KR100598851B1

KR100598851B1 - 공구 보정장치

Info

Publication number: KR100598851B1
Application number: KR1020040109729A
Authority: KR
Inventors: 김대규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-11
Also published as: KR20060070904A

Abstract

공구 보정장치가 개시된다. 개시된 공구 보정장치는, 공구 보정장치에 있어서, 그 내부에 제1,2유압경로가 설치된 보정 헤드와; 상기 보정 헤드의 전방으로 상기 보정 헤드와 결합된 보링바와; 상기 보정 헤드의 일측에 설치되어 상기 보정 헤드의 상기 제1,2유압경로와 연결된 제1,2오일경로와 연결되어 유압을 작동 제어하는 제어기와; 상기 제어기의 후방으로 설치되어 공급되는 오일을 필터링하는 필터 유닛과; 상기 보정 헤드에 유압을 공급하기 위해 상기 필터 유닛의 후방으로 설치된 유압공급원;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 자체 보정장치가 구비되어 있어 +/- 보정을 반복하여도 누적공차 발생이 없고, 보정오차 발생시 자동적으로 공구경 보정이 가능하다. 예컨대, 1㎛ 단위의 공구 보정이 가능하고, 유압을 이용하기 때문에 안정적인 반복정도를 낼 수 있으며, 미세진동 저감으로 고속가공이 가능하고, 고속가공에 따른 원통도가 좋아지고, 탄성에 의한 떨림 현상이 없는 이점이 있다.

보링바, 제어기, 진원도

Description

공구 보정장치{SYSTEM FOR CORRECTING TOOL}

도 1은 종래의 기술에 따른 유압 탄성을 이용한 공구 보정장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2a는 종래의 기술에 따른 기계식 공구 보정장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2b는 도 2a의 작동 후의 상태를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 3a 및 도 3b는 고속 절삭과 저속 절삭에서의 가공열 분포를 설명하기 위해 각각 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 4a 및 도 4b는 관성력과 진원도의 관계를 설명하기 위해 각각 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 5는 본 발명에 따른 공구 보정장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 공구 보정장치의 작동을 설명하기 위해 도 5의 일부를 각각 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 7은 본 발명에 따른 공구 보정장치에 적용된 제어기의 작동 유압 회로도의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40. 보정 헤드

41. 제1유압경로

42. 제2유압경로

50. 보링바

71. 제어기

72. 필터 유닛

73. 유압공급원

L1. 제1오일경로

L2. 제2오일경로

본 발명은 공구 보정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자체 보정장치를 두어 누적 공차발생이 없고, 보정오차 발생시에도 자동 공구경의 보정이 가능하게 하기 위한 공구 보정장치에 관한 것이다.

일반적으로 공구 보정장치는 기계식 공구 보정장치와, 유압탄성을 이용한 공구 보정장치로 구분된다.

도 1에는 상기한 유압탄성을 이용한 공구 보정장치가 개략적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 유압탄성을 이용한 공구 보정장치(10)는, 그 내부에 평판 탄성체(11)를 구비하여 유압이 작용되게 하여, 이 유압을 이용하여 상기 평판 탄성체(11)를 변형시킴으로써 경방향 변위량을 제어한다.

그리고 도 2a에는 상기한 기계식 공구 보정장치가 개략적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 보링 홀더(21)와, 이 보링 홀더(21)의 내부에 구비된 기계장치(22)와, 이 기계장치(22)의 하부에 설치된 인서트 부재(23)와, 카트리지(cartridge)(25)와, 이 카트리지(25)에 체결된 고정볼트(24)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 기계식 공구 보정장치의 작동을 도 2b에 도시하였다.

즉, 도 2a는 작동 전의 상태를 나타내 보인 것이고, 도 2b는 작동 후의 상태를 나타내 보인 것이다.

한편, 보링 공구의 고속화 필요성에 대하여 설명한다.

우선, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 고속 절삭과 저속 절삭에서의 가공열 분포에서 도 3b의 저속 절삭에서 열의 분포영역이 넓음을 알 수 있다.

상기한 저속 절삭의 경우, 공구(31)의 가공에 따른 가공열에 의해 가공물(32)이 팽창한 상태로 절삭이 이루어져 가공이 끝난 후, 상기 가공물(32)이 수축하여 가공물(32)의 변형이 발생한다. 이때 원통도 변화한다.

그리고 상기한 기계식 공구 보정장치는 고속 가공에 적합하지 않은 구조이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 보링 홀더(21) 내부의 기계장치(22를 구동하기 위해서 필요한 구동장치(미도시)로 인해 후방 질량이 커 고속 가공 시 구동장치의 질량으로 인한 관성력이 발생하여 진원도를 나쁘게 한다.

즉, 상기한 관성력은 고속 가공이 될수록 영향이 크다. 예컨대, 관성력이 큰 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 진원도도 크다. 반면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 관성력이 작은 경우에는 진원도도 작다.

그리고 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지(25)의 밴딩 및 탄성을 이용한 공구보정은 미세한 진동을 발생시킨다.

또한 탄성을 이용함으로써 실제 공구경 보정량은 다른 측정장치를 이용하여 측정을 하여야 하며, 탄성체의 노후화 및 경화는 정확한 공구 보정량을 제어하지 못한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 보정오차 발생시 자동적으로 공구경이 보정되게 하고, 고속가공에 따른 원통도가 좋아지며, 탄성에 의한 떨림 현상이 없고, 변화시 자동 공구보정이 가능하도록 한 공구 보정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공구 보정장치는, 공구 보정장치에 있어서, 그 내부에 제1,2유압경로가 설치된 보정 헤드와; 상기 보정 헤드의 전방으로 상기 보정 헤드와 결합된 보링바와; 상기 보정 헤드의 일측에 설치되어 상기 보정 헤드의 상기 제1,2유압경로와 연결된 제1,2오일경로와 연결되어 유압을 작동 제어하는 제어기와; 상기 제어기의 후방으로 설치되어 공급되는 오일을 필터 링하는 필터 유닛과; 상기 보정 헤드에 유압을 공급하기 위해 상기 필터 유닛의 후방으로 설치된 유압공급원;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

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

도 5에는 본 발명에 따른 공구 보정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 공구 보정장치는, 그 내부에 제1,2유압경로(41,42)가 설치된 보정 헤드(40)와, 이 보정 헤드(40)의 전방으로 상기 보정 헤드(40)와 결합된 보링바(50)와, 상기 보정 헤드(40)의 일측에 설치되어 보정 헤드(40)의 제1,2유압경로(41,42)와 연결된 제1,2오일경로(L1,L2)와 연결되어 유압을 작동 제어하는 제어기(71)와, 이 제어기(71)의 후방으로 설치되어 공급되는 오일을 필터링하는 필터 유닛(72)과, 상기 보정 헤드(40)에 유압을 공급하기 위해 필터 유닛(72)의 후방으로 설치된 유압공급원(73)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 보정 헤드(40)의 후방으로 스핀들(60)이 연결되어 있고, 이 스핀들(60)의 단부에는 상기 제1,2유압경로(41,42)와 제1,2오일경로(L1,L2)가 연결되도록 하는 연결부재(61)가 설치된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 공구 보정장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 공구 보정장치는, 상기 보정 헤드(40) 내의 경방향으로 제1,2유압경로(41,42)를 설치하여 제1,2오일경로(L1,L2)에 작용하는 유량 변화에 의해 양방향으로 가공경 보정이 가능하도록 한 것이다. 예컨대, 이 보정은 1㎛까지 가능하다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 도 6a에 도시된 바와 같이, 공구경 확장시에는 제1오일경로(41)를 통하여 유량(ΔQ)을 공급한다. 이때의 유량은, ΔS를 1㎛단위 변화시킬 수 있는 유량이다. 이는 동일량의 ΔQ의 유입과 유출로 제1유압경로(41)의 P1과 제2유압경로(42)의 P2가 동일 압력을 유지하게 되어 변위량 ΔS(+)를 유지할 수 있다.

그리고 도 6b에 도시된 바와 같이, 공구경 축소시 제2오일경로(L2)를 통하여 유량(ΔQ)을 공급한다. 이때의 유량은, ΔS를 1㎛단위 변화시킬 수 있는 유량이다. 이는 동일량의 ΔQ의 유입과 유출로 제1유압경로(41)의 P1과 제2유압경로(42)의 P2가 동일 압력을 유지하게 되어 변위량 ΔS(-)를 유지할 수 있다.

이어서, 상기 제어기(71)의 유압 작동 회로도에 대하여 설명한다.

도 7에는 상기 제어기(71)의 유압 작동 회로도가 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 우선, 종래와 같이 탄성을 이용하지 않음으로 반복정도 및 미세진동을 방지할 수 있다.

그리고 유압 작동 회로도의 유압회로 작동방법에 대하여 설명한다.

전술한 바와 같이, 공구경 확장시에는 제1오일경로(L1)를 통하여 유량(ΔQ)을 공급한다. 도 7의 유압 작동 회로도는 최초의 위치로, 제어기(71)를 통해 밸브4의 (b)의 위치에 놓인다. 그리고 상기 유압공급원(73)의 토출압력을 최초압력보다 높게 하고, 유량계1을 통하여 ΔQ를 제어한다. 이때 제어신호는 제어선1을 통 하여 밸브1을 (b)의 위치에 놓이게 한다.

또한 상기 제2오일경로(L2)를 통하여 바이패스(bypass) 되는 유량은 밸브4를 통하여 밸브2를 지나게 된다. 그리고 유량계2에서 ΔQ를 제어한다. 이때 제어신호는 제어선2를 통하여 밸브2를 (a)의 위치에 놓이게 한다. 동시에 제어선3을 통하여 밸브3을 (c)위치에 놓이게 함으로써 유압공급원(73)으로부터 유량공급을 차단한다.

그리고 공구경 축소시에는 제2오일경로를 통하여 유량(ΔQ)을 공급하고, 제어기(71)를 통해 밸브4의 (a)의 위치에 놓인다. 그 외의 작동방법은 전술한 공구경 확장시와 동일하다.

또한 유량계2에서의 ΔQ 제어 오차 발생시에는, 제어선4를 통하여 밸브3을 (a)의 위치에 놓으면 유량(ΔQ)을 보정할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공구 보정장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

자체 보정장치가 구비되어 있어 +/- 보정을 반복하여도 누적공차 발생이 없고, 보정오차 발생시 자동적으로 공구경 보정이 가능하다. 예컨대, 1㎛ 단위의 공구 보정이 가능하다.

그리고 유압을 이용하기 때문에 안정적인 반복정도를 낼 수 있다.

또한 미세진동 저감으로 고속가공이 가능하고, 고속가공에 따른 원통도가 좋아지고, 탄성에 의한 떨림 현상이 없다.

그리고 자동공구 교환이 가능하고, 공구경 검출장치를 활용하여 공구경 변화시 자동 공구보정이 가능하다.

또한 가공열이 감소하고, 진동 저감으로 공구수명이 향상된다.

그리고 상기와 같이 고속가공이 가능해짐에 따라 생산성이 향상된다.

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

공구 보정장치에 있어서,

그 내부에 제1,2유압경로가 설치된 보정 헤드와;

상기 보정 헤드의 전방으로 상기 보정 헤드와 결합된 보링바와;

상기 보정 헤드의 일측에 설치되어 상기 보정 헤드의 상기 제1,2유압경로와 연결된 제1,2오일경로와 연결되어 유압을 작동 제어하는 제어기와;

상기 제어기의 후방으로 설치되어 공급되는 오일을 필터링하는 필터 유닛과,

상기 보정 헤드에 유압을 공급하기 위해 상기 필터 유닛의 후방으로 설치된 유압공급원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 보정장치.
제1항에 있어서,

상기 보정 헤드의 후방으로 스핀들이 연결되어 있고, 상기 스핀들의 단부에는 상기 제1,2유압경로와 상기 제1,2오일경로가 연결되도록 하는 연결부재가 설치된 것을 특징으로 하는 공구 보정장치.