KR100846402B1

KR100846402B1 - 스프링포밍기의 선재이송장치

Info

Publication number: KR100846402B1
Application number: KR1020070038613A
Authority: KR
Inventors: 최명철
Original assignee: 최명철
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-07-15

Abstract

본 발명은 성형모터(75)로 구동되는 성형툴(72)을 구비하는 성형부(70)를 통하여 스프링을 제조하기 위해 선재를 연속적으로 이송하는 장치에 관련된다. 구성의 특징으로서, 상기 선재를 원형의 경로로 유도하여 연속 통과시키는 환형롤(18)을 구비하고, 단선감지센서(14)로 단선 여부를 검출하는 공급부(10); 상기 공급부(10)의 하류측에 설치되고, 편심축(35)에 의해 상하운동하는 다수의 평탄롤러(25)를 통하여 선재를 직선화하는 평탄부(20); 상기 평탄부(20)의 하류측에 설치되고, 전동축(41)(42)을 각각의 서보모터(45)(46)로 회전 구동하는 전동부(40); 및 상기 전동부(40)의 하류측에 설치되고, 피딩박스(62)와 이송롤러(65)를 각각의 전동축(41)(42)으로 회전 구동하는 이송부(60)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라, 본 발명은 스프링을 연속적으로 제조하는 장치에서 선재이송장치의 기구적 구성을 단순화하여 설치가 간편하면서 작동 신뢰성을 향상하고, 제조코스트가 저렴한 등 기기가 콤팩트하고, 이와 더불어 선재의 공급, 평탄, 이송, 성형에 이르는 스프링 제조공정의 자동화에 기여하는 효과가 있다.

스프링, 포밍, 선재, 이송, 서보모터, 자동, 센서, 콤팩트, 단순화

Description

스프링포밍기의 선재이송장치{The spring forming machine for wire rod transferring apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 선재이송장치를 정면에서 나타내는 구성도.

도 2는 도 1의 선재이송장치를 평면에서 나타내는 구성도.

도 3은 도 1의 A부분을 확대하여 나타내는 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 선재이송장치의 요부를 정면과 측면에서 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 공급부 14: 단선감지센서 18: 환형롤

20: 평탄부 25: 평탄롤러 32: 가동자

35: 편심축 40: 전동부 41, 42: 전동축

45, 46: 서보모터 51, 52, 53: 기어 60: 이송부

62: 피딩박스 65: 이송롤러 69: 원점감지센서

70: 성형부 72: 성형툴 75: 성형모터

80: 제어기 W: 선재

본 발명은 스프링포밍기의 선재이송장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 스프링을 연속적으로 제조하는 장치에서 선재이송장치의 기구적 구성을 단순화하여 설치가 간편하면서 작동 신뢰성을 향상하고, 제조코스트가 저렴한 등 기기가 콤팩트한 스프링포밍기의 선재이송장치에 관한 것이다.

종래의 일예로서 등록실용신안공보 제0245476호의 "이송과 감김이 서로 독립적인 동력전달 장치"에 의하면 감김모터(1)에 연결되는 감김1차피니언기어(3), 감김1차링기어(4), 감김2차피니언기어(6) 등의 기어군과, 이송모터(2)에 연결되는 이송1차피니언기어(34), 이송1차링기어(35), 이송2차피니언기어(36) 등의 기어군이 사용된다. 그러나 이는 전반적 구성이 복잡화로 인해 작동성이 저하되고 이에 따른 장비를 제조하기 불편하고 선재의 종류에 따른 이송과 감김의 공정 조건을 변경하기 용이하지 않으므로 스프링 제조용으로는 미흡하다.

등록실용신안공보 제0347715호의 "스프링 제조기의 동력전달장치"에 의하면 『스프링 제조기를 구성하는 동력전달장치의 주축 선단에 서로 맞물리는 로울러의 회전으로 선재를 이송시키는 선재이송박스가 구비되고, 후단에 서로 맞물리는 로울러가 결합된 레벨링장치가 구비되는 동력전달장치에 있어서, (중략) 상기 주축(16)와 함께 베어링으로 지지되는 고정구(44)에 결합된 선재이송 박스(45)가 회전되도록 구성한 것과; (중략) 상기 기어(51)(52)(53)(54)와 동 축에 결합된 각 로울러(50)가 서로 맞물리는 회전하여 선재를 이송시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 스프링 제조기의 동력전달장치.』가 개시된다.

그러나 이는 여전히 다수의 기어를 통해 동력을 전달하는 구조에 의해 전반적 구성이 복잡화로 인해 작동성이 저하되고 이에 따른 장비를 제조하기 불편한 등에 기인한 개선의 여지 및 공정 자동화 추세에 대응하는 개선의 여지가 있다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 스프링을 연속적으로 제조하는 장치에서 선재이송장치의 기구적 구성을 단순화하여 설치가 간편하면서 작동 신뢰성을 향상하고, 제조코스트가 저렴한 등 기기가 콤팩트한 스프링포밍기의 선재이송장치를 제공하려는데 그 목적으로 한다.

또, 본 발명의 다른 목적은 선재의 공급, 평탄, 이송, 성형에 이르는 스프링 제조공정의 자동화에 기여하는 스프링포밍기의 선재이송장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 성형모터로 구동되는 성형툴을 구비하는 성형부를 통하여 스프링을 제조하기 위해 선재를 연속적으로 이송하는 장치에 있어서: 상기 선재를 원형의 경로로 유도하여 연속 통과시키는 환형롤을 구비하고, 단선감지센서로 단선 여부를 검출하는 공급부; 상기 공급부의 하류측에 설치되고, 편심축에 의해 상하운동하는 다수의 평탄롤러를 통하여 선재를 직선화하는 평탄부; 상기 평탄부의 하류측에 설치되고, 전동축을 각각의 서보모터로 회전 구동하는 전동부; 및 상기 전동부의 하류측에 설치되고, 피딩박스와 이송롤러를 각각의 전동축으로 회전 구동하는 이송부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한 다.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 공급부는 선재가 단선되면 하강운동하여 단선감지센서에 신호를 발생하는 도그를 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 공급부는 선재를 원형의 경로로 유도하는 환형롤을 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 평탄부는 다수의 평탄롤러를 각각 지지하는 스프링과, 일측의 평탄롤러를 가압하는 가동자와, 가동자에 편심축의 구동력을 전달하는 가동볼트와, 타측의 평탄롤러를 고정하는 조절볼트를 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 전동부의 전동축은 동심상의 이중 구조로 설치되고, 각각의 하류단에 기어를 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 이송부의 피딩박스는 제2기어를 개재하여 전동부의 제2전동축에 연결되고, 이송롤러는 제3기어 및 베벨기어를 개재하여 전동부의 제1전동축에 연결된다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 이송부는 피딩박스의 회전 위치를 검출하는 원점감지센서를 더 구비한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 선재이송장치를 정면에서 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 선재이송장치를 평면에서 나타내는 구성도이다.

본 발명은 성형모터로 구동되는 성형툴을 구비하는 성형부를 통하여 스프링을 제조하기 위해 선재를 연속적으로 이송하는 장치에 관련되며, 공급부(10), 평탄부(20), 전동부(40), 이송부(60), 성형부(70)가 순차적으로 연결된다. 설명의 편의를 위해서 선재가 이동하는 방향에 따라 공급부(10)를 상류측 성형부(70)를 하류측으로 정의한다.

한편, 성형부(70)는 종래와 마찬가지로 상기 이송부(60)의 하류측에 설치되고, 별도의 성형모터(75)로 구동되는 성형툴(72)을 구비한다. 성형툴(72)은 스프링의 벤딩을 수행하는 부분으로서 도면으로 도시하지 않았지만, 다수가 방사상으로 배치된다. 성형모터(75)도 전술한 서보모터(45)(46)와 마찬가지로 서보 방식을 적용한다.

본 발명의 공급부(10)는 상기 선재를 원형의 경로로 유도하여 연속 통과시키는 환형롤(18)을 구비하고, 단선감지센서(14)로 단선 여부를 검출한다. 단선감지센서(14)를 중심으로 하는 세부 구성과 작동은 후술하는 도 3을 참조한다. 본 발명의 공급부(10)는 선재를 원형의 경로로 유도하는 환형롤(18)을 더 구비한다. 환형롤(18)은 다수의 롤러를 동일 원주상에 배치한 것으로 선재가 360도 굴곡되며 하류측으로 이송된다. 미설명 부호 19는 선재의 이탈을 방지하도록 외측의 2개소에 설치되는 아이들 롤러이다.

본 발명의 평탄부(20)는 상기 공급부(10)의 하류측에 설치되고, 편심축(35)에 의해 상하운동하는 다수의 평탄롤러(25)를 통하여 선재를 직선화한다. 다수의 평탄롤러(25)는 2열이면서 지그재그로 배치되어 통과하는 선재를 곧게 펴주는 역할을 한다. 평탄롤러(25)와 편심축(35)을 중심으로 하는 세부 구성 및 작동은 후술하는 도 4를 참조한다.

본 발명의 전동부(40)는 상기 평탄부(20)의 하류측에 설치되고, 전동축(41)(42)을 각각의 서보모터(45)(46)로 회전 구동한다. 이때, 본 발명에 따르면 상기 전동부(40)의 전동축(41)(42)은 동심상의 이중 구조로 설치된다. 외측의 제1전동축(41)은 제1전동기구(55)를 개재하여 제1서보모터(45)에 연결되고, 내측의 제2전동축(42)은 제2전동기구(56)를 개재하여 제2서보모터(46)에 연결된다. 제2전동축(42)은 상류측으로 평탄부(20)와도 연결되어 동시에 회전된다. 제1전동기구(55)와 제2전동기구(56)는 벨트-풀리 기구 또는 이와 유사한 기구를 사용할 수 있다. 각각의 전동축(41)(42)의 하류단에는 제1기어(51) 및 제2기어(52)가 구비된다. 종래의 경우 전동부(40)가 차동기어로 설치되어 매우 복잡한 구조를 지니지만, 본 발명의 경우 이중의 전동축(41)(42)을 중심으로 하여 컴팩트한 구조를 구현한다.

본 발명의 이송부(60)는 상기 전동부(40)의 하류측에 설치되고, 피딩박 스(62)와 이송롤러(65)를 각각의 전동축(41)(42)으로 회전 구동한다. 상기 이송부(60)의 피딩박스(62)는 제2기어(52)를 개재하여 전동부(40)의 제2전동축(42)에 연결되고, 이송롤러(65)는 제3기어(53) 및 베벨기어(63)를 개재하여 전동부(40)의 제1전동축(41)에 연결된다. 피딩박스(62)는 선재를 물고 회전하며 다양한 형상의 스프링을 형성하는 요부의 하나로서, 양단에서 베어링(68)을 개재하여 설치되며 내측으로 수용된 이송롤러(65)와는 독립된 계통으로 동력을 전달받는다. 이송롤러(65)는 각각 2개씩 2열로 대향하도록 설치되며 제1기어(51), 제3기어(53), 베벨기어(63)를 통하여 회전력을 전달 받아 선재를 이송한다.

이때, 제2기어(52)를 통하여 피딩박스(62)가 회전하면 제1기어(51)도 같이 회전한다. 즉 피딩박스(62)가 제2전동축(42)을 통해 회전하면 제3기어(53)가 제1기어(51)를 기준으로 회전한다. 이러한 구체적인 작동은 후술하는 제어기(80)와 연동하여 설명한다.

그리고 상기 이송부(60)에는 피딩박스(62)의 회전 위치를 검출하는 원점감지센서(69)를 더 구비한다. 원점감지센서(69)는 전술한 단선감지센서(14)와 마찬가지로 근접 스위치를 사용하는 것이 좋으며, 피딩박스(62)의 회전 상태를 감지할 수 있는 위치에 설치된다.

도 3은 도 1의 A부분을 확대하여 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 선재이송장치의 요부를 정면과 측면에서 나타내는 구성도이다.

도 3에서, 본 발명의 공급부(10)는 선재가 단선되면 하강운동하여 단선감지센서(14)에 신호를 발생하는 도그(12)를 구비한다. 단선감지센서(14)는 비접촉식이 고 주위환경의 영향이 적은 근접 스위치를 사용하는 것이 적절하다. 도그(12)는 선재가 통과되는 경로상에 설치되며 선재의 끊어짐이 발생하면 자중으로 하강한다. 선재의 단선에 의한 도그(12)의 하강 상태는 단선감지센서(14)에서 검출되어 제어기(80)로 신호가 전송된다. 미설명 부호 W는 선재이고, 부호 16은 도그(12)의 과도한 상하운동이나 이탈을 방지하는 스토퍼이다.

도 4에서, 본 발명의 평탄부(20)는 다수의 평탄롤러(25)를 각각 지지하는 스프링(28)과, 일측의 평탄롤러(25)를 가압하는 가동자(32)와, 가동자(32)에 편심축(35)의 구동력을 전달하는 가동볼트(34)와, 타측의 평탄롤러(25)를 고정하는 조절볼트(36)를 구비한다. 평탄부(20)의 몸체(22)에는 다수의 블록(24)이 스프링(28)을 개재하여 설치되고, 각각의 블록(24) 상에는 평탄롤러(25)가 상하 2열의 지그재그 형태로 배치된다. 상측 열의 평탄롤러(25)를 지니는 블록(24)은 하단에서 스프링(28)의 가압력을 받는 상태로 가동자(32)와 가동볼트(34)를 개재하여 편심축(35)에 접촉한다. 하측 열의 평탄롤러(25)를 지니는 블록(24)은 상단에서 스프링(28)에 의한 가압력을 받는 상태로 하단의 조절볼트(36)와 접촉한다. 가동볼트(34)는 편심축(35)의 편심량에 따라 가동자(32)를 통하여 해당 평탄롤러(25)를 하강시켜 선재를 가압한다. 조절볼트(36)의 조임 정도에 따라 상하 2열의 평탄롤러(25) 간의 간격이 변동하므로 선재에 대한 작용력도 변동된다.

한편 도시에는 상측 열에 2개의 블록(24)과 평탄롤러(25)를, 하측 열에 3개의 블록(24)과 평탄롤러(25)를 배치하지만 이에 국한되는 것은 아니며 다양한 배치가 가능하다.

작동에 있어서, 제어기(80)는 단선감지센서(14)와 원점감지센서(69)의 신호를 받고 설정된 알고리즘에 따라 제1서보모터(45), 제2서보모터(46), 성형모터(75)를 제어하도록 연결된다. 전체적 작동을 보면 공급부(10)와 평탄부(20)를 통하여 공급되는 선재가 전동부(40)를 관통하여 이송부(60)에서 피딩박스(62)와 이송롤러(65)의 연계 작용으로 이송과 동시에 스프링으로 성형되고 성형부(70)를 거쳐 원하는 형태로 절곡도 가능하다.

이때, 전동부(40)에서의 작용을 구체적으로 설명하면, 제어기(80)가 피딩박스(62)의 회전을 원점감지센서(69)로 감지하면서 제2서보모터(46)를 제어하지만 이와 동시에 제1서보모터(45)를 구동하고 이에 따라 제1전동축(41), 제1기어(51), 제3기어(53), 베벨기어(63)를 통하여 이송롤러(65)의 회전이 연동되도록 한다.

그리고, 공급부(10)의 선재가 단선되는 순간 도그(12)가 하향하고 단선감지센서(14)가 이를 검출한 신호를 제어기(80)에 보낸다. 이를 감지한 제어기(80)는 서보모터(45)(46)의 전원을 차단하여 비상정지를 수행한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 스프링을 연속적으로 제조하는 장치에서 선재이송장치의 기구적 구성을 단순화하여 설치가 간편하면서 작동 신뢰성 을 향상하고, 제조코스트가 저렴한 등 기기가 콤팩트하고, 이와 더불어 선재의 공급, 평탄, 이송, 성형에 이르는 스프링 제조공정의 자동화에 기여하는 효과가 있다.

Claims

성형모터(75)로 구동되는 성형툴(72)을 구비하는 성형부(70)를 통하여 스프링을 제조하기 위해 선재를 연속적으로 이송하는 장치에 있어서:

상기 선재를 원형의 경로로 유도하여 연속 통과시키는 환형롤(18)을 구비하고, 단선감지센서(14)로 단선 여부를 검출하는 공급부(10);

상기 공급부(10)의 하류측에 설치되고, 편심축(35)에 의해 상하운동하는 다수의 평탄롤러(25)를 통하여 선재를 직선화하는 평탄부(20);

상기 평탄부(20)의 하류측에 설치되고, 전동축(41)(42)을 각각의 서보모터(45)(46)로 회전 구동하는 전동부(40); 및

상기 전동부(40)의 하류측에 설치되고, 피딩박스(62)와 이송롤러(65)를 각각의 전동축(41)(42)으로 회전 구동하는 이송부(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링포밍기의 선재이송장치.
제 1항에 있어서,

상기 공급부(10)는 선재가 단선되면 하강운동하여 단선감지센서(14)에 신호를 발생하는 도그(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스프링포밍기의 선재이송장치.
제 1항에 있어서,

상기 평탄부(20)는 다수의 평탄롤러(25)를 각각 지지하는 스프링(28)과, 일측의 평탄롤러(25)를 가압하는 가동자(32)와, 가동자(32)에 편심축(35)의 구동력을 전달하는 가동볼트(34)와, 타측의 평탄롤러(25)를 고정하는 조절볼트(36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스프링포밍기의 선재이송장치.
제 1항에 있어서,

상기 전동부(40)의 전동축(41)(42)은 동심상의 이중 구조로 설치되고, 각각의 하류단에 기어(51)(52)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스프링포밍기의 선재이송장치.
제 1항에 있어서,

상기 이송부(60)의 피딩박스(62)는 제2기어(52)를 개재하여 전동부(40)의 제2전동축(42)에 연결되고, 이송롤러(65)는 제3기어(53) 및 베벨기어(63)를 개재하여 전동부(40)의 제1전동축(41)에 연결되는 것을 특징으로 하는 스프링포밍기의 선재이송장치.
제 1항에 있어서,

상기 이송부(60)는 피딩박스(62)의 회전 위치를 검출하는 원점감지센서(69)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스프링포밍기의 선재이송장치.