KR100188752B1 - 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치 및 그 방법 - Google Patents

다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

구멍뚫기, 뚫려진 구멍의 다듬기, 보다 크거나 보다 작은 구멍을 뚫는 작업등을 행함에 있어서, 가공 사이클 타임을 초과하는 공정이 있는 경우, 더블 사이클 가공공정을 추가시켜 가공시간을 단축시키기 위한 수단으로서, 공작물을 로딩시키는 단계와, 로딩된 공작물을 가공 스테이션으로 이동시키기 위하여 이송부재를 상승시키는 단계와, 상승된 이송부재를 직선이동시켜 가공물이 이동되도록 하는 단계와, 이동후 이송부재를 후강시키는 단계와, 가공물을 가공하는 단계를 포함하여 이루어지는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송방법을 제공한다.

Description

다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치 및 그 방법
제1도는 본 발명에 의한 공작물 이송장치의 일부를 나타내는 분해 사시도.
제2도는 발명에 관련하는 이송 비임부재의 연결부 구성을 나타내는 도면으로 서,
a)는 연결부 측단면도,
b)는 좌우 이송비임부재가 평형상태를 유지할때의 도면,
c)는 우측 비임부재가 상승한 상태의 도면,
d)는 좌측 비임 부재가 상승한 상태의 도면.
제3도는 본 발명에 관련하는 작동 흐름도.
제4도는 본 발명에 의한 공작물 이송장치의 공작물 이송방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 사이드 레일부재 6 : 슬롯
8 : 레일 12 : 더블 사이클 이송부재
14 : 싱글 사이클 이송부재 16 : 가이드 판
18,44 : 롤러 22 : 승강블럭
24 : 직선 이동수단 34 : 승강수단
38 : 요동부재 40 : 로드
42 : 실린더
본 발명은 공작기계의 공작물 이송장치 및 이송방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직경이 상이한 다수개의 구멍뚫기, 나사내기, 뚫려진 구멍의 다듬기 작업등이 1개의 시스템내에서 연속하여 이루어질 수 있도록 하는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치 및 그 방법에 관한 것이다.
자동차 엔진의 실린더 헤드나 실린더 블록은, 냉각수 통로나, 오일통로, 실린더 보어, 축이 관통하는 구멍등 직경이 상이한 다수개의 구멍들이 뚫려진다.
이러한 구멍들은 실린더 블록 및 헤드가 주조된 후 직접 구멍을 뚫거나 뚫려진 구멍을 정밀한 치수로 다듬질 하는 작업을 통하여 형성될 수 있다.
그러나 이러한 다수개의 구멍들을 뚫는 작업은 동일한 직경을 갖는 경우 용이한 작업일 수 있으나, 직경이 서로 다른 경우에는 각각의 구멍에 적합한 기계를 사용하여야 한다.
따라서 각각의 구멍들이 그에 적합한 기계가 있는 곳으로 이송되어 작업이 이루어질 수 밖에 없는데, 이러한 작업방식은 생산성을 저하시키는 한 요인이되고 있다.
따라서 단일 시스템내에서 공작물을 이송시키면서 각 스테이션(station) 별로 각각의 전용기계로 작업을 할 수 있도록 하고 있다.
이러한 다기능 전용 공작기계는, 단일 공작기계를 사용하는 것에 비하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
그러나 이러한 다기능 전용 공작기계는 사이클 타임이 초과되는 공정이 어느 스테이지에서 이루어지는 경우, 그 스테이션의 작업이 다른 스테이션의 작업시간보다 길어지기 때문에 개선되어야 할 문제점으로 지적되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점, 즉 사이클 타임이 초과되는 공정이 하나의 시스템에 존재하는 경우 사이클 타임을 단축시킬 수 있는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치와 그 방법을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
공작기계의 가공부가 진퇴하는 슬롯을 보유하며 내측면에 공작물이 위치하는 레일이 형성된 1쌍의 사이드 레일부재와, 직선이동수단과, 이 직선이동수단에 의해 직선이동하는 싱글 사이클 이송부재와, 이 싱글 사이클 이송부재와 길이방향으로 연결되어 함께 이동하는 더블 사이클 이송부재와, 상기한 싱글 사이클 이송부재 및 더블 사이클 이송부재를 연결하는 연결수단과, 상기한 싱글 및 더블 사이클 이송부재를 개별적으로 또는 동시에 승강시키는 승강수단으로 이루어져, 싱글 사이클과 더블 사이클이 공존될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치를 제공한다.
상기한 직선이동수단은, 서어보 모터와, 이 서어보 모터의 구동축인 볼 스크류에 결합되며 싱글 사이클 이송부재에 연결되는 캠 브로러를 포함하여 이루어지는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치를 제공한다.
상기한 승강수단은, 실린더와, 이 실린더의 로드와 일측단이 연결되고 핀으로 힌지점을 이루며 타측단이 이송부재들과 접촉하는 요동부재를 포함하여 이루어지는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치를 제공한다.
상기한 연결수단은, 2개의 이송부재중 어느 일측단에 가이드 판을 형성하고, 이 가이드 판 내측에 롤러를 설치하며, 다른 이송부재의 일측단에 상기한 롤러들 사이에 위치하는 승강블럭을 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치를 제공한다.
상기한 요동부재에는 롤러가 설치되어 이송부재의 이동을 원활하게 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치를 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 관련하는 공작물 이송장치의 일부분 분해 사시도로서, 외측에 대향하는 자세로 배치되는 사이드 레일부재(2,4)를 포함한다.
이 사이드 레일부재(2,4)에는 슬롯(6)들이 형성되어 있는데, 이들 슬롯은 사이드 레일의 외측에 배치되는 각각의 공작기계(미도시)가 공작물을 가공하기 위하여 작업공구를 레일부재의 내측으로 진입시키기 위한 것으로서, 후술 하는 각각의 스테이션(station)에 해당한다.
상기한 사이드 레일부재(2,4)의 내측면 아래측에는 공작물이 올려질 수 있는 레일(8,10)이 제공되어 있는데, 이 레일은 사이드 레일부재를 따랄 길이 방향으로 계속하여 형성된다.
이들 사이드 레일부재(2,4)는 공작물이 위치할 수 있는 간격으로 띄워져 배치되는데, 이들 레일부재의 내측으로는 2개의 이송부재(12,14)가 위치한다.
이들 이송부재는 더블 사이클(double cycle) 스테이션에 배치되는 더블 사이클 이송부재(12)와, 싱클 사이클 스테이션에 배치되는 싱클 사이클 이송부재(14)로 구분된다.
이들 이송부재(12,14)는 길이 방향으로 서로 연결되는데, 본 실시예의 연결구성은 2개의 이송부재가 선택적으로 어느 하나의 또는 2개가 동시에 상승하거나 하강할 수 있는 구조를 갖는다.
이러한 작용을 위하여 본 실시예에서는 하나의 이송부재에 포크(fork) 형상의 가이드 판(16)을 일체로 형성하고 있으며, 이 가이드 판(16)의 내측 양측면에 각각 1쌍의 롤러(18,20)를 설치하고 있다.
그리고 다른 이송부재에 상기한 롤러(18,20) 사이에 위치하여 상하로 이동할 수 있는 승강블럭(22)을 고정하고 잇다.
제2도 a)는 상기한 이송부재의 연결구성을 더욱 명확히 보여주는 단면도로서, 더블 사이클 이송부재(12)의 일단에 가이드 판(16)을 포크형상으로 형성하고 이 포크형상의 가이드 판(16) 내측으로 싱글 사이클 이송부재(14)의 승강블럭(22)을 위치시켜 롤러(18,20)와 구름접촉되는 것을 보여주고 있다.
상기한 싱글 사이클 이송부재(14)의 일측단부에는 직선이동수단(24)이 연결되는데, 직선이동수단(24)은 싱글 사이클 이송부재(14)와 연결되는 볼너트(26)와, 이 볼 너트(26)가 결합되는 볼 스크류(28)와, 이 볼 스크류(28)를 정역회전시키며 브라켓트(30)에 지지설치되는 서어보 모터(32)를 포함하여 이루어진다.
상기한 볼 너트(26)와 싱글 사이클 이송부재(14)의 연결은 상하로 슬라이드 가능한 결합으로 이루어지는데, 이러한 연결방식은 많은 실시예로 이루어질 수 있다.
즉 제1도에 도시한 바와 같이 싱글 사이클 이송부재(14)에 홈을 형성하고 이 홈내로 볼너트(26)에서 돌출된 돌기부를 위치시는 것등을 예시할 수 있는데, 이러한 연결은 중요한 점은 상하이동이 개별적으로 이루어지지만, 좌우 직선이동은 모터(32)의 구동력에 의해 동시에 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
상기한 이송부재들(12,14)은 윗면이 사이드 레일부재(2,4)의 레일(8,10)보다 높은 위치에 있거나 그 보다 낮은 위치에 있을 수 있는데, 이러한 작용을 위하여 승강수단(34)을 제공하고 있다.
이 승강수단(34)은 사이드 레일부재(2,4)의 하부 내측면에 핀(36)으로 결합되는 다수개의 요동부재(38)들과, 이 요동부재(38)의 하측에 결합되는 로드(40)를 직선이동시키는 실린더(42)로 이루어진다.
상기한 요동부재(38)는 대략 L자상으로 굽어진 형상으로 이루어지는데, 굽어진 부분에 상기한 핀 (36)이 결합되어 이 요동부재(38)가 이 핀을 중심으로 요동할 수 있도록 하고 있다.
상기한 요동부재(38)의 상단부에는 롤러(44)가 설치되어 있는데, 이 롤러는 상기한 이송부재(12,14)의 저면에 구름접촉하거나 그 저면으로 부터 떨어질 수 있다.
롤러(44)가 이송부재(12,14)의 저면으로 부터 떨어지거나 접촉되는 작용은 요동부재(38)가 요동운동을 함으로서 이루어질 수 있는데, 이 요동부재는 실린더(42)가 직선운동을 함으로서 핀(36)을 중심으로 요동하게 된다.
이러한 승강수단(34)은 더블 사이클 이송부재(12)와 싱글 사이클 이송부재(14)의 저면에 동일한 구성으로 독립되어 설치되는데, 더블 사이클 이송부재(12)측의 승강수단(34)에 사용되는 요동부재(38)와, 싱글 사이클 이송부재(14) 측의 승강수단(35)에 사용되는 요동부재(39)는 서로 반대방향으로 굽혀 진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 공작물 이송장치는, 직선이동수단(24)의 모터(32)가 정방향으로 구동하면 볼 스크류(28)에 볼 너트 결합된 볼 너트(26)가 전진하면서 싱글 사이클 이송부재(14)를 함께 전진시키게 된다.
이때 싱글 사이클 이송부재(14)와 길이방향으로 연결된 더블 사이클 이송부재(12)가 함께 이동된다.
그리고 좌우의 승강수단(34,35)중 어느 승강수단이 구동하느냐에 따라 로드(40,41)가 선택적으로 직선이동을 하게 되는데, 이러한 작용으로 로드에 연결된 요동부재(38)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 요동하게 된다.
이러한 작용은 좌우의 승강수단(34,35)에 의해 동시에 이루어질 수도 있는데, 어떠한 상태이든 요동부재(38,39)는 요동하게 된다.
이때 요동부재(38)의 롤러(44)가 상승하는 측으로 작동이 이루어지면 롤러(44)는 이송부재(12,14)의 저면에 접촉하면서 이들 이송부재를 밀어 올리게 된다.
그리고 롤러(44)가 하강하는 방향으로 작동이 이루어지면 이송부재(12,14)는 내려오게 되는데, 이때 이송부재(12,14)의 승강량은 요동부재(38,39)의 회전량에 따라 결정된다.
이와 같은 작동을 이용하는 본 발명의 공작물 이송장치에 의한 공작물 이송방법은 다음과 같다.
본 발명은 2사이클 동안 2개의 가공물을 가공하는 것이 가능한데 이하 제3도 및 제4도를 통하여 설명한다.
먼저 가공물(P)이 로딩되는 준비상태는, 승강수단(34,35)이 모두 후진 상태를 유지하게 되는데, 이러한 상태에서는 로딩되는 가공물(P)이 사이드 레일 부재(2,4)의 레일(8,10)에 올려진 상태로 있게 된다.
이러한 상태에서는 더블 사이클 이송부재(12) 및 싱글 사이클 이송부재(14)와 가공물(P)은 떨어진 상태로 있게 된다.
이러한 상태에서 승강수단(34,35)의 실린더(42)들이 전진작동을 하게 되면, 로드(40,41)가 전지하게 되는데, 이러한 작동으로 이 로드에 연결된 요동부재(38,39)는 핀(36)을 중심으로 각각 시계방향 및 반시계 방향으로 회동하는 상태가 된다.
따라서 이 로드에 연결된 요동부재(38,39)의 상단부에 설치된 롤러(44,45)는 이송부재(12,14)를 밀어 올리게 되므로 이 이송부재들(12,14) 위에 사이드 레일부재(2,4)에 위치한 가공물(P)들이 제4도의 a상태와 같이 이송부재들(12,14)위에 올려진다.
이 상태에서 직선이동수단(24)이 전진작동을 하게 되면 볼너트(26)가 전진되면서 싱글 사이클 이송부재(14)를 도면에서 보아 좌측으로 이동시키게 되므로 이와 함께 연결된 더블 사이클 이송부재(12)도 함께 이동하여 b의 상태가 된다.
즉 a의 상태에서 b의 상태로 되기 위해서 더블 및 싱글 사이클 이송부재(12,14)가 동시에 전진한다.
이때 이동되는 이송부재들(12,14)은 요동부재(38,39)의 롤러(44,45)와 접촉하고 있으므로 원활한 이동이 가능하게 된다.
그리고 상기한 b의 상태에서 승강수단(34,35)의 실린더(42)가 후진작동하면서 요동부재(38,39)를 a의 상태와 반대방향으로 회동시키게 된다.
그 결과 이송부재(12,14)가 하강하게 되므로 가공물(P)은 다시 사이드 레일부재(2,4)의 레일(8,10)에 올려지는 상태가 되는데, 이러한 상태에서 가공이 이루어지기 시작한다.
이때 이루어지는 가공은 더블 사이클 이송부재(12)측의 가공물(p,p1,p2,p3)과, 싱글 사이클 이송부재(14)측의 가공물(p5,p6,p7)이다.
가공이 이루어지는 동안에 직선이동수단(24)이 후진작동하여 d의 상태로 되면서 새로운 가공물(Q)이 로딩되고, 싱글 사이클 이송부재(14)에는 더블 사이클 이송부재(12)에 올려져 있던 가공물(p4)이 옮겨지면서 1사이클이 완료된다.
1사이클 완료되면서 싱글 사이클 이송부재(14)에 위치한 가공물들(p5,p6,p7)은 가공이 중단되고, 더블 사이클 이송부재(12) 측에 위치한 가공물들(p,p1,p2,p3)은 계속 가공이 이루어진다.
이러한 상태에서 승강수단(34)은 작동을 중단하고, 다른 승강수단(35)이 전진작동하면서 상기한 작동으로 싱글 사이클 이송부재(14)만을 상승시키게 된다.
그 결과 가공물(P5,p6,p7,p8)들이 사이드 레일부재(2,4)의 레일(8,10)로부터 올려지는 상태가 된다.
이러한 작용이 기능하게 될 수 있는 것은 제2도에 도시한 바와 같이 더블 사이클 이송부재(12)의 가이드 판(16) 내측에 싱글 사이클 이송부재(14)의 승강블럭(22)이 승강가능하게 위치하고 있으므로 제2도 b)의 상태에서 제2도 c)의 상태로 되는 것이다.
이러한 상태에서 직선이동수단(24)이 후진작동하게 되면 싱글 사이클 이송부재(14)가 우측으로 이동하면서 더블 사이클 이송부재(12)를 함께 이동시키게 된다.
그러나 더블 사이클 이송부재(12)는 가공물들과 접촉되어 있지 않고, 싱글 사이클 이송부재(14)에는 가공물들이 접촉하여 있기 때문에 f상태와 같이 가공물(p5,p6,p7,p8)만 이동하는 상태가 된다.
이 상태에서 승강수단(35)는 다시 후진작동하여 g의 상태로 공작물을 위치시키게 되는데, 이러한 상태에서 가공물(p8)이 언로딩됨과 동시에 레일(8,10)에 위치한 모든 가공물들이 가공이 계속된다.
즉 가공물의 가공 스테이션이 바뀐상태에서 가공이 시작되는 것으로서, 새로운 구멍을 뚫거나 다른 작업을 행할 수 있다.
상기한 g의 상태는 가공물들이 이송부재와 접촉하지 않은 상태인데, 이러한 상태에서 직선이동수단(24)이 전진작동을 다시 시작하여 h의 상태와 같이 이송부재들을 좌측으로 이동시키게 된다.
그리고 i의 상태에서 더블 사이클 이송부재(12) 측의 가공물들이 가공완료되고, 승강수단(34)의 실린더(42)가 전진작동하면서 더블 사이클 이송부재(12)를 상승시켜 제2도 d)의 상태로 만들게 되면 j의 상태로 되는데, 이때 싱글 사이클 이송부재(14) 측의 가공물들은 계속 가공된다.
이러한 일련의 작업이 이루어지면서 상기한 직선이동수단(24)은 다시 후진작동하면서 싱글 사이클 이송부재(14)를 우측으로 이동시키게 되므로 이와 함께 더블 사이클 이송부재(12)가 이동하게 되는데, 이러한 상태에서는 더블 사이클 이송부재(12)에만 가공물들이 접촉하여 올려져 있기 때문에 가공물(p5,p6,p7)은 이동되지 않고 가공물(Q,p,p1,p2,p3)이 이동되는 k의 상태가 이루어진다.
그러면 다시 승강수단(34)이 후진작동하면서 더블 사이클 이송부재(12)를 하강시켜 각각의 가공물들이 다시 레일(8,10)상에 위치되도록 함으로서 i의 상태를 이루게 된다.
이때 싱글 사이클 이송부재(14) 측의 가공물등은 계속하여 가공이 이루어지고, 더블 사이클 이송부재(12)측에는 새로운 가공물(R)이 로딩된다.
그리고 다시 직선이동수단(24)이 전진작동하여 이송부재들(12,14)를 우측으로 이동시켜 준비상태와 같은 만들면서 2사이클을 완료하게 된다.
이상의 방법으로 이송되는 공작물은 더블사이클 구간에서 홀수번째의 스테이션에 가공되는 가공물은 짝수번째의 스테이션에서는 가공되지 않고, 또 짝수번째의 스테이션에서 가공되는 가공물은 홀수번째의 스테이션에서는 가공되지 않으므로 더블 사이클 구간내에 홀수번째의 가공과 동일한 가공이, 짝수번째의 스테이션에 존재하게 된다.
따라서 사이클 타임이 초과되는 가공공정이 있는 경우에도 사이클 타임내에서 가공이 가능하게 되므로 종래의 방식에 비하여 생산성 향상을 기대할 수 있다.

Claims (8)

  1. 공작기계의 가공부가 진퇴하는 슬롯을 보유하며 내측면에 공작물이 위치하는 레일이 형성된 1쌍의 사이드 레일부재와, 직선이동수단과, 이 직선이동수단에 의해 직선이동하는 싱글 사이클 이송부재와, 이 싱글 사이클 이송부재와 길이방향으로 연결되어 함께 이동하는 더블 사이클 이송부재와, 상기한 싱글 사이클 이송부재 및 더블 사이클 이송부재를 연결하는 연결수단과, 상기한 싱글 및 더블 사이클 이송부재를 개별적으로 또는 동시에 승강시키는 승강수단으로 이루어져, 싱글 사이클과 더블 사이클이 공존될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치.
  2. 제1항에 있어서, 직선이동수단은, 모터와, 이 모터의 구동축인 볼 스크류에 결합되며 싱글 사이클 이송부재에 연결되는 볼 너트를 포함하여 이루어지는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치.
  3. 제1항에 있어서, 승강수단은, 실린더와, 이 실린더의 로드와 일측단이 연결되고 핀으로 힌지점을 이루며 타측단이 이송부재들과 접촉하는 요동부재를 포함하여 이루어지는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치.
  4. 제1항에 있어서, 연결수단은, 2개의 이송부재중 어느 일측단에 가이드 판을 형성하고, 이 가이드 판 내측에 롤러를 설치하며, 다른 이송부재의 일측단에 상기한 롤러들 사이에 위치하는 승강블럭을 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치.
  5. 제3항에 있어서, 요동부재에는 롤러가 설치되어 이송부재의 이동을 원활하게 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송장치.
  6. 공작물을 로딩시키는 단계와, 로딩된 공작물을 가공 스테이션으로 이동시키기 위하여 이송부재를 상승시키는 단계와, 상승된 이송부재를 직선이동시켜 가공물이 이동되도록 하는 단계와, 이동후 이송부재를 후강시키는 단계와, 가공물을 가공하는 단계를 포함하여 이루어지는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송방법.
  7. 제6항에 있어서, 이송부재를 상승시키는 단계는, 2개의 이송부재중 어느 하나의 이송부재만을 승강시킬 수 있는 다기능 전용 공작기계의 공작물 이송방법.
  8. 제6항에 있어서, 가공물을 이송시키는 단계는, 더블 사이클 가공단계와, 싱글 사이클 가공단계로 분리되는 것을 특징으로 하는 다기능 전용 공작 기계의 공작물 이송방법.
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