성하는 스핀 유닛(100), 상기
가공물(308)에 원호 패턴을 가공하는 원호 패턴 가공 팁(212), 이 원호 패턴 가공 팁(212)을 회전시키는 팁 회
전 구동부(216)을 구비하고, 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하면서 상기 가공물(308)에 원
호 패턴을 형성하는 스핀들 유닛(200) 및 사전에 설정된 제어값에 따라, 상기 가공물 고정 유닛(300)을 제어하
여 가공물(308)이 고정된 지그(310)가 회전 구동함과 동시에 상기 스핀 유닛(100)과 스핀들 유닛(200)을 순차적
으로 구동하여 상기 가공물(308)에 스핀 패턴 또는 원호 패턴을 복합적으로 형성하도록 제어하는 제어반(400)을
등록특허 10-0993889
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구비하여 구성된다.
상기 스핀 유닛(100)은 가공물(308) 상에 스핀 패턴을 형성하는 것으로서, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이,[0025]
프레임(500)에 설치되어 X축, Y축, Z축으로 이동하면서 지그(310)에 고정된 가공물(308)에 스핀 패턴을 형성하
게 된다.
여기서 스핀 패턴이란 원형 또는 나선형의 패턴을 의미하는 것으로서, 도 9의 (a) 내지 (d)에 스핀 패턴(S)을[0026]
예시적으로 도시하였다. 원형 패턴은 스핀 패턴 가공 팁(112)이 가공물(308)의 표면과 접촉된 채 고정된 상태에
서 가공물(308)이 1회전 하였을 때 형성되는 것이고, 나선형 패턴은 스핀 패턴 가공 팁(112)이 가공물(308)의
표면과 접촉된 상태에서 1축으로 이동을 함과 동시에 가공물(308)이 회전 하였을 때 형성되는 것이다.
상기 스핀 패턴 가공 팁(112)은 소정의 홀더에 고정 설치되어 각각 X축, Y축, Z축으로 이동시키기 위한 X축, Y[0027]
축, Z축 구동부(102, 104, 106)에 의해 이동된다.
여기서, 상기 X축, Y축, z축 구동부(102, 104, 106)는 작업자에 의해 동작될 수 있고, 사전에 설정된 값에 따라[0028]
제어반(400)에 의해 동작될 수 있다. 또 X축은 스핀 패턴 가공 팁(112)이 가공물(308) 방향으로 수평 이동하는
축을 의미하고, Y축은 X축과 수직한 축을 의미하고, Z축은 스핀 패턴 가공 팁(112)이 가공물(308) 방향으로 수
직 이동하는 축을 의미한다.
상기 스핀 유닛(100)의 동작을 설명한다. [0029]
우선, 가공물 고정 유닛(300)에 가공물(308)이 고정되게 배치된 상태에서, 작업자 또는 제어반(400)에 의해 지[0030]
그(310)에 배치된 가공물(308)이 스핀 패턴 가공 팁(112)이 설정하는 X축에 위치되도록 스핀 패턴 가공 팁(11
2)이 이동된다.
이어서, 가공물(308)이 스핀 패턴 가공 팁(112)이 설정하는 Z축에 위치되도록 스핀 패턴 가공 팁(112)이 이동된[0031]
다.
이어서, 스핀 패턴 가공 팁(112)이 가공물(308)에 패턴을 형성하기 위한 위치로 Z축 이동된 상태에서, 가공물[0032]
(308)을 고속으로 회전시켜 원하는 스핀 패턴을 가공하게 된다.
상기한 바와 같은 스핀 패턴 가공 공정은 상기 스핀 패턴 가공 팁(112)이 고정된 채로 수행되어 원형의 패턴을[0033]
가공할 수 있고, 상기 스핀 패턴 가공 팁(112)이 X축 방향으로 이동하면서 나선형의 패턴을 가공할 수 있다.
상기 가공물 고정 유닛(300)은 가공물(308)이 안착되는 지그(310), 이 지그(310)에 안착된 가공물(308)을 진공[0034]
흡착 등에 의해 고정시키는 가공물 고정부(304), 상기 지그(310)를 회전시키는 주축 회전부(302), 패턴이 가공
된 가공물을 지그(310)에서 이탈시키는 가공물 배출부(306) 등이 구비된다.
상기 가공물 배출부(306)는 상기 지그(310)에 구비되는 홀(310a)을 통해 공기를 분출함으로써 가공물(308)을 지[0035]
그(310)에 탈거시키게 된다.
상기 가공물(308)은 지그(310)에 고정되게 설치된다. 이 지그(310)는 도 7에 도시한 바와 같이 다수의 흡착 홀[0036]
(310a)이 형성되어 있다. 상기 흡착 홀(310a)은 프레임(500) 내부에 구성되는 가공물 고정부(304)에 연결되어
진공 흡착에 의해 가공물(310)을 고정되게 지지하도록 한다.
여기서, 상기 가공물(308)을 고정하는 수단은 다양하게 변형할 수 있다. 즉, 상기 가공물(308)은 상기한 바와[0037]
같이 진공 흡착에 의해 고정되게 할 수 있고, 소정의 척을 이용하여 가공물(308)의 내측 또는 외곽을 파지하여
움직이지 못하게 할 수 있다.
상기 지그(310)는 회전이 가능하도록 추축 회전부(302)에 설치된다. 이 주축 회전부(302)는 프레임(500)의 내부[0038]
에 설치되는 모터 등에 의해 회전되어 상기 지그(310)를 회전시키는 것이다. 이는 결과적으로 지그(310)에 고정
되는 가공물(308)을 회전시켜 스핀 패턴을 가공할 수 있도록 하는 것이다. 상기 주축 회전부(302)는 스핀 패턴
가공 시 고속으로 회전하게 된다.
상기 스핀 유닛(100)은 가공물(308)에 스핀 패턴을 형성하면서 스핀 패턴 가공 팁(112)이 Z축 방향으로 이동하[0039]
게 되면 가공물(308)에 가공되는 패턴의 깊이를 임의로 조절할 수 있다.
또 상기 스핀 유닛(100)은 가공물(308)의 모서리를 경사지게 가공할 수 있고, 가공물(308)의 측면도 다양한 패[0040]
턴으로 가공할 수 있다.
상기 스핀들 유닛(200)은 가공물(308)에 원호 패턴을 가공하는 것으로서, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이,[0041]
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프레임(500)에 설치되어 X축, Y축, Z축으로 이동하면서 지그(310)에 고정된 가공물(308)에 원호 패턴을 형성하
게 된다. 도 9의 (a), (b)와 (d), (e)에 원호 패턴(A)을 나타내었다.
상기 스핀들 유닛(200)은 X축 구동부(202), Y축 구동부(204), Z축 구동부(206), 세척부(208), 냉각부(210), 원[0042]
호 패턴 가공 팁(212), 팁 각도 조정부(214), 팁 회전 구동부(216) 등이 구비된다.
상기 스핀들 유닛(200)은 프레임(500) 위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하여 패턴 형성을 위한 위치를 잡[0043]
은 상태에서 가공물(308)에 원호 패턴을 가공하는 원호 패턴 가공 팁(212)을 고속으로 회전시키면서 가공물
(308)에 원호 패턴을 형성하게 된다.
이때 상기 가공물 고정 유닛(300)의 주축 회전부(302)는 지그(310)를 회전시켜 가공물(308)을 회전시키게 된다.[0044]
즉, 가공물(308)이 회전함과 동시에 원호 패턴 가공 팁(212)이 회전하면서 원호 패턴이 가공되는 것이다. 가공
물(308)은 1회 회전시키고, 원호 패턴 가공 팁(212)은 고속으로 여러 횟수 회전시키는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 형성되는 원호 패턴은 가공물(308)의 회전속도와 원호 패턴 가공 팁(212)의 회전속도에 따라[0045]
각 원호 패턴의 간격이 조절된다.
또 상기 원호 패턴은 가공물(308)과 원호 패턴 가동 팁(212)의 회전 방향에 따라 다양하게 가공될 수 있다.[0046]
상기 원호 패턴 가공 팁(212)은 소정의 홀더에 고정 설치되어 상기 X축, Y축, Z축 구동부(202, 204, 206)에 의[0047]
해 이동되면서 원호 패턴을 가공하게 될 위치를 설정할 수 있다.
여기서, 상기 X축, Y축, z축 구동부(202, 204, 206)는 작업자에 의해 동작될 수 있고, 사전에 설정된 값에 따라[0048]
제어반(400)에 의해 동작될 수 있다. 또 X축은 스핀 패턴 가공 팁(112)이 가공물(308) 방향으로 수평 이동하는
축을 의미하고, Y축은 X축과 수직한 축을 의미하고, Z축은 스핀 패턴 가공 팁(112)이 가공물(308) 방향으로 수
직 이동하는 축을 의미한다.
상기 스핀들 유닛(200)의 동작을 설명하면, 가공물 고정 유닛(300)에 가공물(308)이 고정되게 배치된 상태에서,[0049]
X축, Y축, Z축 구동부(202, 204, 206)에 의해 원호 패턴 가공 팁(212)이 원호 패턴 가공 위치에 이동되어 배치
된 후, 가공물(308)이 회전하는 동안 원호 패턴 가공 팁(212)이 고속으로 회전하면서 가공물(308) 상에 원호 패
턴을 가공하게 된다.
상기 팁 회전 구동부(216)는 가공물(308)에 원호 패턴을 가공하기 위해 상기 원호 패턴 가공 팁(212)을 고속으[0050]
로 회전시킬 때 많은 양의 열이 발생하게 되므로 이 열을 냉각시키기 위한 별도의 냉각수단(미도시)을 더 구비
하는 것이 바람직하다.
상기 스핀들 유닛(200)에는, 상기 원호 패턴 가공 팁(212)을 회전시킬 때 상기 팁 회전 구동부(216)에서 발생되[0051]
는 열을 냉각시키기 위한 냉각수단이 더 구비되는 복합 패턴 가공장치.
한편, 상기 원호 패턴 가공 팁(212)은 도 6에 도시한 바와 같이 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 좌우 대칭[0052]
형상을 가진다.
상기 원호 패턴 가공 팁(212)은 도 8의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 지그(310)에 설치된 가공물(308)의[0053]
면 방향과 평행하게 설치되거나 일정 각도로 기울어져 설치되어 다양한 문양을 가공할 수 있다.
보다 상세하게, 상기 원호 패턴 가공 팁(212)이, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 가공물(308)과 평행(a=a')하게[0054]
설치되면 예시된 바와 같이 원호 패턴이 서로 마주보는 형태로 가공되고, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 가공
물(308)의 면 방향에 대해 한쪽으로 기울어져 설치되면 예시된 바와 같이 한쪽 방향으로 정렬되는 원호 패턴이
가공되고, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이 가공물(308)의 면 방향에 대해 다른 한쪽으로 기울어져 설치되면 예
시된 바와 같이 다른 한쪽으로 정렬되는 원호 패턴이 가공되게 된다.
이와 같이 팁 각도 조정부(214)에 의해 원호 패턴 가공 팁(212)이 어느 일방향으로 기울어져 회전 동작하게 되[0055]
면 이 기울기에 대응되는 만큼 가공물(308) 상에 가공되는 원호 패턴의 깊이가 서로 달라진다. 즉, 하나의 원호
패턴일지라도 이 패턴의 시작점에서의 패턴 가공 깊이와 종료점에서의 패턴 가공 깊이는 서로 동일하지만 시작
점과 종료점의 사이에 형성되는 패턴의 가공 깊이는 시작점과 종료점보다 더 깊어지게 되는 것이다.
상기한 바와 같이 가공되는 원호 패턴을 다양하게 연출하기 위해서 상기 원호 패턴 가공 팁(212)의 설치 각도는[0056]
팁 각도 조정부(214)에 의해 조정되는 것이 바람직하다. 상기 팁 각도 조정부(214)는 상기 제어반(400)의 제어
하에 자동으로 동작할 수 있고 작업자에 의해 기계적으로 가공물(308)의 면 방향과의 각도가 조절되고 고정되도
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록 구성할 수 있다.
상기 스핀 패턴 공정과 원호 패턴 공정의 순서는 임의로 선택될 수 있다.[0057]
그리고 상기 스핀 유닛(100)과 스핀들 유닛(200)에는 각각 각 팁들(112, 212)이 가공물(308) 상에 패턴을 형성[0058]
할 때 각 팁들(112, 212)과 가공물(308)의 접촉 부위를 세척 및 냉각하는 세척부(108, 208)와 냉각부(110,
210)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 복합 패턴 가공장치에 의해 도 9의 (b)와 같은 복합 패턴이 가공되는 과[0059]
정을 구체적으로 살펴본다.
우선, 스핀 유닛(100)에 설치되는 스핀 패턴 가공 팁(112)이 X축, Y축, Z축 구동부(102, 104, 106)에 의해 이동[0060]
되어 가공물(308)의 일정 지점에 맞닿아 있는 상태에서 주축 회전부(302)에 의해 가공물(308)이 회전함과 동시
에 상기 스핀 패턴 가공 팁(112)이 X축 방향으로 일정 거리 이동하게 되면 나선형의 도시된 바와 같은 스핀 패
턴(S)이 형성된다.
이와 같이 스핀 패턴 가공이 완료되면 스핀 유닛(100)은 제자리로 돌아가고, 이어서 스핀들 유닛(200)의 원호[0061]
패턴 가공 팁(212)이 각 구동부들(202, 204, 206)에 의해 가공물(308)에 원호 패턴을 가공하기 위한 시작 위치
에 배치된다.
이어서, 원호 패턴 가공 팁(212)이 가공물(308)의 면 방향에 대하여 일방향으로 일정 각도 기울어진 상태로 팁[0062]
회전 구동부(216)에 의해 회전함과 동시에 지그(310)에 고정된 가공물(308)이 주축 회전부(302)에 의해 회전하
게 되면 도시된 바와 같은 원호 패턴(A)이 형성된다.
이어서, 원호 패턴 가공 팁(212)이 가공물(308)의 면 방향에 대하여 다른 일방향으로 일정 각도 기울어진 상태[0063]
로 팁 회전 구동부(216)에 의해 회전함과 동시에 지그(310)에 고정된 가공물(308)이 회전하게 되면 도시된 바와
같은 원호 패턴(A)이 형성된다.
상기 스핀 패턴(S)과 원호 패턴(A)의 사이 또는 하나의 원호 패턴(A)과 다른 하나의 원호 패턴(A)의 사이에 나[0064]
타나는 공간은 해당 팁이 Z축 이동된 상태에서 X축 이동되어 패턴이 형성되지 않은 가공물(308)의 표면이다.
한편, 상기 제어반(400)은 가공물(308)에 스핀 패턴 또는 원호 패턴을 형성할 때 상기 세척부(108, 208)와 냉각[0065]
부(110, 210)를 구동 제어하여 패턴이 형성되는 가공물(308)을 세척 및 냉각하기 위한 알코올 또는 공기를 배출
하도록 한다.
또, 상기 제어반(400)은 원호 패턴 가공 팁(212)을 고속으로 회전시키는 팁 회전 구동부(216)에도 알코올 또는[0066]
공기를 배출할 수 있도록 하여 팁 회전 구동부(216)의 과열을 방지하도록 하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 복합 패턴 가공장치는 하나의 패턴 가공장치에서 가공되는 가공물을 이동시키지 않[0067]
고, 가공물 상에 원형 또는 나선형의 스핀 패턴이나 서로 정렬 방향이 다른 원호 패턴을 가공할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 복합 패턴 가공장치의 블록 구성도.[0068]
도 2는 도 1에 도시한 복합 패턴 가공장치의 정면도.[0069]
도 3은 도 1에 도시한 복합 패턴 가공장치의 평면도.[0070]
도 4는 도 1에 도시한 복합 패턴 가공장치의 측면도.[0071]
도 5는 도 1에 도시한 스핀 패턴 가공 팁의 상세도.[0072]
도 6은 도 1에 도시한 원호 패턴 가공 팁의 상세도.[0073]
도 7은 도 1에 도시한 가공물 고정 유닛의 상세도.[0074]
도 8은 도 6에 도시한 원호 패턴 가공 팁의 설치 각도에 따른 동작 예시도.[0075]
도 9는 본 발명에 따른 복합 패턴 가공장치에 의해 가공물 표면에 가공되는 복합 패턴의 예시도.[0076]
<도면 주요부의 간단한 부호 설명>[0077]
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100 : 스핀 유닛 102, 202 : X축 구동부[0078]
104, 204 : Y축 구동부 106, 206 : Z축 구동부[0079]
108, 208 : 세척부 110, 210 : 냉각부[0080]
112 : 스핀 패턴 가공 팁[0081]
200 : 스핀들 유닛 212 : 원호 패턴 가공 팁[0082]
214 : 팁 각도 조정부 216 : 팁 회전 구동부[0083]
300 : 가공물 고정 유닛 302 : 주축 회전부[0084]
304 : 가공물 고정부 306 : 가공물 배출부[0085]
308 : 가공물 310 : 지그[0086]
400 : 제어반[0087]
500 : 프레임[0088]
도면
도면1
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- 8 -
도면2
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도면3
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도면4
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도면5
도면6
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도면7
도면8
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도면9
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