KR100726497B1 - 단조품의 자동 트리밍 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 등속조인트에 사용되는 단조품들의 상측과 하측을 자동적으로 식별하고 정확한 자세로 자동적인 트리밍 공정이 수행되도록 함으로써, 불량율을 저감시키며 제품의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

단조품의 자동 트리밍 시스템{AUTO TRIMMING SYSTEM FOR A PART PRODUCED BY COLD FORGING}
도 1은 본 발명이 적용되는 단조품의 구조를 설명한 도면,
도 2는 본 발명 단조품의 자동 트리밍 시스템을 도시한 도면,
도 3은 도 2의 Ⅲ방향 관측도로서 엘리베이터컨베이어를 도시한 도면,
도 4는 도 2의 정렬슈트 부분의 구조를 도시한 도면,
도 5는 상하판단수단의 일예를 설명한 도면,
도 6은 선택반전수단의 일예의 구조 및 작동을 설명한 도면,
도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도,
도 8은 도 2의 Ⅷ방향 관측도,
도 9는 도 2의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도,
도 10은 본 발명에 의해 가공이 가능한 단조품들의 외관도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
P; 단조품 1; 엘리베이터컨베이어
3; 정렬슈트 5; 로드
7; 회전가공장치 9; 냉각컨베이어
11; 제1스토퍼 13; 근접센서
15; 레이저센서 17; 판별실린더
19; 유입구 21; 유출구
23; 단속실린더 25; 관통홀
27; 반전회동체 29; 회동레버
31; 서보모터 33; 직선운동실린더
35; 푸시실린더 37; 원형테이블
39; 테이블구동모터 41; 소재안착홀
43; 지지실린더 45; 확인센서
47; 테이블조정실린더 49; 제2스토퍼
본 발명은 단조품의 자동 트리밍 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 등속조인트에 사용되는 인너레이스의 내부를 자동적으로 트리밍 하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 적용 대상이 되는 단조품(P)인 인너레이스의 구조가 개시되어 있는바, 냉간단조에 의해 형성되며, 아직 중앙부가 막혀 있는 형상으로서, 이후의 트리밍 공정에 의해 중앙부가 천공되어야 한다.
상기 단조품(P)의 외관은 상측과 하측이 거의 유사하지만, 단면 구조를 살펴보면 상측의 깊이가 하측의 깊이보다 깊은 상태이다.
트리밍작업시에 상기 단조품(P)이 도 1과 같은 상태로 공급되어 상측으로부터 펀치가 하강하여 트리밍이 이루어지면 올바른 가공으로 양품이 생산되지만, 상기 단조품(P)이 반대로 뒤집혀서 공급된 상태에서 트리밍작업이 이루어지면 제품은 불량이 된다.
상기한 바와 같이 상기 단조품(P)의 형상은 상측과 하측이 거의 유사한 대칭을 이루고 있으나 상측과 하측은 구분되는 형상이고, 그 크기가 작으며 상측과 하측의 깊이 차이가 크지 않아서, 아직 상기 단조품(P)을 자동적으로 트리밍하는 것은 이루어지지 못하고 있었다.
본 발명은 등속조인트에 사용되는 단조품들의 상측과 하측을 자동적으로 식별하고 정확한 자세로 자동적인 트리밍 공정이 수행되도록 함으로써, 불량율을 저감시키며 제품의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 단조품의 자동 트리밍 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 단조품의 자동 트리밍 시스템은 공급받은 단조품을 상측으로 이송시키는 엘리베이터컨베이어와; 상기 엘리베이터컨베이어로부터 공급된 단조품을 자중에 의해 경사면을 따라 하강시키면서 일렬로 정렬되도록 하는 정렬슈트와; 상기 정렬된 단조품의 중심부에 삽입되는 로드의 스트로크를 이용하여 단조품의 상하를 판별하는 상하판단수단과; 상기 상하판단수단을 통과한 단조품이 정상방향이면 그냥 통과시키고 반대방향이면 뒤집어서 통과시키는 선택반전수단과; 상기 선택반전수단을 통과한 단조품을 공급받아 회전시킴으로써, 트리밍공정을 실시하고, 가공상태를 검사하고, 양품을 인출하며, 불량품을 인출하는 단계들로 차례로 이동시키는 회전가공장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명 실시예는 공급받은 단조품(P)을 상측으로 이송시키는 엘리베이터컨베이어(1)와; 상기 엘리베이터컨베이어(1)로부터 공급된 단조품을 자중에 의해 경사면을 따라 하강시키면서 일렬로 정렬되도록 하는 정렬슈트(3)와; 상기 정렬된 단조품의 중심부에 삽입되는 로드(5)의 스트로크를 이용하여 단조품의 상하를 판별하는 상하판단수단과; 상기 상하판단수단을 통과한 단조품(P)이 정상방향이면 그냥 통과시키고 반대방향이면 뒤집어서 통과시키는 선택반전수단과; 상기 선택반전수단을 통과한 단조품(P)을 공급받아 회전시킴으로써, 트리밍공정을 실시하고, 가공상태를 검사하고, 양품을 인출하며, 불량품을 인출하는 단계들로 차례로 이동시키는 회전가공장치(7)를 포함하여 구성된다.
상기 엘리베이터컨베이어(1)는 도 3을 참조하면, 냉각컨베이어(9)를 통해 전달된 단조품(P)들을 상측으로 이동시켜, 상기 정렬슈트(3)로 공급하는 역할을 한 다.
상기와 같이 정렬슈트(3)로 공급된 단조품(P)들은 자중에 의해 하측으로 하강하면서 일렬로 정렬되고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 단조품(P)은 제1스토퍼(11)에 의해 후술하는 선택반전수단으로 보내지기 전에 일단 멈춰진 상태에서 상기 상하판별수단에 의해 올바른 상태로 이송되고 있는지를 판단 받는다.
상기 상하판별수단은 도 5와 같이 상기 단조품(P)의 중심을 향해 왕복운동 가능하도록 설치된 로드(5)와, 상기 로드(5)의 상단부의 위치 변화를 감지하도록 설치된 근접센서(13)들을 포함하여 구성된다.
상기 로드(5)가 판별실린더(17)에 의해 단조품(P)의 중심을 향해 삽입되었을 때, 상기 로드(5)의 상단부가 근접센서(13)들 중 어느 것에 의해 감지되는가에 따라 단조품(P)이 올바른 상태인지 뒤집힌 상태인지를 판단한다.
즉, 상기 정렬슈트(3)로 공급된 단조품(P)들은 일렬로 정렬된 상태에서 일단 멈춰지고, 도 4의 레이저센서(15)는 단조품(P)의 유무를 감지하며, 이와 같이 단조품(P)들이 일단 멈춰진 상태에서 상기 판별실린더(17)가 로드(5)를 작동시켜서 상기 근접센서(13)들을 통해 단조품(P)의 이송상태를 파악하는 것이다.
상기 선택반전수단은 상기와 같이 상하판별수단에 의해 판단된 단조품(P)을 전달받아, 정상적인 상태에 있는 단조품(P)은 그냥 통과시키고, 뒤집힌 단조품(P)은 180도 뒤집어서 정상적인 상태로 반전시킨다.
상기 선택반전수단은 도 6과 같이 원통형 단면으로 형성되어 원주면에 상기 단조품(P)이 통과하는 유입구(19)와 유출구(21)가 형성되고, 상기 유입구(19)와 유 출구(21)는 상기 원통형 단면의 중심을 통과하는 직선으로부터 서로 어긋나게 형성된 단속실린더(23)와; 상기 단속실린더(23)의 회동축 역할을 하도록 상기 단속실린더(23)의 내측에 위치하고, 상기 단속실린더(23)의 중심을 지나도록 관통홀(25)이 형성된 반전회동체(27)와; 상기 단속실린더(23)를 회동시키는 실린더회동수단과; 상기 반전회동체(27)를 회동시키는 회동체회동수단을 포함하여 구성된다.
본 실시예에서, 상기 실린더회동수단은 상기 단속실린더(23)의 외측으로 돌출된 회동레버(29)와, 상기 회동레버(29)에 연결된 직선운동실린더(33)로 구성하고, 상기 회동체회동수단은 상기 반전회동체(27)에 연결된 서보모터(31)로 구성하였다.
정상적인 상태에 있는 단조품(P)이 상기 단속실린더(23)의 유입구(19)를 통해 상기 반전회동체(27)의 관통홀(25) 내로 삽입되면, 상기 직선운동실린더(33)를 작동시켜서 상기 단속실린더(23)의 유출구(21)가 상기 반전회동체(27)의 관통홀(25)과 연통되도록 함으로써, 상기 관통홀(25) 내의 단조품(P)이 자중에 의해 하측으로 통과하도록 한다.
뒤집힌 상태의 단조품(P)이 상기 단속실린더(23)의 유입구(19)를 통해 상기 반전회동체(27)의 관통홀(25) 내에 삽입되면, 상기 서보모터(31)를 통해 상기 반전회동체(27)를 180도 회전시킨 후, 상기 직선운동실린더(33)를 작동시켜서 상기 반전회동체(27)에 의해 정상적인 상태로 회전된 단조품(P)이 상기 단속실린더(23)의 유출구(21)를 통해 빠져 나오도록 한다.
상기와 같이 정상적인 상태로 상기 선택반전수단을 통과한 단조품(P)들은 도 4에 도시된 바와 같이 제2스토퍼(49)에 의해 멈춰진 후 하나씩 푸시실린더(35)에 의해 상기 회전가공장치(7)로 공급된다.
본 실시예에서, 상기 회전가공장치(7)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상측면에 상기 단조품(P)이 공급되는 원형테이블(37)과, 상기 원형테이블(37)을 회전시키는 테이블구동모터(39)와, 상기 원형테이블(37)에 형성된 다수의 소재안착홀(41)과, 상기 소재안착홀(41) 하측에 설치된 지지실린더(43)를 포함하여 구성된다.
상기 원형테이블(37)에는 상기 소재안착홀(41) 5개가 동일한 간격으로 형성되어 상기 원형테이블(37)은 5번의 짧은 회동으로 1회전을 하면서, 공급된 1개의 단조품(P)에 대한 처리를 완료하도록 되어 있다.
즉, 상기 원형테이블(37)은 상기 테이블구동모터(39)에 의해 회동되며, 상기 원형테이블(37)로 공급된 단조품(P)은 상기 원형테이블(37)의 소재안착홀(41)에 안착된 상태에서 1/5회전한 후 먼저 트리밍펀치로 트리밍가공이 이루어지고, 다시 1/5회전하여 도 9와 같은 확인센서(45)에 의해 트리밍가공이 올바르게 이루어졌는지를 확인하고, 양품으로 판정된 경우에는 다시 1/5회전하여 배출되고, 불량품으로 판정된 경우에는 1/5만큼 더 회전하여 배출된다.
상기 트리밍펀치에 의한 트리밍 가공시에 상기 소재안착홀(41) 하측에는 상기 지지실린더(43)가 상기 단조품(P)을 지지하며, 상기 지지실린더(43)는 상기 단조품(P)을 양품 또는 불량품으로 배출할 때 후퇴하여 단조품(P)이 상기 소재안착홀(41)로부터 하측으로 배출될 수 있도록 한다.
상기 원형테이블(37) 하측의 테이블조정실린더(47)는 상기 원형테이블(37) 자체의 위치를 조정하는 데에 사용된다.
참고로, 본 발명에 의한 단조품(P)의 자동 트리밍 시스템은 상기 도 1에 개시된 단조품(P)뿐만 아니라 도 10에 도시된 바와 같이 등속조인트에 사용되는 다양한 형상의 단조품(P)을 생산하는 데에 공용으로 사용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 등속조인트에 사용되는 단조품들의 상측과 하측을 자동적으로 식별하고 정확한 자세로 자동적인 트리밍 공정이 수행되도록 함으로써, 불량율을 저감시키며 제품의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Claims (6)

  1. 공급받은 단조품을 상측으로 이송시키는 엘리베이터컨베이어와;
    상기 엘리베이터컨베이어로부터 공급된 단조품을 자중에 의해 경사면을 따라 하강시키면서 일렬로 정렬되도록 하는 정렬슈트와;
    상기 정렬된 단조품의 중심부에 삽입되는 로드의 스트로크를 이용하여 단조품의 상하를 판별하는 상하판단수단과;
    상기 상하판단수단을 통과한 단조품이 정상방향이면 그냥 통과시키고 반대방향이면 뒤집어서 통과시키는 선택반전수단과;
    상기 선택반전수단을 통과한 단조품을 공급받아 회전시킴으로써, 트리밍공정을 실시하고, 가공상태를 검사하고, 양품을 인출하며, 불량품을 인출하는 단계들로 차례로 이동시키는 회전가공장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단조품의 자동 트리밍 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상하판단수단은
    상기 단조품의 중심을 향해 왕복운동 가능하도록 설치된 로드와;
    상기 로드의 상단부의 위치 변화를 감지하도록 설치된 근접센서들;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단조품의 자동 트리밍 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선택반전수단은
    원통형 단면으로 형성되어 원주면에 상기 단조품이 통과하는 유입구와 유출구가 형성되고, 상기 유입구와 유출구는 상기 원통형 단면의 중심을 통과하는 직선으로부터 서로 어긋나게 형성된 단속실린더와;
    상기 단속실린더의 회동축 역할을 하도록 상기 단속실린더의 내측에 위치하고, 상기 단속실린더의 중심을 지나도록 관통홀이 형성된 반전회동체와;
    상기 단속실린더를 회동시키는 실린더회동수단과;
    상기 반전회동체를 회동시키는 회동체회동수단;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단조품의 자동 트리밍 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 실린더회동수단은
    상기 단속실린더의 외측으로 돌출된 회동레버와;
    상기 회동레버에 연결된 직선운동실린더;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단조품의 자동 트리밍 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 회동체회동수단은
    상기 반전회동체에 연결된 서보모터;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 단조품의 자동 트리밍 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회전가공장치는
    상측면에 상기 단조품이 공급되는 원형테이블과;
    상기 원형테이블을 회전시키는 테이블구동모터와;
    상기 원형테이블에 형성된 다수의 소재안착홀과;
    상기 소재안착홀 하측에 설치된 지지실린더;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단조품의 자동 트리밍 시스템.
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