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KR100417643B1 - Automatic Polishing Apparatus for Mold using ultrasonic waves vibrating tool - Google Patents

Automatic Polishing Apparatus for Mold using ultrasonic waves vibrating tool Download PDF

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KR100417643B1
KR100417643B1 KR10-2001-0012992A KR20010012992A KR100417643B1 KR 100417643 B1 KR100417643 B1 KR 100417643B1 KR 20010012992 A KR20010012992 A KR 20010012992A KR 100417643 B1 KR100417643 B1 KR 100417643B1
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KR
South Korea
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tool
ultrasonic
vibration
ultrasonic vibration
mold
Prior art date
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KR10-2001-0012992A
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Korean (ko)
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KR20020072928A (en
Inventor
박균명
차백순
김무일
한창수
안유민
조남규
이성환
채호철
Original Assignee
한국생산기술연구원
한창수
이성환
조남규
안유민
김무일
채호철
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/04Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

본 발명은 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치에 관한 것으로서 컴퓨터 수치제어 공작기계에 외부에서 연결되는 초음파 발진기에 연결되는 초음파 진동자와, 초음파 진동자의 진폭을 증폭시키기 위한 진동 증폭수단과, 진동에 의해 공작물을 연마가공하게 되는 공구부로 이루어진 초음파 진동공구를 컴퓨터 수치제어 공작기계에 회전가능하면서 고정되도록 연결하는 주축과, 피삭물의 작업면에 대하여 평행한 평면상에서 회전하도록 상기 주축과 연결된 제1구동수단과, 진동하는 진동공구를 포함하는 공구하우징을 작업면의 법선에 대하여 수직인 위치를 따라 평면상에서 회전하도록 연결된 제2구동수단을 포함하는 하우징에 설치하여 컴퓨터 수치제어 공작기계에 직접 장착하여 피절삭물을 절삭 작업위치에서 즉시 초음파 다듬질 작업이 가능하게 되는 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automated mold finishing apparatus using ultrasonic vibration tools, comprising: an ultrasonic vibrator connected to an ultrasonic oscillator externally connected to a computer numerical control machine tool, vibration amplification means for amplifying the amplitude of the ultrasonic vibrator, and vibrations. A main shaft for rotatably fixing the ultrasonic vibration tool comprising a tool unit for grinding the workpiece to a computer numerically controlled machine tool, and first driving means connected to the main shaft for rotation in a plane parallel to the work surface of the workpiece; And a tool housing including a vibrating vibration tool in a housing including a second driving means connected to rotate in a plane along a position perpendicular to the normal of the working surface and mounted directly on a computer numerical control machine tool. Ultrasonic finishing at the cutting position This invention relates to automatic devices possibly finishing mold using ultrasonic vibration tool is.

Description

초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치{Automatic Polishing Apparatus for Mold using ultrasonic waves vibrating tool}Automatic Polishing Apparatus for Mold using ultrasonic waves vibrating tool

본 발명은 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시엔시 밀링머신(CNC Milling M/C) 또는 시엔시 머시닝 센터(CNC Machining center)와 같은 컴퓨터 수치제어 공작기계에 직접 장착하여 피절삭물을 절삭 작업위치에서 즉시 초음파 다듬질 작업이 가능하게 되는 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automated mold finishing apparatus using ultrasonic vibration tools, and more particularly, directly to a computer numerical control machine tool such as CNC milling machine (CNC Milling M / C) or CNC machining center (CNC Machining center). The present invention relates to an automated mold finishing apparatus using an ultrasonic vibration tool that enables the ultrasonic finishing tool to be mounted immediately on the cutting work position.

금형은 자동차, 전기, 전자기기, 정밀기기, 산업기계, 광학기기를 비롯하여 사무용품, 스포츠, 레저용품, 식품포장, 완구류에 이르기까지 광범위한 제품의 생산수단으로 사용되고 있는데 근래에는 소비자들의 제품 디자인 중시 경향과 제품 라이프 사이클의 단축 등으로 인한 고품질, 고성능의 금형을 제작하는 금형기술이 더욱 필요하다.Molds are used as a means of producing a wide range of products ranging from automobiles, electricity, electronics, precision instruments, industrial machinery, optical instruments, to office supplies, sports, leisure goods, food packaging, toys, etc. Mold technology to manufacture high quality and high performance molds is needed due to shortening of product life cycle.

이와 같은 금형기술은 상품의 품질과 직접적인 관련이 있는 매우 중요한 기술로서 상품의 외관이나 기능은 금형제작의 최종 마무리 작업에 의해 좌우된다고해도 과언이 아니다. 특히 금형 다듬질 작업은 1차 기계가공이 완료되면 가공된 표면을 연마하여 목표로 설정된 표면 거칠기 상태까지 가공하는 것을 말하며 이와 같은 금형 다듬질 작업은 금형산업에 있어서 모든 금형업체가 어려움을 겪고 있는 기술로서 이는 숙련공의 기능과 감각에 전적으로 의존하는 손 기술이면서도 축적된 노하우가 부족한 특수한 기술분야이다.Such mold technology is a very important technology that is directly related to the quality of the product, and it is no exaggeration to say that the appearance and function of the product depend on the final finishing work of the mold making. In particular, the mold finishing work refers to grinding the processed surface to the target surface roughness state when the first machining is completed. This mold finishing work is a technology that all mold makers have difficulty in the mold industry. It is a hand technology that depends entirely on the skills and senses of skilled workers, but also lacks the accumulated know-how.

더구나, 국내에서는 숙련된 금형 다듬질 기술자를 찾기가 매우 어려워진 실정이며, 산업이 발달함에 따라 작업환경이 호전되고 있는 다른 제조업에 비하여 분진과 소음이 수반되는 열악한 환경에서 수작업으로 작업해야 하는 금형다듬질 분야는 사실상 신규 기능인력들로부터 취업기피 대상이 되고 있는 실정이다.In addition, it is very difficult to find skilled mold finishing technicians in Korea, and the mold finishing field, which requires manual work in a harsh environment involving dust and noise, is more difficult than other manufacturing industries where the working environment is improving as the industry develops. In fact, the situation is being avoided by new skilled workers.

도 1은 종래의 연마공정 중 하나인 초음파를 이용한 연마가공을 위한 수작업용 초음파 연마기를 도시한 개략도로서, 초음파 연마기(1)는 고주파수에 의한 전기적 에너지를 기계적인 에너지로 변환시켜 진동하게 함으로 가공물 표면이 연마되는 것으로, 1초당 28000사이클(cycle)의 주파수를 진동자(transducer)에 전달시켜 그 진동에 의해서 가공물의 표면을 연마하는 것이다.1 is a schematic view showing a manual ultrasonic polishing machine for polishing using ultrasonic waves, which is one of the conventional polishing processes, the ultrasonic polishing machine 1 converts electrical energy by high frequency into mechanical energy and vibrates the workpiece surface. This polishing is to transfer a frequency of 28000 cycles per second to a transducer and to polish the surface of the workpiece by the vibration.

즉, 다이아몬드 분말을 소결하여 #100∼#1000의 조도를 갖도록 형성한 다이아몬드 팁(tip)(2a)을 단부에 장착한 핸드피스(2)와, 이 핸드피스(2)에 전원을 공급하는 제너레이터(3)로 구성되어, 진동자에 의해 진동하는 다이아몬드 팁(2a)을 가공물의 표면에 접근시키면 다이아몬드 팁(2a)이 가공물의 표면을 타격하여 거친 표면을 연마하게 되는 것이다.That is, a handpiece 2 having a diamond tip 2a formed at the end of the diamond powder sintered to have roughness of # 100 to # 1000, and a generator for supplying power to the handpiece 2. When the diamond tip 2a vibrating by the vibrator approaches the surface of the workpiece, the diamond tip 2a strikes the surface of the workpiece to polish the rough surface.

초음파 연마의 가공원리를 간략히 설명하면 약 16kc/sec 이상의 음파를 초음파라고 하는데 전원공급장치로부터 공급받은 전원을 고주파 발진장치를 거쳐, 초음파 발진자에서 초음파 진동 16-29kc/sec를 발생시키고, 이것을 공구 고정장치를 통해 전달하는데 그 단부에 형성된 원추부의 작용으로 초음파 진동의 진폭을 증폭하여 공구에 공급하게 된다.In brief, the processing principle of the ultrasonic polishing is about 16kc / sec or more sound wave is called ultrasonic wave, and the power supplied from the power supply device goes through the high frequency oscillator, and the ultrasonic oscillator generates ultrasonic vibration 16-29kc / sec, which is fixed to the tool. Transmitting through the device, the action of the cone formed at its end amplifies the amplitude of the ultrasonic vibration and supplies it to the tool.

이와 같이 봉 또는 판상의 공구에 초음파 주파수의 진동을 가하면서 공작물과 공구사이에 연삭입자를 공급하면 연삭입자들이 진동하면서 공작물에 충돌하여 공작물의 표면을 미세하게 연마하게 되므로 공작물의 표면을 정밀하게 연마할 수 있는 것이다.As such, when grinding particles are supplied between the workpiece and the tool while applying ultrasonic vibration to the rod or plate-shaped tool, the grinding particles vibrate and collide with the workpiece to finely polish the surface of the workpiece, thus precisely polishing the surface of the workpiece. You can do it.

초음파 진동공구의 연마가공은 충격에 의한 파쇄작용과 캐비테이션(cavitation)에 의한 침식작용을 이용하는 것으로, 충격파쇄작용은 초음파진동(16cps 이상)으로 상하방향으로 진동하는 공구를 공작물에 대고 누르면서 공구와 공작물의 사이에 Al2O3등의 고운지립을 물에 섞은 공작액을 펌프로 순환시키면 지립은 매우 큰 가공속도로 공작물 표면에 충돌하여 표면에 미세한 원추 균열 또는 종방향 균열이 생기므로 이를 활용하여 반복시켜 가공하게 되면 표면을 연마시키는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 경질 취성재료(인장력에 약한 재료)의 가공에 큰 효과를 얻을 수 있어서 매우 적합하다.The grinding process of ultrasonic vibration tool uses impact crushing and erosion by cavitation. If you circulate the work liquid mixed with fine grains such as Al 2 O 3 in water with a pump, the abrasive grains will collide with the surface of the workpiece at a very high processing speed, resulting in minute cone cracking or longitudinal cracking on the surface. It is possible to obtain the effect of polishing the surface by processing. Therefore, a great effect can be obtained in the processing of hard brittle materials (materials weak to tensile strength), which is very suitable.

캐비테이션에 의한 침식작용은 고속으로 후퇴하는 공구로 인해 공작물 표면에 저압기포가 발생하여 물의 경우 50 - 100 기압 정도의 압력이 생겨 침식작용이 발생하는 것으로 전 가공량의 10% 이내 정도가 캐비테이션에 의한 효과로 얻어진다.The erosion effect by cavitation is caused by low pressure bubbles on the surface of the workpiece due to the tool retracting at high speed, and the pressure of about 50-100 atm is generated in the case of water, and the erosion occurs. Obtained by effect.

이와 같은 초음파를 이용한 연마가공은 연삭 입자에 의한 미세 절삭 가공으로 양도체, 부도체, 반도체, 취성재 및 경질재의 정밀 가공에 응용될 수 있어서 재료의 적용 범위가 대단히 넓다. 또한, 비회전 가공이므로 구멍파기, 홈파기, 형조각, 절단에 응용되며 회전과 이송의 조합을 통하여 나사절삭도 가능하고 가공액으로 주로 물이 사용되므로 가공작업에 소요되는 비용이 저렴하고 취급이 용이한 이점이 있다.Such an ultrasonic polishing process can be applied to precision processing of good conductors, non-conductors, semiconductors, brittle materials and hard materials by fine cutting by grinding particles, so that the application range of materials is very wide. In addition, because it is a non-rotating process, it is applied to hole digging, grooving, mold engraving and cutting, and it is possible to cut the thread through the combination of rotation and transfer, and water is mainly used as the processing liquid. There is an easy advantage.

그러나, 이와 같은 초음파 연마기(1)에 의한 연마작업은 숙련된 작업자의 숙련된 기술에 의해서만 가능하며 숙련공의 감각에 전적으로 의존하는 손 기술인 것이 문제이다. 따라서, 숙련된 작업자가 급격히 감소하는 상태에서 초음파 연마에 의한 다듬질 작업은 숙련자를 구하기도 어려울 뿐만 아니라 숙련자라고 하더라도 수작업은 균일한 결과를 얻기가 매우 어렵고 작업능률이 낮은 문제가 있다.However, such a polishing operation by the ultrasonic polishing machine 1 is possible only by the skilled technique of a skilled worker and is a hand technique that depends entirely on the sense of the skilled worker. Therefore, in the state in which the skilled worker is rapidly reduced, the finishing work by ultrasonic polishing is not only difficult to obtain skilled workers, but even skilled workers have a problem of difficulty in obtaining uniform results and low work efficiency.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 컴퓨터 수치제어 공작기계에 초음파 연마기를 직접 장착과 탈착이 가능하게 하여 피절삭물을 절삭 작업위치에서 즉시 다듬질 작업이 가능하게 되고, 컴퓨터 수치제어 공작기계에서 제공되는 위치자유도를 활용하여 정밀한 표면 연마를 할 수 있는 초음파 진동공구를 이용한 금형다듬질 자동화 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to directly mount and detach the ultrasonic polishing machine in a computer numerical control machine tool to enable the work to be trimmed immediately at the cutting work position. In addition, the present invention provides an automated mold finishing apparatus using ultrasonic vibration tools capable of precise surface polishing by utilizing the positional freedom provided by a computer numerical control machine tool.

도 1은 종래의 수작업용 초음파 진동공구를 도시한 개략도이고,1 is a schematic view showing a conventional manual ultrasonic vibration tool,

도 2는 초음파 진동공구의 구성을 설명하기 위한 구성도이며,2 is a configuration diagram for explaining the configuration of the ultrasonic vibration tool,

도 3은 본 발명에 따른 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치가 컴퓨터 수치제어 공작기계에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고,3 is a perspective view showing a state in which a mold finishing automation apparatus using an ultrasonic vibration tool according to the present invention is mounted on a computer numerical control machine tool,

도 4는 본 발명에 따른 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치의 정단면도이고,4 is a front sectional view of an automated mold finishing apparatus using ultrasonic vibration tools according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치의 우측단면도이고,5 is a right sectional view of an automated mold finishing apparatus using ultrasonic vibration tools according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치의 평단면도이다.6 is a plan cross-sectional view of an automated mold finishing apparatus using ultrasonic vibration tools according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

A : 컴퓨터 수치제어 공작기계 B : 피삭물A: Computer Numerical Control Machine Tool B: Workpiece

C : 코렛척 5 : 초음파 진동공구C: Corret Chuck 5: Ultrasonic Vibration Tool

10 : 제1구동수단 11 : 주축10: first driving means 11: the main shaft

12 : 제1연결수단 20 : 제2연결수단12: first connecting means 20: second connecting means

25 : 제2구동수단 30 : 공구하우징25: second driving means 30: tool housing

40 : 하우징40 housing

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 금형 다듬질 자동화 장치에 있어서 컴퓨터 수치제어 공작기계에 외부의 초음파 발진기와 연결되는 초음파 진동자와, 초음파 진동자의 진폭을 증폭시키기 위해 초음파 진동자와 공구부 사이에 형성하는 진동 증폭수단과, 상기 진동 증폭수단에 부착되어 진동에 의해 공작물을 연마가공하게 되는 공구부로 이루어진 초음파 진동공구를 장착하여 형성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic vibrator connected to an external ultrasonic oscillator in a computer numerical control machine tool, and vibrations formed between the ultrasonic vibrator and the tool unit to amplify the amplitude of the ultrasonic vibrator in a mold finishing automation device. And an ultrasonic vibration tool comprising an amplification means and a tool portion attached to the vibration amplification means to grind the workpiece by vibration.

상기 초음파 진동공구는 컴퓨터 수치제어 공작기계의 축에 회전가능하면서 고정되도록 연결하는 주축과, 작업면에 대하여 평행한 평면상에서 회전하도록 상기 주축과 제1연결수단으로 연결된 제1구동수단과, 진동공구를 포함하는 공구하우징을 작업면의 법선에 대하여 수직인 위치를 따라서 회전하도록 하는 제2연결수단으로 연결하는 제2구동수단을 포함하는 하우징에 설치되어 컴퓨터 수치제어 공작기계에 장착되는 것을 특징으로 한다.The ultrasonic vibration tool may include a main shaft rotatably and fixedly coupled to an axis of a computer numerically controlled machine tool, first driving means connected to the main shaft and first connecting means to rotate in a plane parallel to the working surface, and a vibration tool. And a second drive means for connecting the tool housing including a second drive means for rotating the tool housing along a position perpendicular to the normal of the working surface. .

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도 2 내지 도 6를 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to Figures 2 to 6 attached to a preferred embodiment of the present invention that can specifically realize the above object.

즉 도 2는 초음파 진동공구의 구성을 설명하기 위한 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치가 컴퓨터 수치제어 공작기계에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 금형 다듬질 자동화장치의 내부 구성을 설명하기 위한 정단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 이용한 금형 다듬질 자동화장치의 내부 구성을 설명하기 위한 우측단면도이고, 도 6는 본 발명에 따른 금형 다듬질 자동화장치의 내부 구성을 설명하기 위한 평단면도이다.That is, Figure 2 is a block diagram for explaining the configuration of the ultrasonic vibration tool, Figure 3 is a perspective view showing a state in which the mold finishing automation device using the ultrasonic vibration tool according to the present invention mounted on a computer numerical control machine tool, Figure 4 Is a front sectional view for explaining the internal configuration of the automated mold finishing apparatus according to the present invention, Figure 5 is a right sectional view for explaining the internal configuration of the automated mold finishing apparatus according to the present invention, Figure 6 is according to the present invention It is a plan sectional view for demonstrating the internal structure of the automated mold finishing apparatus.

본 발명에서 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치는 도 2에 도시된 바와 같이 외부의 초음파 발진기(6)와 연결되는 초음파 진동자(7)와, 초음파 진동자(7)의 진폭을 증폭시키기 위해 초음파 진동자(7)와 공구부(9) 사이에 형성하는 진동 증폭수단(8)과, 상기 진동 증폭수단(8)에 부착되어 진동에 의해 공작물을 연마가공하게 되는 공구부(9)로 초음파 진동공구(5)를 형성하고, 이 초음파 진동공구(5)를 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)에 장착하도록 형성한다.In the present invention, the automated mold finishing apparatus using the ultrasonic vibrating tool is an ultrasonic vibrator 7 and an ultrasonic vibrator to amplify the amplitude of the ultrasonic vibrator 7 is connected to the external ultrasonic oscillator 6, as shown in FIG. An ultrasonic vibration tool (8) formed between the vibration amplification means (8) formed between the (7) and the tool portion (9), and the tool portion (9) attached to the vibration amplification means (8) to grind the workpiece by vibration. 5), and this ultrasonic vibration tool 5 is formed to be mounted on the computer numerical control machine tool A. FIG.

상기 초음파 발진기(6)는 고주파 전류를 자왜진동자에 공급하면 진동자의 팽창 수축에 의해 기계적인 상하방향의 진동(진동자의 피로 방지를 위해 수 μm 이하의 미소진폭을 가진 20 - 30 cps)이 발생되어 진동 증폭수단(8)으로 진폭이 전달된다. 상기 진동 증폭수단(8)은 초음파 진동공구(5)의 축과 동일한 축에 고정되며 일반적으로 호온(Horn)이라고 불리운다.When the ultrasonic oscillator 6 supplies a high frequency current to the magnetostrictive vibrator, mechanical up and down vibration (20-30 cps having a small amplitude of several μm or less to prevent vibration of the vibrator) is generated by expansion and contraction of the vibrator. The amplitude is transmitted to the vibration amplifying means 8. The vibration amplifying means 8 is fixed to the same axis as the axis of the ultrasonic vibration tool 5 and is generally called a horn.

따라서, 초음파 진동공구(5)는 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)에 회전가능하면서 고정되도록 연결하는 주축(11)과, 피삭물(B)의 작업면에 대하여 평행한 평면상에서 회전하도록 상기 주축(11)과 제1연결수단(12)으로 연결된 제1구동수단(10)과, 초음파 진동공구(5)를 포함하는 공구하우징(30)을 작업면의 법선에 대하여 수직인 위치를 따라서 회전하도록 하는 제2연결수단(20)으로 연결된 제2구동수단(25)을 포함하는 하우징(40)에 설치되어 컴퓨터 수치제어 공작기계에 장착된다.Accordingly, the ultrasonic vibration tool 5 has a main shaft 11 for rotatably and fixedly connected to the computer numerical control machine tool A, and the main shaft 11 so as to rotate in a plane parallel to the working surface of the workpiece B. 11) and the first driving means 10 connected by the first connecting means 12 and the tool housing 30 including the ultrasonic vibration tool 5 to rotate along a position perpendicular to the normal of the working surface. It is installed in the housing 40 including the second driving means 25 connected by the second connecting means 20 is mounted on a computer numerical control machine tool.

상기 주축(11)은 도 3 에 도시된 바와 같이 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)의코렛척(collet chuck)(C)에 장착하여 연결한다. 또한, 하우징(40)과 베어링(11a)을 통해 결합되어 원활한 회전이 이루어지도록 한다.The main shaft 11 is mounted and connected to the collet chuck (C) of the computer numerical control machine tool (A) as shown in FIG. In addition, it is coupled through the housing 40 and the bearing (11a) to achieve a smooth rotation.

상기 제1연결수단(12)은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 일측이 주축(11)에 연결되고 타측은 제1구동수단(10)의 회전축(10a)에 연결되어 제1구동수단(10)이 작동하여 회전축(10a)이 회전하게 되면 회전축(10a)의 회전력을 주축(11)에 전달하여 주축(11)과 고정된 하우징(40)을 회전하게 하는 벨트로 이루어진다.As shown in FIGS. 4 to 6, the first connection means 12 has one side connected to the main shaft 11 and the other side connected to the rotation shaft 10a of the first driving means 10. 10 is operated to rotate the rotating shaft (10a) is made of a belt for transmitting the rotational force of the rotating shaft (10a) to the main shaft 11 to rotate the main shaft 11 and the fixed housing (40).

상기 공구하우징(30)의 내측에는 초음파 진동공구(5)를 설치하여 하우징(40) 또는 공구하우징(30)이 회전할 때 초음파 진동공구(5)가 함께 회전할 수 있게 된다.The ultrasonic vibration tool 5 is installed inside the tool housing 30 so that the ultrasonic vibration tool 5 can rotate together when the housing 40 or the tool housing 30 rotates.

상기 제2연결수단(20)은 제2구동수단(25)의 회전축(26)에 형성된 웜(27)과 공구하우징(30)에 부착 형성된 웜휠(33)이 연결되도록 한다.The second connecting means 20 allows the worm 27 formed on the rotation shaft 26 of the second driving means 25 and the worm wheel 33 attached to the tool housing 30 to be connected.

즉, 상기 제2구동수단(25)의 회전에 의해 웜(27)과 웜휠(33)이 회전하면 웜휠(33)이 부착된 공구하우징(30)이 회전하여 초음파 진동공구(5)를 작업면에 대하여 수직한 평면상에서 회전시키게 된다.That is, when the worm 27 and the worm wheel 33 are rotated by the rotation of the second driving means 25, the tool housing 30 with the worm wheel 33 is rotated to operate the ultrasonic vibration tool 5 on the working surface. It is rotated on a plane perpendicular to.

일반적인 3차원 공간에서 연마작업이 원활히 이루어지기 위해서는 연마수단이 피삭체(B)의 곡면과 접촉할 수 있도록 하는 3자유도의 위치 자유도와 곡면에 법선방향으로 접촉을 유지하도록 하는 2자유도의 회전자유도와 법선방향의 가공압력을 제어할 수 있도록 1자유도 이상의 힘 자유도가 형성되는 것이 바람직하다.In order to smoothly grind work in the general three-dimensional space, the degree of freedom of position of three degrees of freedom to allow the grinding means to contact the curved surface of the workpiece (B) and the degree of freedom of rotation of two degrees of freedom to maintain normal contact with the curved surface. It is preferable that a force degree of freedom of one or more degrees of freedom is formed so as to control the processing pressure in the normal direction.

따라서, 본 발명에서는 일반적인 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)에서 3자유도의 위치자유도를 미리 확보하고, 제1구동수단(10) 및 제2구동수단(25)으로부터 2개의 위치 자유도를 추가로 제어하여 초음파 진공공구(5)의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있어서 초음파 진동공구에 의한 연마작업을 자동화할 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, the position degree of freedom of three degrees of freedom in the general computer numerical control machine tool A is secured in advance, and two position degrees of freedom are further controlled from the first driving means 10 and the second driving means 25. Since the movement of the ultrasonic vacuum tool 5 can be precisely controlled, the polishing operation by the ultrasonic vibration tool can be automated.

즉, 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)에서 3자유도의 위치자유도를 확보하고, 공작물 표면의 법선방향으로 이동하도록 제1구동수단(10) 및 제2구동수단(25)을 제어하여2개의 회전자유도를 더 제공하므로초음파 진동공구(5)가 공작물의 표면을 가공하도록 이동시키면 수작업으로만 가능하던 초음파 진동공구에 의한 연마작업이 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)에 의해서 수행가능하게 된다.That is, in the computer numerically controlled machine tool A, three degrees of freedom are secured, and the first driving means 10 and the second driving means 25 are controlled to move in the normal direction of the surface of the workpiece, thereby controlling two degrees of freedom. Further, if the ultrasonic vibration tool 5 is moved to process the surface of the workpiece, the polishing operation by the ultrasonic vibration tool, which was only possible by hand, can be performed by the computer numerical control machine tool A.

상기에서 설명한 본 발명의 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention described above are as follows.

수작업으로 만 이루어지던 초음파 진동연마작업을 자동화시스템에 의해서 가능하게 되는 효과가 있다.Ultrasonic vibration polishing, which was done only by hand, is possible by the automation system.

또한, 컴퓨터수치제어 공작기계에서 금형가공이 이루어진 후 금형을 이동시키지 않고 컴퓨터수치제어 공작기계에 본 발명의 초음파 진동공구를 이용한 금형다듬질 자동화장치를 용이하게 장착하여 연마작업을 수행 할 수 있게 되므로 금형 연마작업이 금형제작 공정과 연속성을 유지하게 되어 효율적인 작업이 이루어지게 되는 효과가 있으며, 수치제어 공작기계를 이용하여 3개의 위치 자유도를 확보하게 되므로 장치를 소형화시킬 수 있고, 본 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화장치에서 2개의회전자유도를 추가로 제어하여 복잡한 형상의 금형면도 용이하게 연마 가공할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, after the mold processing is performed in the computer numerical control machine tool, the mold finishing automation device using the ultrasonic vibration tool of the present invention can be easily mounted on the computer numerical control machine tool without moving the mold. As the grinding work maintains the continuity with the mold manufacturing process, efficient work is achieved, and three position degrees of freedom can be secured by using a numerically controlled machine tool, thereby miniaturizing the device. to further control the two rotational degrees of freedom in the finish mold automation device has the effect of being able to be machined easily polished mold view of the complex shapes.

초음파 진공공구의 범용적인 재료가공능력을 적극활용하여 컴퓨터 수치제어 공작기계 상에서 다양한 재료를 연마가공할 수 있을 뿐만 아니라, 비회전 가공이므로 구멍파기, 홈파기, 형조각, 절단에 응용되며 회전과 이송의 조합을 통하여 나사절삭도 가능하고 가공액으로 주로 물이 사용되므로 가공작업에 소요되는 비용이 저렴하고 취급이 용이 하게 되는 효과가 있다.By utilizing the universal material processing capability of ultrasonic vacuum tools, it is possible not only to grind various materials on computer numerically controlled machine tools, but also because it is a non-rotating process, it is applied to digging, grooving, shaping, cutting and rotating and conveying It is possible to cut the thread through the combination of and because the water is mainly used as the processing liquid, it is inexpensive and easy to handle.

Claims (3)

삭제delete 외부에서 연결되는 초음파 발진기(6)에 연결되는 초음파 진동자(7)와, 초음파 진동자(7)의 진폭을 증폭시키기 위해 초음파 진동자(7)와 공구부(9) 사이에 형성하는 진동 증폭수단(8)과, 상기 진동 증폭수단(8)에 부착되어 진동에 의해 공작물을 연마가공하게 되는 공구부(9)로 이루어진 초음파 진동공구(5)를 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)에 장착하여 연마작업을 수행하도록 형성하되,Ultrasonic vibrator 7 connected to the ultrasonic oscillator 6 connected from the outside, and vibration amplification means 8 formed between the ultrasonic vibrator 7 and the tool unit 9 to amplify the amplitude of the ultrasonic vibrator 7 And an ultrasonic vibration tool (5) comprising a tool portion (9) attached to the vibration amplification means (8) to grind the workpiece by vibration, to the computer numerically controlled machine tool (A) for polishing operation. Form to perform, 상기 초음파 진동공구(5)는 컴퓨터 수치제어 공작기계(A)에 고정되도록 연결하는 주축(11)과, 피삭물(B)의 작업면에 대하여 평행한 평면상에서 회전하도록 상기 주축(11)과 제1연결수단(12)으로 연결된 제1구동수단(10)과, 공구하우징(30)을 작업면의 법선에 대하여 수직이 위치를 따라서 회전하도록 하는 제2연결수단(20)으로 연결된 제2구동수단(25)을 포함하는 하우징(40)에 설치되어 컴퓨터 수치제어 공작기계에서제공되는 3위치자유도에 2회전자유도를 더 갖게 되는 것을특징으로 하는 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화 장치.The ultrasonic vibration tool (5) and the main shaft (11) to be fixed to the computer numerical control machine tool (A), and the main shaft (11) and the third to rotate in a plane parallel to the working surface of the workpiece (B) The first driving means 10 connected by the first connecting means 12 and the second driving means connected by the second connecting means 20 to rotate the tool housing 30 along the position perpendicular to the normal of the working surface. The mold finishing automation device using the ultrasonic vibration tool, characterized in that it is installed in the housing (40) comprising a (25) further has a two-degree of freedom in addition to the three-position freedom provided by the computer numerical control machine tool. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 공구하우징(30)의 내측에 초음파 진동공구(5)를 설치하여 하우징(40) 또는 공구하우징(30)이 회전할 때 초음파 진동공구(5)가 함께 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동공구를 이용한 금형 다듬질 자동화 장치.An ultrasonic vibration tool 5 is installed inside the tool housing 30 so that the ultrasonic vibration tool 5 rotates together when the housing 40 or the tool housing 30 rotates. Automated mold finishing using the machine.
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