KR100569023B1

KR100569023B1 - 테이퍼 접촉 자동 측정장치

Info

Publication number: KR100569023B1
Application number: KR1020040094094A
Authority: KR
Inventors: 권병칠
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-04-07

Abstract

테이퍼 접촉 자동 측정장치가 개시된다. 개시된 테이퍼 접촉 자동 측정장치는, 몸체부와; 상기 몸체부의 상부에 설치되어 스핀들에 형성된 테이퍼 관통공에 슬라이딩 삽입되도록 테이퍼가 형성된 슬라이딩 테이퍼부재와; 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 일측에 설치되어 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 테이퍼 접촉 위치를 측정하는 센서와; 상기 센서가 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 테이퍼를 따라 승강되도록 상기 슬라이딩 테이퍼부재에 설치된 승강장치와; 상기 슬라이딩 테이퍼부재가 회전되도록 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 저부와 상기 몸체부에 설치된 회전장치와; 상기 슬라이딩 테이퍼부재와 상기 몸체부 사이에서 이들에 설치되어 이들이 탄성적으로 결합되도록 하는 스프링과; 상기 슬라이딩 테이퍼부재가 스핀들에 삽입될 때, 상기 스핀들 테이퍼의 프로파일, 접촉율 및 최대 미접촉량 등을 출력하는 출력장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 장비의 보수 시간을 절감할 수 있고, 장비 보수시 테이퍼 접촉 및 연삭 작업을 편리하게 할 수 있는 이점이 있다.

스핀들, 테이퍼, 툴홀더

Description

테이퍼 접촉 자동 측정장치{APPARATUS FOR AUTOMATICALLY MEASURING A TOUCHED TAPER}

도 1은 툴 홀더와 스핀들의 테이퍼 결합 상태를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 접촉확인용 툴홀더 테이퍼에 광명단이 도포된 상태를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 3 및 도 4는 테이퍼 연삭방법을 설명하기 위해 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 5는 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 6은 도 5의 'A'에서 본 정면도.

도 7 및 도 8은 도 5에서 B-B 및 C-C선을 따라 절개하여 나타내 본 단면도.

도 9a 내지 도 12는 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치의 작동 상태를 순차적으로 나타내 보인 개략적인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50. 몸체부

60. 슬라이딩 테이퍼부재

70. 센서

80. 승강장치

90. 회전장치

101. 스프링

110. 출력장치

140. 스핀들

본 발명은 테이퍼 접촉 자동 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동으로 테이퍼의 각 위치별 접촉 여부를 판단하고, 비접촉 부위의 비접촉량을 수치로 출력하여 테이퍼 접촉에 관한 정확한 정보를 얻기 위한 테이퍼 접촉 자동 측정장치에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 기계가공장비에서 공구를 장비에 체결하는 매개체는 툴 홀더(tool holder)(10)인데, 이 툴 홀더(10)의 테이퍼(15)와 장비 스핀들(20)의 테이퍼의 접촉성이 좋아야 기계가공시 떨림 현상을 제거하여 가공성이 좋아지며, 절삭공구의 마모를 줄이고 수명을 향상시키므로 테이퍼의 접촉성은 기계가공의 중요한 요소이다.

그리고 상기한 스핀들(20)의 테이퍼는 계속되는 회전운동으로 인한 진동 및 충격 등으로 인하여 툴 홀더(10)의 테이퍼(15)와 접촉 부위가 마모되므로 접촉정도 를 확인하고, 마모가 심한 경우에는 연삭을 하여야 한다.

상기한 테이퍼 접촉 확인 방법을 순차적으로 설명하면, 우선, 상기 스핀들(20)의 테이퍼 마모를 확인하고, 접촉확인용 툴홀더(30)의 테이퍼에 광명단(31)을 도포한다. 그런 후, 상기 스핀들(20)에 접촉확인용 툴홀더(30)의 테이퍼를 삽입하고, 광명단(31)이 묻은 정도를 보고 접촉 정도 확인한다.

그리고 상기한 연삭방법을 순차적으로 설명하면, 우선, 상기와 같이 테이퍼접촉 정도를 확인한 후, 접촉율이 나쁘면 연삭을 실시한다. 이때의 연삭은 도 3에 도시된 바와 같이, 연삭기(40)의 숫돌(41)로 스핀들(20) 테이퍼를 연삭한다. 이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 툴 홀더(10)의 테이퍼(15) 접촉을 재확인하고, 연삭과 테이퍼접촉 확인 작업을 반복 실시한 후, 접촉율이 80% 이상이면 합격으로 한다.

그런데, 테이퍼에 광명단(31)이 묻은 정도를 육안으로 확인하므로 정확한 접촉양과 위치를 확인하기가 어렵다.

그리고 미접촉부의 양을 알 수 없으므로, 접촉율이 좋지 않아 스핀들(20) 테이퍼 연삭시 연삭량을 알 수 없어 반복작업을 해야한다.

또한 인체에 유해한 성분이 함유된 광명단을 사용하므로 작업자의 건강에 해로우며, 바르고 닦아내는 작업이 번거롭다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 광명단을 사용하지 않아 작업이 편리하고 작업자의 건강을 해치지 않으며, 육안이 아닌 자동으로 테이퍼의 각 위치별 접촉 여부를 판단할 수 있으며, 비접촉 부위의 비접촉량을 수치로 출력하여 테이퍼 접촉에 관한 정확한 정보를 얻을 수 있도록 한 테이퍼 접촉 자동 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 테이퍼 접촉 자동 측정장치는, 몸체부와; 상기 몸체부의 상부에 설치되어 스핀들에 형성된 테이퍼 관통공에 슬라이딩 삽입되도록 테이퍼가 형성된 슬라이딩 테이퍼부재와; 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 일측에 설치되어 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 테이퍼 접촉 위치를 측정하는 센서와; 상기 센서가 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 테이퍼를 따라 승강되도록 상기 슬라이딩 테이퍼부재에 설치된 승강장치와; 상기 슬라이딩 테이퍼부재가 회전되도록 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 저부와 상기 몸체부에 설치된 회전장치와; 상기 슬라이딩 테이퍼부재와 상기 몸체부 사이에서 이들에 설치되어 이들이 탄성적으로 결합되도록 하는 스프링과; 상기 슬라이딩 테이퍼부재가 스핀들에 삽입될 때, 상기 스핀들 테이퍼의 프로파일, 접촉율 및 최대 미접촉량 등을 출력하는 출력장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5에는 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 'A'에서 본 정면도가 도시되어 있다. 그리고 도 7 및 도 8에는 도 5에서 B-B 및 C-C선을 따라 절개하여 나타내 본 단면도가 각각 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치(100)는, 몸체부(50)와, 이 몸체부(50)의 상부에 설치되어 후술하는 도 9a에 도시된 바와 같은 스핀들(140)에 형성된 테이퍼(142)의 관통공(141)에 슬라이딩 삽입되도록 테이퍼가 형성된 슬라이딩 테이퍼부재(60)와, 이 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 일측에 설치되어 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 테이퍼 접촉 위치를 측정하는 센서(70)와, 이 센서(70)가 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 테이퍼를 따라 승강되도록 상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)에 설치된 승강장치(80)를 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치(100)에는, 상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)가 회전되도록 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 저부와 몸체부(50)에 설치된 회전장치(90)와, 상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)와 몸체부(50) 사이에서 이들에 설치되어 이들이 탄성적으로 결합되도록 하는 스프링(101)과, 상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)가 스핀들(140)의 관통공(141)에 삽입될 때 스핀들(140)의 테이퍼(142)의 프로파일(profile), 접촉율 및 최대 미접촉량 등을 출력하는 출력장치(110)가 구비된다.

상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 상부에 설치되어 장비의 클램프(130)에 잡혀 테이퍼 관통공으로 끌려 들어가도록 스터드 볼트(120)가 체결되고, 상기 승강장치(80)의 일측에는 이 승강장치(80)를 따라 스케일(150)이 설치된다.,

그리고 상기 센서(70)는 승강장치(80)에 연결 설치되어 승강되는 위치센서(71)와, 이 위치센서(71)의 상부에서 위치센서(71)와 연결 설치된 볼부재(72)를 포 함하여 구성된다. 또한 상기 위치센서(71)와 볼부재(72) 사이에는 스프링(73)이 설치되어 볼부재(72)에 대하여 탄성력이 제공되도록 한다.

그리고 상기 승강장치(80)는, 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 테이퍼를 따라 수직으로 설치된 볼스크루(81)와, 이 볼스크루(81)의 일측에 설치되어 볼스크루(81)를 구동시키는 구동모터(82)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 승강장치(80)의 구동모터(82)의 회전축과 볼스크루(81)의 선단에는 각각 구동모터(82)의 회전력을 볼스크루(81)에 전달하기 위한 전달동력장치가 설치된다.

상기 전달동력장치는, 일 실시예로써 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 구동모터의 회전축과 볼스크루(81)의 선단에 각각 설치된 풀리와, 이 풀리에 걸려 무한궤도로 회전하는 벨트를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 전달동력장치는, 다른 실시예로써, 상기 구동모터(82)의 회전축과 볼스크루(81)의 선단에 각각 설치되어 서로 치합된 한쌍의 기어(83)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기한 동력전달장치는 두 가지의 실시예를 들었지만, 이 외에도 여러 실시예가 있을 수 있으며, 상기한 실시예에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다.

또한 상기 회전장치(90)는, 상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 저부에 설치된 제1기어(91)와, 이 제1기어(91)와 치합되며 몸체부(50)에 설치된 제2기어(92)와, 이 제2기어(92)에 설치된 구동모터(93)를 포함하여 구성된다. 여기서 상기 제1,2기어(91,92)는 베벨기어로 이루어진다.

그리고 상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 저부에는 슬라이딩 가이드(160)가 설치되어 슬라이딩 테이퍼부재(60)의 회전시 상기 스프링(101)에 의한 방해를 막고, 회전력이 강화되도록 한다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치(100)는, 상기와 같은 구성을 구비하여 자동으로 테이퍼의 각 위치별 접촉여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 비접촉 부위의 비접촉량을 수치로 출력하여 테이퍼 접촉에 관한 정확한 정보를 얻을 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 도 9a에 도시된 바와 같이, 스핀들(140)의 관통공(141)에 상기와 같이 구성된 테이퍼 접촉 자동 측정장치(100)를 삽입한다. 이어서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 장비의 클램프(130)가 스터드 볼트(120)를 당긴다.

이에 따라 도 9c에 도시된 바와 같이, 스프링(101)이 압축되며 슬라이딩 테이퍼부재(60)가 스핀들(140)의 테이퍼에 밀착된다. 그리고 도 9d에 도시된 바와 같이, 상기 회전장치(90)의 구동모터(93)가 작동하여 제1,2기어(91,92)인 베벨기어에 의해 슬라이딩 테이퍼부재(60)를 회전시킨다 .

또한 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이딩 테이퍼부재(60)가 회전하면서 볼부재(72)와 위치센서(71)로 스핀들(140)의 테이퍼(142)의 단면 프로파일 취득한다.

이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 승강장치(80)의 구동모터(82)가 작동하여 볼스크루(81)에 의해 볼부재(72)와 위치센서(71)를 위로 이동시키고 상기한 도 10의 작동을 반복한다.

그리고 상기와 같이 작동 설명한 도 9d 내지 도 11의 작동을 반복하여 도 12에 도시된 바와 같이, 테이퍼의 전체 프로파일을 취득한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

상기와 같이 작동되는 본 발명에 따른 테이퍼 접촉 자동 측정장치를 적용함으로써 장비의 보수시간을 절감할 수 있고, 장비 보수시 테이퍼 접촉 및 연삭 작업을 편리하게 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

몸체부와;

상기 몸체부의 상부에 설치되어 스핀들에 형성된 테이퍼 관통공에 슬라이딩 삽입되도록 테이퍼가 형성된 슬라이딩 테이퍼부재와;

상기 슬라이딩 테이퍼부재의 일측에 설치되어 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 테이퍼 접촉 위치를 측정하는 센서와;

상기 센서가 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 테이퍼를 따라 승강되도록 상기 슬라이딩 테이퍼부재에 설치된 승강장치와;

상기 슬라이딩 테이퍼부재가 회전되도록 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 저부와 상기 몸체부에 설치된 회전장치와;

상기 슬라이딩 테이퍼부재와 상기 몸체부 사이에서 이들에 설치되어 이들이 탄성적으로 결합되도록 하는 스프링과;

상기 슬라이딩 테이퍼부재가 스핀들에 삽입될 때, 상기 스핀들 테이퍼의 프로파일, 접촉율 및 최대 미접촉량 등을 출력하는 출력장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 슬라이딩 테이퍼부재의 상부에 설치되어 장비의 클램프에 잡혀 상기 테이퍼 관통공으로 끌려 들어가도록 스터드 볼트가 체결된 것을 특징으로 하는 테이 퍼 접촉 자동 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 승강장치의 일측에는 상기 승강장치를 따라 스케일이 설치된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 센서는 상기 승강장치에 연결 설치되어 승강되는 위치센서와;

상기 위치센서의 상부에서 상기 위치센서와 연결 설치된 볼부재;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제4항에 있어서,

상기 위치센서와 상기 볼부재 사이에는 스프링이 설치되어 상기 볼부재에 대하여 탄성력이 제공되도록 한 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 승강장치는,

상기 슬라이딩 테이퍼부재의 테이퍼를 따라 수직으로 설치된 볼스크루와;

상기 볼스크루의 일측에 설치되어 상기 볼스크루를 구동시키는 구동모터;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제6항에 있어서,

상기 구동모터의 회전축과 상기 볼스크루의 선단에는 각각 상기 구동모터의 회전력을 상기 볼스크루에 전달하기 위한 전달동력장치가 설치된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제7항에 있어서,

상기 전달동력장치는,

상기 구동모터의 회전축과 상기 볼스크루의 선단에 각각 설치된 풀리와;

상기 풀리에 걸려 무한궤도로 회전하는 벨트;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제7항에 있어서,

상기 전달동력장치는,

상기 구동모터의 회전축과 상기 볼스크루의 선단에 각각 설치되어 서로 치합된 한쌍의 기어를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 회전장치는,

상기 슬라이딩 테이퍼부재의 저부에 설치된 제1기어와;

상기 제1기어와 치합되며 상기 몸체부에 설치된 제2기어와;

상기 제2기어에 설치된 구동모터;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제10항에 있어서,

제1,2기어는 베벨기어를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 슬라이딩 테이퍼부재의 저부에는 슬라이딩 가이드가 설치되어 상기 슬라이딩 테이퍼부재의 회전시 상기 스프링에 의한 방해를 막고, 회전력이 강화되도록 한 것을 특징으로 하는 테이퍼 접촉 자동 측정장치.