KR100244011B1 - 기계 가공 장치 - Google Patents

Abstract

리드의 펀칭, 절단 및 절곡용 리드 프레임의 가공 장치 시스템은 직렬 배치된 다수의 가공 장치들(1, 2, 3)로 구성된다. 이송 수단(8)은 리드 프레임이 연속되는 가공 장치들 사이에서 운반되도록 한다. 각 가공 장치는 수평 및 수직 방향으로 리드 프레임을 이송하기 위한 수단과 공구 캐리어(18)을 구동하기 위한 공구 캐리어 구동 수단을 포함한다. 더욱이 가공 장치들의 작동을 제어, 동기화 및 보호하기 위하여 제어 장치(4)가 제공된다. 이 가공 장치들은 순수 기계 구동되며 시스템은 모듈식 장치이다.

Description

기계 가공 장치

본 발명은 소위 리드 프레임을 펀칭, 절단 및 절곡 가공하기 위한 기계 가공기를 포함하는 기계 가공 장치에 관한 것이다. 이 리드 프레임은 칩 운반용으로 사용된다. 리드 프레임 상에 수행할 공정은 소위 절단 및 절곡 가공기로 수행되었다. 이 절단 및 절곡 가공기는 가능한 최고 가공 속도와 높은 정밀도를 필요로 한다. 가공 중에 리드 프레임은 이송 수단에 의해서 가공기를 지나도록 이송되어 가공 스테이션 상에 위치하고 가공되며, 이후 이송 수단은 리드 프레임을 다시 집어 올려서 다음 스테이션으로 이송한다. 모든 공정은 자동으로 이루어진다.

종래의 가공기에 있어서, 가공 공구는 작동 행정을 수행하기 위하여 공기압 수단에 의해 구동되었다. 이런 목적에 따라 공구 캐리어와 결합된 공기압 실린더를 사용하였다. 최근의 가공기는 유압 수단에 의해 생기는 힘이 공기압 수단으로 얻어지는 힘보다 더 크므로 유압 수단에 의해 구동된다. 이런 종류의 기계 가공기는 이송 수단이 가공 스테이션 상에 리드 프레임을 올려놓고 다시 이것을 집어 올릴 수 있도록 하기 위하여 자유로운 이송로를 필요로 하므로 훨씬 더 큰 행정 길이가 필요하기 때문에 보다 복잡해졌다. 더욱이 가공 구역을 육안으로 검사할 수 있는 것을 필요로 한다.

이 유압 구동은 역시 또 다른 결점들을 가지고 있다. 첫째로, 이러한 공정이 유압 매체를 사용하므로 청정 환경과 쉽게 조화되지 않는다. 추가적으로, 유압 수단을 통한 운동 정밀도는 이러한 운동이 하나의 가이드, 즉 유압 피스톤 로드에 의해서만 안내되므로 제한된다. 과거에는 이 정밀도를 증가시키기 위하여 여러 단계가 수행되었으나 그 가능성은 제한된다. 속도를 더 증가시키려면, 구동 유압 매체가 작동 행정 사이클 중에 사점을 극복해야만 하는 이유로 속도가 제한되기 때문에 유압 구동력의 사용은 제한된다. 그 결과, 공구의 행정이 설정 위치에서 종료되도록 설정되었을 때에만 리드 프레임의 이송이 수행될 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 결점들을 극복하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 긴 행정 길이, 고속, 깨끗한 작동 환경 및 리드 프레임에 대한 공구 운동의 높은 정밀도를 마련하는 것이다.

청구항 제1항의 전제부에 정의된 절단 가공기는 일본 특허공개 제61-65461호에 개시되어 있다.

리드 프레임의 리드를 절단하는 것에 부가하여, 절곡 및 펀칭 가공과 같은 다른 작업들도 수행되어야 한다. 더욱이 선행 기술에 의하면, 리드 프레임은 이러한 기계 가공기에서 방출되어 다른 기계 가공기로 배치되어야 한다.

본 발명의 목적은 필요한 모든 작업들이 제어 방식으로 자동 수행되는 일체식 기계 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 것은 청구항 제1항에서 정의된 특징에 의해 달성된다.

일체식 모듈형 자동 작업 장치를 마련함으로써 작업을 경제적으로 수행하기에 적합한 방법을 얻을 수 있다.

이 모듈 구조는 특히 생산적 측면에서 많은 장점을 제공한다. 기계 가공기들은 독립적으로 생산되고 시험될 수 있다. 그리고, 기계 가공기들은 소정의 기계 가공 장치로 조립될 수 있다. 이것은 다양한 적용성을 제공한다.

공구 캐리어 구동 부재는 모터에 의해 회전 구동되고 기계 가공기의 주 프레임 내에 위치하는 편심기로 이루어진다.

연속적인 운동은 이런 구동 방법에 의해 달성되고 이것은 보다 빠른 가공 속도를 허용한다. 그러한 구동 방법은 기계 가공기에 작용하는 힘이 제한되기 때문에 가능하다.

보조 프레임은 편심기에 결합되고 공구 캐리어에도 연결되어 있는데, 이것은 주 프레임에 대해 2개의 선단 위치 사이에서 수행되는 작동 행정을 수행하기 위하여 주 프레임 안에 수직으로 안내된다.

보조 프레임의 선단 위치는 주 프레임에 대해 조절이 가능하다. 이렇게 함으로써 목적한 위치에서의 가공면에 대해 작동 행정이 수행되게 할 수 있다. 이 결과로 행정 깊이는 조절될 수 있다. 추가적으로, 검사적 측면에서 작업면은 목적한 것처럼 전적으로 육안 식별이 가능하다.

보조 프레임의 선단 위치 설정은, 주 프레임 내에서 회전 가능하고 스테핑 모터에 의해 구동되는 축에 의하여 이루어지며, 이 축은 나사 연결부에 의해 보조 프레임과 결합된다. 스테핑 모터와 고정밀 나사 연결부를 이용함으로써 아주 정확한 보조 프레임의 선단 위치의 조절이 달성된다.

이 축은 키홈 결합 축이며 스테핑 모터에 의해 회전 구동되는 벨트 풀리에 수직 이동되도록 수용된다.

기계 가공기와 이송 수단의 작동을 동기 제어하기 위하여, 제어기는 각각의 기계 가공기들에 있는 편심기의 각도 위치를 검출하는 센서와 결합된다. 기계 가공 장치는 제어기 내에 일체로 결합된 마이크로프로세서의 소프트웨어 제어에 따라 얻어지는 정보에 근거하여 제어된다.

기계 가공기내에서 수평 및 수직 이송을 위한 이송 수단들은 주축 상에 위치하는 캠 디스크에 의해 구동된다.

수평 이송을 위한 이송 수단의 구동을 위하여, 리지 디스크는 캠 디스크가 회전할 때 선형 운동을 수행하는 포크형 부재 위에서 피니언 및 치형 랙과 결합되고, 치형 랙은 이 치형 랙에 편심 연결된 레버에 의해서 안내 궤도를 따라 활주가능한 이송 수단의 왕복 운동을 제공한다.

수직 이송 구동을 위하여, 주축은 병렬 배치된 캠 디스크와 결합되며, 캠 디스크는 작동 부재가 수직 방향으로의 선단 위치들 사이에서 리드 프레임의 수평 이송을 위한 안내 궤도를 이동하게 해준다.

손상을 피하기 위하여, 본원 발명에 의한 기계 가공 장치는 공구의 구동 중에 과부하를 검출하기 위해 주축과 구동 모터 사이에 있는 커플링의 해제 기구에 연결된 센서를 포함한다.

분리 후, 이 기계 가공기들이 신속히 정지하는 것을 보장하기 위하여 편심기에 결합된 제동기는 과부하가 검출되었을 때의 커플링의 해제시에 작동한다.

기계 가공기들 사이에서의 이송을 위하여, 이송 수단은 선행 기계 가공기의 수평 이송 수단에 의해 진행되는 리드 프레임을 수납하기 위한 공급단과 리드 프레임을 후속 기계 가공기의 수평 이송 수단으로 운반하기 위한 배출단을 갖는 무단 벨트와, 무단 벨트상에 위치하는 리드 프레임을 정지시키기 위한 정지부 등을 포함하며, 무단 벨트의 재료는 리드 프레임이 정지부에 부딪힐 때 그 벨트가 리드 프레임에 대해 미끄러질 수 있는 마찰 계수를 갖는다.

본 발명은 하기에서 도면들을 참조로 하여 상세히 설명된다.

제1도는 본 발명에 따른 기계 가공 장치의 개략 사시도이다.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절결한 단면 사시도이다.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다.

제4도는 제3도와 유사하나 보조 프레임의 다른 선단을 도시한 단면도이다.

제5도는 제4도의 Ⅴ로 표시된 부분의 상세도이다.

제6도는 이송 수단의 수평 및 수직 구동부의 사시도이다.

본 발명에 의한 기계 가공 장치는 캐비넷형 유니트들 안에 수용된 기계 가공기들(1, 2, 3)을 포함하며, 상기 기계가공기들의 작동은 제어 모듈(4)로부터 제어되고 상호 동기화된다. 마이크로프로세서는 제어 모듈(4)내에 일체로 결합되어 있다. 제어 모듈(4)은 제어 패널(5)과 모니터(6)의 형태인 제어 유니트를 가지고 있다.

가공될 리드 프레임(7)은 이송 수단(8)에 의해 연속하는 기계 가공기(1, 2, 3) 사이의 이송 통로를 따라 이송된다. 펀칭, 절곡, 절단 가공 등을 포함하는 다양하게 요구되는 공정들이 수행될 수 있는 각 가공 스테이션(11, 12, 13)은 각각의 기계 가공기(1, 2, 3)에 순차적으로 위치한다. 각 기계 가공기는 적어도 하나의 주 프레임(14)과 보조 프레임(15)을 구비하며, 이 보조 프레임은 베어링(16,17)안에 안내 로드(40 내지 43)에 의해 주 프레임(14)에 대해 수직 방향으로 움직일 수 있다. 주 프레임(14)은 수직벽(46, 47)에 대해 일정 간격으로 연결된 횡 지지부(bearer; 44, 45)를 포함한다. 베어링(16, 17)은 횡 지지부(44, 45)에 각각 배치된다.

보조 프레임(15)은 안내 로드(40 내지 43)에 연결되어 수평 이동하는 하부 커플링 부재(48)와, 이로부터 일정한 수직 거리만큼 이격되고, 마찬가지로 안내 로드(40 내지 43)에 고정 연결된 상부 커플링 부재(49)를 포함한다. 공구부는 공구(19)를 갖는 공구 캐리어(18)와 이와 함께 작용하는 작업면(38)을 포함한다. 소정의 공구(19)가 위치하는 공구 캐리어(18)는 보조 프레임(15)의 상부 커플링 부재(49)에 결합되어 있다. 편심기(21)를 지지하는 축(20)은 주 프레임(14)의 횡 지지부(44)상의 돌출부(50 내지 52) 안에서 회전할 수 있도록 수납된다. 축(20)은 모터(22)로부터 트랜스미션(23)과 벨트 풀리(24)를 통해 구동된다. 편심기(21)는 돌출부(50, 51)의 각각의 베어링(25, 26) 사이에 장착되어 있다. 이 편심기는 적절한 베어링 소켓(28) 내에 있는 구형 피봇(27)을 지지한다. 축(20)이 회전함에 따라 편심기는 보조 프레임(15)과 마찬가지로 하나는 제3도에 다른 하나는 제4도에 도시된 2개의 선단 위치 사이에서 이동한다. 이 선단 위치들은 각각 가공 공구(19)의 개방 위치와 폐쇄 위치에 대응한다.

양 선단 위치 사이의 이동 중에 보조 프레임(15)의 일부분(29)은 주 프레임의 횡 지지부에 있는 베어링(31)에서 그 곳에 결합된 축(30)과 함께 이동한다. 축 (30)과 보조 프레임(15) 사이의 플랜지 형상인 부분(32)인 커플링은 (제5도의) 나사 연결부(33)를 통해서 이루어진다. 스테핑 모터(34)를 사용하면, 벨트 풀리(36)는 구동 벨트(35)에 의해 회전할 수 있다. 축(37)이 베어링(31) 내부의 대응하는 리브와 상호 작용하는 키홈(30)을 가지고 있기 때문에, 축(37)은 상기 부분(29)을 같이 운반할 수 있는 벨트 풀리(36)와 함께 회전한다. 이러한 회전 운동으로 인하여 보조 프레임의 플랜지 형상인 부분(32)과 나사 결합부인 부분(33)은 보조 프레임(15)이 수직 이동하도록 서로에 대해 길이 방향으로 이동한다. 제3도와 제4도에 따른 위치에 있는 부분(29)에 대한 보조 프레임의 위치는 제5도의 점선으로 도시된다. 제5도에 따른 실시예에서, 보조 프레임(15)은 작업면(38)이 완전히 접근할 수 있도록 상방향으로 이동되었다. 따라서, 편심기(21)의 연속 작동 행정 및 그에 따른 보조 프레임(15)의 작동으로 공구(19)의 선단 위치가 제3도와 제4도에 도시된 위치보다 더 높이 위치하도록 한다. 그러므로, 앞에서 약술한 바와 같이 작동 행정의 깊이는 정확하게 제어될 수 있다.

제6도는 기계 가공기로의 이송 방식을 도시한다.

캠 디스크(60)가 회전 운동함에 따라 포크형 부재(61)가 도시된 화살표에 따른 선형 왕복 운동을 수행하도록 포크형 부재(61)와 상호 작용하는 캠 디스크(60)는 주축(20)상에 위치한다. 그 포크형 부재(61)는 선형 운동 중에 축(65)에 결합된 워엄 기어(64)상에 결합되어 있는 피니언(63)을 지지한다. 피니언(63)의 왕복운동으로 인하여, 프레임에 장착된 축(65)이 회전함에 따라 워엄 기어(64)도 회전한다. 레버(66)는 축(65)에 편심 결합되어 있다. 축(65)이 회전 운동할 때 레버는 2개의 선단 위치 사이에서 왕복 운동을 수행한다. 이 레버는 안내 궤도(69)를 따라 이송 수단을 왕복 이동시키는 구동 수단(67)의 선단에 결합되어 있다.

따라서 기계 가공기의 공구 이동과 완전한 동기화를 보장하기 위하여 수평 이송 수단의 이동과 주축(20)의 회전 사이에는 일방향 커플링이 있다. 유추할 수 있는 것처럼, 기계 가공기 내의 리드 프레임의 수직 이송과 주축(20)의 회전 사이에도 역시 일방향 커플링이 존재한다. 주축(20)은 벨트 풀리(71, 72)에 감겨 있는 무단 구동 벨트(70)에 의해서 캠 디스크(73, 74)에 결합되어 있다. 주축(20)이 회전할 때, 캠 디스크(73, 74)가 구동된다. 동기화되어 동일 위상으로 회전하는 이 캠 디스크(73, 74)는 구동 부재(75, 76)를 2개의 선단 위치 사이에서 수직으로 이동하게 한다. 이 구동 부재(75, 76)는 위와 마찬가지로 수직 이동을 행하도록 각각의 안내 궤도(68, 69)에 결합되어 있다.

수평 및 수직 이동이 주축(20)으로부터 일어나므로, 이들 상호 이동과 공구의 이동 사이의 동기화가 보장된다.

해제 기구는 벨트 풀리(24)의 축과 주축(20) 사이에 있는 커플링(100)에 배열되어 있다. 이 커플링은 (도시되지 않은) 수단을 통해서 공구 구동 부하를 측정하는 과부하 센서에 결합되어 있다. 리드 프레임이 잘못 놓이는 예와 같은 결과로 과부하가 되는 경우, 센서의 신호에 의해 제어되는 커플링(100)의 해제 기구는 작동을 시작하여 축(20)을 구동축에서 탈거시킨다. 예를 들어 공기압을 이용하는 (도시되지 않은) 제동기는 주축을 이동시키는 작동을 개시하여 편심기가 아주 짧은 시간 내에 정지 상태에 도달한다.

끝으로, 기계 가공기들 사이의 이송을 위하여 버퍼 이송기가 사용된다는 것은 중요하다. 그러한 버퍼 이송기는 무단 벨트 컨베이어와 정지부(111)로 구성된다. 작동 중에 리드 프레임은 선행 기계 가공기의 수평 이송 수단에 의해 무단 벨트 컨베이어(110)상에 위치한다. 이 리드 프레임은 정지부(111)에 도달할 때까지 벨트 컨베이어(110)를 타고 이동한다. 리드 프레임이 정지부에 의해 정지 상태에 도달한 후 벨트는 리드 프레임 아래에서 활주한다. 후속 기계 가공기의 수평 이송 수단은 적절한 순간에 벨트 컨베이어(110)로부터 리드 프레임을 취합하여 후속 기계 가공기상의 가공 위치로 운반한다.

Claims (20)

1. 주 프레임과, 펀칭 작동 행정을 수행하기 위하여 공구를 탑재하여 수직 방향으로 이동가능한 공구 캐리어와, 공구 캐리어 구동 부재와, 리드 프레임을 기계 가공기 내에서 수평 및 수직 방향으로 이송시키기 위한 수단을 구비한 리드 프레임(7)의 리드 펀칭용의 적어도 하나의 기계 가공기를 포함하는 기계 가공 장치에 있어서, 상기 펀칭 가공기와 직렬 배치된 절단 가공기 및 절곡 가공기와 같은 기계 가공기들(1, 2, 3)과, 연속하는 기계 가공기들(1, 2, 3) 사이의 이송 통로를 따라 기계 가공용 리드 프레임(7)을 이송시키는 이송 수단(8)과, 상기 기계 가공기들의 작동을 제어 및 보호하기 위해 기계 가공기들에 결합된 제어기(4)를 포함하며; 상기 이송 수단(8)은 선행 기계 가공기의 수평 이송 수단에 의해 이동되는 리드 프레임을 수납하기 위한 공급단과 후속 기계 가공기의 수평 이송 수단에 리드 프레임을 전달하는 배출단을 갖는 무단 벨트 컨베이어(110)와, 이 무단 벨트 컨베이어 위에 위치하는 리드 프레임용 정지부(111)를 포함하며; 상기 무단 벨트의 재료는 리드 프레임이 정지부(111)에 부딪힐 때 상기 무단 벨트가 리드 프레임에 대해 미끄러질 수 있는 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
2. 제1항에 있어서, 공구 캐리어(18) 구동 부재는 모터에 의해 회전 구동되고 기계 가공기의 주 프레임(14)에 장착되고 주축(20)에 결합되어 있는 편심기인 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공구 캐리어(18)에 결합된 보조 프레임(15)이 편심기(21)에 결합되고 주 프레임(14)에 대해 2개의 선단 위치 사이에서 수행되는 작동 행정을 수행하기 위하여 주 프레임(14) 내에 수직으로 안내되는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
4. 제3항에 있어서, 보조 프레임(15)의 선단 위치들은 주 프레임(14)에 대해 조절가능한 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
5. 제4항에 있어서, 보조 프레임(15)의 선단 위치는 주 프레임(14) 내에서 회전할 수 있고 스테핑 모터(34)에 의해 구동되고 나사 연결부(33) 위의 보조 프레임(15)에 결합된 축에 의하여 설정되는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 축은 키 홈(37)으로 결합되고 수직 이동을 위하여 스테핑 모터(34)에 의해 회전 구동되는 벨트 풀리에 수납되는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
7. 제6항에 있어서, 제어기(4)가 편심기의 각도 위치를 검출하는 센서와 결합되고 마이크로프로세서를 보유하고 있으며, 이송 수단의 작동 및 편심기와 스테핑 모터(34)의 구동을 동기화하고 상기 기계 가공기의 작동을 보호하기 위하여 마이크로프로세서 내에 소프트웨어가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
8. 제2항에 있어서, 기계 가공기 내에서 수평 및 수직 이송을 위한 이송 수단이 주축(20) 상에 위치하는 캠 디스크(60)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
9. 제8항에 있어서, 수평 이송용 이송 수단을 구동하기 위하여 캠 디스크(60)가 회전할 때 선형 운동을 수행하는 포크형 부재(61) 위에서 캠 디스크(60)가 피니언(63) 및 치형 랙에 결합되고, 캠 디스크에 편심 결합된 레버에 의하여 치형 랙이 안내 궤도(68, 69)를 따라 활주할 수 있는 이송 수단에 왕복 운동을 가하는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
10. 제8항에 있어서, 수직 이송 구동을 하기 위하여 주축이 병렬 배치된 캠 디스크(73, 74)에 결합되어 작동 부재를 수직 방향의 선단 위치 사이에 있는 수평 이송용 안내 궤도(68, 69)를 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
11. 제1항, 제2항, 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 공구 구동시 과부하의 검출을 위하여 구동 모터와 주축 사이에 있는 커플링(100)의 해제 기구에 결합된 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
12. 제11항에 있어서, 과부하가 검출되어 커플링(100)이 해제될 때 주축에 결합된 제동기가 작동하기 시작하는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
13. 제12항에 있어서, 제동기가 공기압을 이용하는 형태인 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
14. 제5항에 있어서, 제어기(4)가 편심기의 각도 위치를 검출하는 센서와 결합되고 마이크로프로세서를 보유하고 있으며, 이송 수단의 작동 및 편심기와 스테핑 모터(34)의 구동을 동기화하고 상기 기계 가공기의 작동을 보호하기 위하여 마이크로프로세서 내에 소프트웨어가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
15. 제3항에 있어서, 공구 구동시 과부하의 검출을 위하여 구동 모터와 주축 사이에 있는 커플링(100)의 해제 기구에 결합된 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
16. 제4항에 있어서, 공구 구동시 과부하의 검출을 위하여 구동 모터와 주축 사이에 있는 커플링(100)의 해제 기구에 결합된 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
17. 제5항에 있어서, 공구 구동시 과부하의 검출을 위하여 구동 모터와 주축 사이에 있는 커플링(100)의 해제 기구에 결합된 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
18. 제6항에 있어서, 공구 구동시 과부하의 검출을 위하여 구동 모터와 주축 사이에 있는 커플링(100)의 해제 기구에 결합된 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
19. 제7항에 있어서, 공구 구동시 과부하의 검출을 위하여 구동 모터와 주축 사이에 있는 커플링(100)의 해제 기구에 결합된 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.
20. 제14항에 있어서, 공구 구동시 과부하의 검출을 위하여 구동 모터와 주축 사이에 있는 커플링(100)의 해제 기구에 결합된 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 기계 가공 장치.