KR101090404B1

KR101090404B1 - 드릴 팁 자동 브레이징 장치 및 자동 브레이징 방법

Info

Publication number: KR101090404B1
Application number: KR1020090135420A
Authority: KR
Inventors: 이기봉
Original assignee: 주식회사 웰탑테크노스
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2011-12-06
Also published as: KR20110078572A

Abstract

본 발명은 공구강이나 스테인리스 스틸로 이루어진 드릴 섕크에 초경합금으로 이루어진 팁을 자동으로 브레이징하기 위하여 드릴 섕크(S)가 안치되는 복수의 안치부(110)가 방사상으로 배치되어 순차적으로 회전하는 인덱스 유니트(100)와; 상기 인덱스 유니트(100)의 각 안치부(110)에 드릴 섕크(S)를 투입하는 섕크 투입부(200)와; 상기 섕크(S) 위에 플럭스(F)를 도포하는 플럭스 공급부(300)와; 상기 플럭스(F)가 도포된 섕크(S) 위에 용가제인 은납(L)을 절단하여 공급하는 은납 공급부(400)와; 초경합금으로 이루어진 팁(T)을 상기 섕크(S) 위에 공급하는 팁 공급부(500)와; 상기 팁(T)이 공급된 섕크(S)에 고주파를 인가하여 팁(T)을 섕크(S)에 일체로 부착하는 브레이징부(600); 및 브레이징이 완료된 제품(P)을 인덱스 유니트(100)에서 취출하는 취출부(700); 를 포함하여 이루어져 있다.

섕크, 자동, 브레이징, 정렬, 은납, 플럭스, 팁, 테스트, 취출

Description

드릴 팁 자동 브레이징 장치 및 자동 브레이징 방법 {AN AUTO BRAZING MACHINE FOR DRILL TIP AND METHODS THEREOF}

본 발명은 드릴 팁 자동 브레이징 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세히는 드릴이나 엔드밀과 같은 초경합금 공구를 절삭부(팁) 부분만 초경합금으로 제작하고 섕크 부분은 스테인리스 스틸 또는 공구강으로 제작하여 이를 상호 자동으로 고주파 발진기에 의해 브레이징 함으로써 제조원가를 절감할 수 있도록 한 것이며, 섕크와 팁의 투입에서부터 플럭스와 은납의 공급 및 고주파인가에 의한 브레이징 공정과 취출까지의 모든 공정을 자동화함과 더불어 섕크의 투입방향을 광학적인 방법에 의해 검사한 후 바르게 공급할 수 있도록 하며, 브레이징 완료된 제품의 브레이징 강도를 검사한 후 양품과 불량품을 선별하는 공정까지도 포함한 드릴 팁 자동 브레이징 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 브레이징(Brazing)은 접합하고자 하는 두 금속 사이의 접합부에 용가제를 투입하고 고주파 또는 화염 등에 의한 고온의 열을 가하면 상기 용가제가 녹으면서 모세혈관 효과에 의해 접합부로 미세하게 스며들도록 하는 야금학적 결합 방식이다.

한편, 드릴이나 엔드밀 등과 같은 공구는 몸통(섕크) 부분과 날(팁) 부분을 서로 다른 소재로 제작하여 이들을 상호 브레이징을 실시하여 일체로 제작하는 방법이 강구되고 있는데, 이는 절삭부만을 초경합금으로 형성하고 섕크 부위는 공구강으로 형성하여 고가의 초경합금 사용량을 크게 줄임으로써 재료비절감으로 인한 원가절감효과를 극대화시키고, 더불어 저렴한 원가로 인하여 고가의 공구를 저렴하게 보급하기 위한 것이다.

그러나, 아직까지는 초경합금으로 된 팁과 공구강으로 된 섕크의 접합이 기술적으로 매우 어렵고 자동화가 이루어져 있지 않기 때문에 현재까지는 대부분의 공구를 모두 초경합금으로 제조하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 드릴이나 엔드밀과 같은 공구의 제작시 섕크와 팁을 서로 다른 소재로 제작하여 이를 자동으로 브레이징할 수 있는 드릴 팁 자동 브레이징 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

즉, 본 발명은 섕크와 팁의 자동공급이 가능하되 양품과 불량품의 선별과 방향을 정렬한 후 공급할 수 있고, 브레이징 용접에 필요한 플럭스와 은납을 자동으로 섕크 위에 순차적으로 공급한 후, 고주파 발진기에 의해 팁을 브레이징하고, 브레이징 완료된 제품을 취출하여 브레이징 강도를 검사한 후 양품과 불량품을 선별하여 적재함으로써 모든 공정을 일관적으로 수행할 수 있는 드릴 팁 자동 브레이징 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공구강이나 스테인리스 스틸로 이루어진 드릴 섕크에 초경합금으로 이루어진 팁을 자동으로 브레이징하기 위한 드릴 팁 자동 브레이징 장치로, 드릴 섕크가 안치되는 안치부가 방사상으로 배치되어 순차적으로 회전하는 인덱스 유니트와; 상기 인덱스 유니트의 안치부에 드릴 섕크를 투입하는 섕크 투입부와; 상기 섕크 위에 플럭스를 도포하는 플럭스 공급부와; 상기 플럭스가 도포된 섕크 위에 은납을 공급하는 은납 공급부와; 초경합금으로 이루어진 팁을 상기 섕크 위에 공급하는 팁 공급부와; 상기 팁이 공급된 섕크에 고주파를 인가하여 팁을 섕크에 용접하는 브레이징부; 및 브레이징이 완료된 드릴을 인덱스 유니트에서 취출하는 취출부; 를 포함하여 이루어지는 드릴 팁 자동 브레이징 장치를 제공한다.

본 발명은 또, 이종 소재로 이루어진 드릴 섕크와 팁을 자동으로 브레이징하기 위하여 제1위치에서 섕크를 수평으로 회전하는 인덱스 유니트의 안착부에 공급하는 단계와; 인덱스 유니트가 회전하여 제2위치에서 섕크 위에 플럭스를 도포하는 단계와; 인덱스 유니트가 회전하여 제3위치에서 플럭스가 도포된 섕크 위에 스트립 상태의 은납을 일정 길이로 절단하여 공급하는 단계와; 인덱스 유니트가 회전하여 제4위치에서 섕크 위에 팁을 공급하는 단계와; 상기 제4위치에서 섕크와 팁이 맞대어진 상태를 유지하도록 클램프로 고정하고 고주파 유도가열에 의해 브레이징하는 단계와; 인덱스 유니트가 회전하여 제5위치에서 브레이징 접합된 제품을 취출하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 드릴 팁 자동 브레이징 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서 상기 섕크 투입부는 진동식 원형 피더와 방향감지기 및 형태 선별기와 선별된 섕크를 인덱스 유니트의 안치부에 공급하는 로더를 포함하여 이루어진다.

또, 상기 취출부는 브레이징된 제품을 인덱스 유니트에서 취출하는 언로더와, 로드 셀을 이용하여 브레이징 강도를 시험하는 테스트 유니트를 포함하여 이루 어진다.

본 발명은 이종 소재를 인덱스 유니트에 정렬하여 바르게 공급하고 브레이징을 위하여 플럭스와 은납을 자동으로 공급하고 고주파를 인가하여 자동으로 접합한 후, 이를 취출하여 브레이징 강도를 측정한 후 불량을 제거하고 양질의 제품만을 선별하여 적재함으로써 드릴 팁의 자동생산을 가능하게 함과 아울러 생산성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 드릴 팁 자동 브레이징 방법 및 장치의 개념과 공정을 개략적으로 도시한 것으로, 본 발명의 자동 브레이징 방법은 이종 소재로 이루어진 드릴 섕크(S)와 팁(T)을 자동으로 브레이징하기 위한 방법으로, 제1위치(P1)에서 섕크(S)를 수평으로 회전하는 인덱스 유니트(100)의 안착부(110)에 공급하는 단계(S20); 인덱스 유니트가 회전하여 제2위치(P2)에서 섕크(S) 위에 플럭스(F)를 도포하는 단계(S30); 인덱스 유니트가 회전하여 제3위치(P3)에서 플럭스(F)가 도포된 섕크(S) 위에 스트립 상태의 은납(L)을 일정 길이로 절단하여 공급하는 단계(S40); 인덱스 유니트가 회전하여 제5위치(P4)에서 섕크(S) 위에 팁(T) 을 공급하는 단계(S50); 상기 제5위치(P4)에서 섕크(S)와 팁(T)이 맞대어진 상태를 유지하도록 고정하고 고주파 유도가열에 의해 브레이징하는 단계(S60); 및 인덱스 유니트가 회전하여 제6위치(P6)에서 브레이징 접합된 제품(P)을 취출하는 단계(S70); 를 포함하여 이루어져 있다.

도 1 및 도 2에 의해 이해될 수 있는 바와같이 본 발명의 브레이징 방법은 섕크(S)와 팁(T)의 공급, 플럭스(F)의 도포, 은납(L)의 공급 및 브레이징과 취출 공정이 연속적으로 수행되어 완전히 자동화된 공정을 거쳐 제품(P)을 완성하게 되는 것이며, 본 발명에서 완성된 제품(P)은 별도의 드릴날 가공과정을 거쳐 최종 제품으로 출고되어진다.

본 발명에서 상기 단계(S20)에서는 섕크(S)가 거꾸로 공급될 수 있으므로, 거꾸로 공급되는 섕크를 공급경로에서 제거할 수 있도록 하는 것이 필요한데, 이하에서 설명되는 구체적인 장치에 대한 실시 예에서 거꾸로 공급되는 섕크는 광학적인 센서에 의해 감지하여 공급경로에서 강제로 이탈시키는 수단이 포함되며, 본 발명에서는 거꾸로 공급된 섕크의 방향을 바르게 전환시키는 공정이나 기구적인 수단을 더 포함할 수도 있음은 물론이다.

한편, 섕크(S)는 도 1에 도시된 바와 같이 하단부 둘레는 모서리가 가공된 형태로 이루어져 있고, 상단부는 직각으로 절단된 면을 갖고 있으며, 이송경로에서 는 모서리면을 갖는 위치가 이송경로의 전방을 향하여 공급되는 것이 정상이므로 광학적인 센서는 이송방향의 전방을 향하도록 기울여 상기 모서리면에 대하여 직각방향을 유지하도록 하여 발광부에서 조사된 빛이 반사되어 수광부에서 감지되는 것에 의해 거꾸로 공급되는 섕크를 가려낼 수 있도록 한다.

한편, 거꾸로 공급된 섕크를 제거하는 방법은 이송경로 상에 일정 폭으로, 하부로 개방된 트랩을 형성하고, 그 위에서 압축공기노즐을 설치하여 상기 센서에서 거꾸로 공급된 섕크가 감지되어 고압의 공기가 분사되어 눕혀진 상태로 공급되던 섕크를 트랩으로 떨어지도록 하는 것이 바람직하며, 이 부분에 대하여는 이하의 관련된 장치 부분의 설명에서 구체적인 설명을 하기로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 취출 단계(S70)는 인덱스 유니트에서의 취출에 이어 냉각과정을 거친 후, 브레이징 강도를 테스트하여 정상적인 제품만을 적재하고 불량제품은 별도로 수거하는 공정을 포함하며, 이 부분에 대하여도 장치 부분의 설명에서 구체적으로 다루기로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 브레이징 장치의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 드릴 팁 자동 브레이징 장치의 전체구성을 개략적으로 도시한 평면도로, 본 발명은 드릴 섕크(S)가 안치되는 안치부(110)가 방사상으로 배치되어 순차적으로 회전하는 인덱스 유니트(100)와; 상기 인덱스 유니 트(100)의 안치부(110)에 드릴 섕크(S)를 투입하는 섕크 투입부(200)와; 상기 섕크(S) 위에 플럭스(F)를 도포하는 플럭스 공급부(300)와; 상기 플럭스가 도포된 섕크(S) 위에 은납(L)을 공급하는 은납 공급부(400)와; 초경합금으로 이루어진 팁(T)을 상기 섕크(S) 위에 공급하는 팁 공급부(500)와; 상기 팁(T)이 공급된 섕크(S)에 고주파를 인가하여 팁을 섕크에 용접하는 브레이징부(600); 및 브레이징이 완료된 제품(P)을 인덱스 유니트(100)에서 취출하는 취출부(700); 를 포함하여 이루어져 있다.

본 발명에서 상기 인덱스 유니트(100)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 서보모터(120)에 의해 60°씩 간헐적으로 일방향으로 회전 및 정지를 반복하면서 섕크의 안치, 플럭스의 도포, 은납의 공급, 팁의 공급 및 브레이징 단계를 순차적으로 거치도록 제어되며, 최종적으로는 인덱스 유니트(100)에서 취출부(700)에 의해 외부로 배출되게 되는데, 이 인덱스 유니트(100)의 형태는 회전 디스크(130)의 외측에 방사상으로 6개의 안치부(110)가 형성된 형태를 이루고 있다.

상기 인덱스 유니트(100)의 회전위치에 따른 공정수행은 다음과 같다.

도 4b에서 제1위치(P1)에서는 인덱스 유니트(100)의 안착부(110)에 섕크(S)가 안치되고, 제2위치(P2)에서는 섕크(S) 위에 플럭스(F)가 도포되며, 제3위치(P3)에서는 플럭스(F) 위에 스트립 상태의 은납(L)이 절단되어 공급되고, 제4위치(P4)에서는 추가적인 공정을 포함시킬 수 있는 위치로 도면상으로는 비어 있으며, 제5 위치(P5)에서는 은납(L)과 플럭스(F)가 올려진 섕크(S) 위에 팁(T)이 공급되어 클램프에 의해 고정된 상태에서 브레이징이 이루어지며, 제6위치(P6)에서는 브레이징 완료된 제품(P)이 인덱스 유니트(100)로부터 언로딩 된다.

제1위치(P1)에 배치된 상기 섕크 투입부(200)는 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같은 진동식 원형 피더(210)와 방향감지기(220), 그리고 선별기(230) 및 로더(240)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 원형 피더(210)는 부품을 일정한 방향으로 정렬하고 각종 조립장치나 가공설비 등에 공급하는 장비로, 이 원형 피더(210)의 원리와 구조는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 당업자에 의해 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 상기 원형피더(210)의 배출측에는 도 5c에 도시된 바와 같이 섕크(S) 앞뒤의 형태가 상이하여 인덱스 유니트(100)에 방향을 맞추어 공급할 수 있도록 방향감지기(220)가 설치되어 있는데, 이 방향감지기(220)는 섕크(S)의 일단(위)은 직각으로 절단되어 있고, 타단(아래)은 둘레가 소정의 각도로 모서리 가공이 되어 있으므로 이 모서리면(C)에 직교되게 수발광센서(222)를 설치하여 섕크(S)가 이동할 때 모서리면(C)에 빛이 반사되어 되돌아올 경우(모서리면이 뒤로 향한 경우)에는 공급방향이 거꾸로이고, 빛이 반사되어 돌아오지 않을 경우(모서리면이 앞으로 향한 경우)에는 정상으로 공급되는 것으로 판단하여 공기분사노즐(224)에서 공기가 분사되어 이동경로에 형성된 트랩(226) 밑으로 떨어뜨림으로써 방향이 올바르게 정 렬된 섕크만 공급될 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 원형 피더(210) 측에서 방향감지기(220)를 거쳐 방향이 맞게 공급된 섕크(S)는 자유낙하튜브(226)를 거쳐 도 5a 및 도 5b에 도시된 선별기(230)로 공급되어 여기에서 다시 한 번 포토센서(232)를 사용하여 거꾸로 공급된 섕크와 정상적인 방향으로 공급된 섕크를 선별한 후, 거꾸로 공급된 섕크는 수평실린더(234)를 사용하여 좌측(도 5b에서)으로 밀어내고 푸싱 실린더(236)를 사용하여 섕크 가이드(237) 밑으로 떨어뜨려 별도의 도시 안 된 수거용 트레이에 수거하고, 정상적으로 공급된 섕크는 우측(도 5b에서)으로 밀어내어 또 다른 푸싱 실린더(238)를 사용하여 강제이송튜브(250)로 공급하여 공압에 의해 로더(240) 쪽으로 공급하게 된다.

도면 중 부호 236a,238a는 각 푸싱 실린더(236,238)에 의해 동작하는 푸시 핀이고, 234a는 수평 실린더(234)에 의해 진퇴작동하는 섕크 공급 블록이다.

상기 포토센서(232)는 섕크 하단부에 위치하도록 하여 모서리면을 향해 상하로는 좁고 좌우로는 섕크의 직경 전체 폭에 걸쳐 빛을 조사하여 입사되는 광량의 측정에 의해 모서리면이 아닌 경우에는 입사관이 설정된 광량보다 적거나 없는 것을 감지하여 섕크가 거꾸로 공급된 것을 가려내게 된다.

한편, 수거용 트레이에 수거된 섕크는 수직업에 의해 다시 원형 피더(210)에 투입하여 재공급하게 된다.

또, 상기 로더(240)는 도 5d에 도시된 바와 같이 공기압이 인가되는 강제이송튜브(250)를 통해 공급된 섕크(S)를 하나씩 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안착시키게 되는데, 이는 가이드블록(241)의 상부로 공급된 섕크(S)가 푸시 실린더(242)에 부착된 푸싱블록(243)에 의해 수평이동되어 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 정렬되면 푸시다운 실린더(244)가 구동되어 푸싱 핀(245)이 하강하면서 안치부(110)에 안착되도록 작동하게 된다.

다음으로, 제2위치(P2)에 배치된 상기 플럭스 공급부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 플럭스(F)가 담긴 디스펜서(310)가 어댑터(320) 위에 분리가능하게 장착되어 있으며, 이 디스펜서(310)에는 도면상으로 도시되어 있지 않으나, 디스펜서(310) 내부의 플럭스(F)를 가압하여 어댑터(320) 하단의 노즐(322)을 통해 섕크(S) 위에 도포될 수 있도록 분출시키도록 되어 있다.

즉, 플럭스 공급부(300)에서는 테이블 실린더(330)의 구동에 의해 디스펜서(310)가 하강하여 디스펜서(310) 하단의 노즐(322)이 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안치된 섕크(S) 위에 접촉하여 적당량의 플럭스를 도포한 후 다시 원위치로 상승하게 된다.

상기 플럭스 공급부(300)의 하부에는 플럭스의 도포시 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안치된 섕크(S)를 밀어 올려주기 위한 푸시핀(340)이 압축코일 스프 링(350)에 의해 지지되어 있으며, 이 푸시핀(340)은 업/다운 실린더(360)에 의해 상승동작이 이루어지도록 되어 있다.

플럭스 공급부(300)에서의 동작에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 업/다운 실린더(360)가 작동하여 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안치된 섕크(S)를 상방으로 밀어올려줌과 동시에 플럭스 도포시 밀려 내려가지 않도록 받쳐주고, 테이블 실린더(330)의 구동에 의해 디스펜서(310)가 하강하여 섕크(S) 위에 적당량의 플럭스를 도포한 후 다시 원위치로 상승하며, 업/다운 실린더(360)가 하강하여 상승했던 섕크(S)를 원래의 높이로 오도록 한 후, 다음 공정으로 투입되도록 인덱스 유니트(100)가 회전하게 된다.

또, 제3위치(P3)에 배치된 상기 은납 공급부(400)는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 릴(410)에 권취된 박판 스트립 상태인 은납(L)을 풀어 인덱스 유니트(100)의 안치부(110) 상부에 위치한 커팅기(420)에서 짧은 길이로 커팅하면 안치부(110)에 안치된 섕크(S) 위의 플럭스 위에 하나씩 떨어뜨려주게 된다.

은납 공급부(400)에는 스트립 상태의 은납(L)을 인출하기 위한 피드 실린더(430)와, 스트립 상태의 은납(L)을 클램핑하기 위한 2개의 클램핑 실린더(440,450)및 커팅용 실린더(460)가 상부측에 구비되어 있으며, 은납의 커팅 및 섕크 위에 안착시 릴(410)을 제외한 은납 공급부(400) 전체를 하강시키기 위한 승강실린더(470)가 하부 측에 구비되어 있다.

본 발명에서는 상기 은납 공급부(400)를 하강시켜 짧은 길이로 커팅된 은납을 점성을 갖는 섕크 위의 플럭스 위에 바로 떨어뜨려 줌으로써 절단된 은납(L)이 섕크(S) 위의 정위치에 안착되지 않고 다른 곳으로 날리거나 유실되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한, 제5위치(P5)에는 팁 공급부(500)와 브레이징부(600)가 함께 배치되는데, 상기 팁 공급부(500)는 도 8a 내지 8c에 도시된 바와 같이 진동식 원형 피더(510)와, 이 원형 피더(510)에서 정렬된 팁(T)을 자유낙하에 의해 이송되는 튜브(520)를 통해 공급받아 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 올려진 섕크(S) 위에 맞대어지도록 공급하는 로더(530)로 이루어져 있다.

상기 원형 피더(510)에는 팁의 직경에 따라 2개의 경로(R1,R2)가 형성되어 있으며, 각 경로(R1,R2)에 튜브(520,520')가 각각 접속되어 로더(530)로 연결되어 있다.

상기 로더(530)는 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이 2개의 튜브(520,520')에서 공급되는 팁(T)을 선택적으로 사용할 수 있도록 좌우측에 수평이송실린더(532,534)가 설치되어 있고, 이 수평이송실린더(532,534)에 의해 수평으로 이송된 팁(T)은 푸시다운 실린더(536)에 의해 구동되는 푸시다운 핀(538)에 의해 하방으로 밀려 빠지면서 섕크(S) 위에 위치하게 된다.

한편, 상기 팁 공급부(500)의 로더(530) 하부에는 팁(T)의 하강과 동시에 섕크(S)를 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에서 밀어올려 이탈시키기 위한 푸시업 실린더(540)가 설치되어 있어 푸싱핀(542)이 상승하면서 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 끼워져 있던 섕크(S)를 밀어올리게 된다.

상기 푸시다운 실린더(536)와 푸시업 실린더(540)에 의해 각각 아래와 위로 밀어 올려진 팁(T)과 섕크(S)는 클램프(550)에 의해 일직선상태를 유지하면서 밀착된 상태를 유지하게 되며, 이와 같은 상태에서 브레이징부(600)에 의해 일체로 브레이징공정이 이루어지게 된다.

도면 중 부호 539는 팁 공급 유니트를 인덱스 유니트 쪽으로 진퇴시키기 위한 수평 실린더이다.

상기 브레이징부(600)의 가열코일(620)은 도 9a에서 알 수 있는 바와 같이 섕크(S)와 팁(T)이 공급되는 위치에 고정되어 있어 가열코일(620)의 내부로 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 끼워져 있던 섕크(S)는 푸시업 실린더(540)에 의해 상승되고, 팁(T)은 푸시다운 실린더(536)에 의해 하강되어 클램프(550)에 의해 상기 가열코일(620)의 내부에 위치한 상태에서 고주파가 인가되어 브레이징된다.

상기 클램프(550)는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 V블록 형태의 고정 죠오(551)와 이 고정 죠오(551)와 마주보는 위치에 진퇴가능하게 설치되는 가동 죠오(552)를 포함하여 이루어져 있으며, 가동 죠오(552)는 공압실린더(553)에 의해 진퇴동작이 이루어져 섕크(S)와 팁(T)을 동시에 물어 고정시키고, 고정상태에서 브 레이징이 공정이 이루어지며, 브레이징이 완료된 후에는 다시 벌어져서 물었던 제품(P)을 놓게 된다.

상기 클램프(550)는 도 9b에 도시된 바와 같이 브레이징을 위한 루프형의 고주파 가열코일(620)이 진입할 수 있도록 중간부가 일측으로 개방되어 있으며, 고정 죠오(551)와 가동 죠오(552) 사이의 간격은 각각 조절나사(554,555)에 의해 적정하게 조절할 수 있다.

또한, 상기 클램프(550)는 도 9a에서 알 수 있는 바와 같이 인덱스 유니트(100) 쪽으로의 접근과 이격동작을 위한 2개의 어프로치 실린더(556,557)가 구비되어 있어 유니트화된 클램프 전체가 인덱스 유니트(100) 쪽으로 근접하거나 바깥쪽으로 이격되도록 동작하게 된다.

상기 브레이징부(600)는 클램프(550)에 맞대어진 상태로 고정된 섕크와 팁의 둘레에 도 10에 도시한 바와 같이 트랜스포머(610)에서 발생시킨 고주파를 루프 형태의 가열코일(620)을 통해 섕크(S)와 팁(T)에 간접적으로 유도가열을 일으킴으로써 은납(L)이 녹으면서 섕크와 팁이 일체로 브레이징되게 된다.

브레이징이 완료된 후 일체화된 제품(P)은 클램프(550)가 1차로 벌어진 상태에서 도 8b에 도시된 푸시다운 실린더(536)에 의해 아래로 밀려 다시 인덱스 유니트(100)의 안착부(110)에 안착되게 되며, 클램프(500)도 어프로치 실린더(556,557)의 동작에 의해 외측으로 후퇴하게 된다.

마지막으로 제 6위치(P6)에는 취출부(700)가 설치되어 있는데, 이 취출부(700)는 브레이징 완료된 제품(P)을 인덱스 유니트(100)에서 외부로 취출하는 언로더(710)와, 취출된 제품(P)을 턴 테이블 위에 안착시켜 단계적으로 회전시키면서 공기의 분사에 의해 냉각시키는 냉각부(720)와, 로드 셀을 이용하여 브레이징 강도를 시험하는 테스트 유니트(730)와, 테스트 유니트(730)에서 테스트를 거친 정상 제품을 적재하는 적재부(740)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 언로더(710)는 도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와같이, 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안치된 제품(P)을 냉각부(720)로 이송하는 제1클램프(711)와, 냉각부(720)에서 냉각된 제품(P)을 테스트 유니트(730)로 이송하는 제2클램프(712) 및 테스트 유니트(730)에서 테스트 완료된 제품(P)을 적재부(740)로 이송하는 제3클램프(713)로 이루어져 있다

상기 각 클램프(711,712,713)는 수평 실린더(714)와 수직 실린더(715)에 의해 동시에 승강 및 좌우 이송동작이 이루어지고, 각각의 클램프(711,712,713)는 제품(P)을 물어서 집어 올리고 이송위치 즉, 냉각부(720)를 이루는 턴 테이블(722)의 안치홈(721), 테스트 유니트(730)의 클램프 및 적재부(740)의 로터리 플레이트(741)에 형성된 십자형 홈(741a)에 내려놓는 동작을 반복하게 된다.

상기 냉각부(720)는 도 12a의 평면도 및 도 12b의 정면도에서와 같이 인덱스 유니트(100)에서 인출된 제품(P)을 식히기 위해 안치하는 안치홈(721)이 방사상으 로 다수개 형성된 턴 테이블(722)과, 이 턴 테이블(722) 위에 안치된 제품에 공기를 분사시켜 냉각시키기 위한 냉각용 공기노즐(723)을 포함하여 이루어져 있으며, 턴 테이블(722)의 상부에는 인덱스 유니트(100) 측에서의 제품(P) 공급 및 테스트 유니트(730)쪽으로의 제품(P) 공급여부를 감지하기 위하여 2개의 포토센서(724,725)가 설치되어 있다.

도면 중 부호 726은 턴 테이블(722)을 회전시키기 위한 서보모터이다.

상기 테스트 유니트(730)는 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 제2클램프(712)에 의해 이송된 제품(P)의 하부(섕크 부분)를 실린더(731)에 의해 동작하는 테스트 클램프(732)에 문 상태에서 로드셀(733)이 부착된 테스트 바(734)를 제품의 상부측(팁 부분)에 대고 실린더(735)를 구동시켜 한 방향으로 밀어주면서 규정된 측압력이 인가되도록 하여 브레이징부의 강도를 테스트하게 되는데, 규정된 측압력을 견뎌내는 제품(P)은 테스트를 통과하여 제3클램프(713)에 의해 이송되어 다음 공정 즉, 적재 공정으로 진행하게 되고, 규정된 측압력을 견디지 못하고 브레이징부가 부러지게 되면 제3클램프(713)이 잡지 못하게 되고 테스트 클램프(732)의 이격에 의해 아래의 수거함(736)으로 버려지게 된다.

또, 강도 테스트에서 통과한 제품은 제3클램프(713)에 의해 이송되어 로터리 플레이트(741)의 십자형 홈(741a)에 안착되며, 그 후 로터리 플레이트(741)는 수평 으로 누워지며, 수평으로 눕혀진 제품은 푸시 실린더(743)에 의해 밀려 카세트 트레이(742)에 가지런하게 담겨지게 된다.

상기 로터리 플레이트(741)는 로터리 실린더(744)에 의해 다시 수직으로 세워져 다음 제품을 받기 위하여 대기한다.

이상에서와 같이 본 발명은 팁 부분만을 초경합금으로 제작하고 나머지 부분은 스테인리스 스틸이나 공구강으로 제작하여 이를 상호 브레이징에 의해 접합함으로써 드릴이나 엔드밀 전체를 고가의 초경합금 소재로 제작하던 것에 비하여 제조원가를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 전 공정을 무인 자동화함으로써 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 드릴 팁 자동 브레이징 방법의 공정도,

도 2는 본 발명에 의한 드릴 팁 자동 브레이징 장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드릴 팁 자동 브레이징 장치의 평면 구성도,

도 4a는 인덱스 유니트의 구성을 도시한 평면도,

도 4b는 인덱스 유니트의 측면도,

도 5a 내지 도 5d는 섕크 투입부의 구성을 도시한 것으로, 도 5a 및 도 5b는 진동식 원형 피더와 선별기의 평면도와 정면도, 도 5c는 진동식 원형 피터 내에 설치되는 방향감지기, 도 5d는 로더를 도시한 것이고,

도 6은 플럭스 공급부의 구성을 도시한 측면도,

도 7a 및도 7b는 은납 공급부의 구성을 도시한 정면도 및 평면도,

도 8a는 팁 공급부의 원형 피더 평면도,

도 8b는 팁 공급부의 로더 정면도,

도 8c는 팁 공급부의 로더 측면도,

도 9a는 클램프 및 브레이징부의 평면도,

도 9b는 클램프의 정면도,

도 10은 브레이징부의 평면도,

도 11a 내지 도 11c는 취출부의 구성을 도시한 정면도, 평면도 및 측면도,

도 12a 및 도 12b는 취출부의 냉각부를 도시한 평면도 및 정면도,

도 13a 및 도 13b는 테스트 유니트의 정면도 및 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 인덱스 유니트 110 : 안치부

120 : 서보모터 130 : 회전디스크

200 : 섕크 투입부 210 : 원형 피더

220 : 방향감지기 230 : 선별기

240 : 로더

300 : 플럭스 공급부 310 : 디스펜서

320 : 어댑터 322 : 노즐

330 : 테이블 실린더 340 : 푸시핀

350 : 압축코일 스프링 360 : 업/다운 실린더

400 : 은납 공급부 410 : 릴

420 : 커팅기 430 : 피드 실린더

440,450 : 클램핑 실린더 460 : 커팅용 실린더

470 : 승강실린더

500 : 팁 공급부 510 : 원형 피더

520,520' : 튜브 530 : 로더

532,534 : 수평이송실린더 536 : 푸시다운 실린더

540 : 푸시업실린더 550 : 클램프

551 : 고정 죠오 552 : 가동 죠오

553 : 실린더 554,555 : 조절나사

556,557 : 어프로치 실린더

600 : 브레이징부 610 : 트랜스포머

620 : 고주파 가열코일

700 : 취출부 710 : 언로더

720 : 냉각부 730 : 테스트 유니트

740 : 적재부

Claims

이종 소재로 이루어진 섕크와 팁을 자동으로 브레이징하기 위한 장치로,

드릴 섕크(S)가 안치되는 복수의 안치부(110)가 방사상으로 배치되어 순차적으로 회전하는 인덱스 유니트(100)와;

상기 인덱스 유니트(100)의 각 안치부(110)에 드릴 섕크(S)를 투입하는 섕크 투입부(200)와;

상기 섕크(S) 위에 플럭스(F)를 도포하는 플럭스 공급부(300)와;

상기 플럭스가 도포된 섕크(S) 위에 은납(L)을 절단하여 공급하는 은납 공급부(400)와;

초경합금으로 이루어진 팁(T)을 상기 섕크(S) 위에 공급하는 팁 공급부(500)와;

상기 팁(T)이 공급된 섕크(S)에 고주파를 인가하여 팁을 섕크에 용접하는 브레이징부(600); 및

브레이징이 완료된 드릴 모재(D)를 인덱스 유니트(100)에서 취출하는 취출부(700); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 섕크 투입부(200)는 진동식 원형 피더(210)와, 섕크(S)의 방향을 감지 하여 거꾸로 공급되는 섕크를 이송경로에서 제거하는 방향 감지기(220)와, 섕크(S)를 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안착시키기 위한 로더(240)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 섕크 투입부(200)는 방향 감지기(220)에서 미처 제거하지 못한 거꾸로 공급된 섕크를 2차로 감지하여 제거하기 위한 선별기(230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 2 또는 3에 있어서,

상기 방향감지기(220)는 섕크(S)의 일단에 형성된 모서리면(C)에 직교되게 설치된 수발광센서(222)가 거꾸로 공급되는 섕크(S)의 이동시 모서리면(C)에 빛이 반사되어 되돌아오는 것을 감지하고, 공기분사노즐(224)에서 공기가 분사되도록 하여 이동경로에 형성된 트랩(226) 밑으로 떨어뜨려 방향이 올바르게 정렬된 섕크(S)만 공급될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 선별기(230)는 섕크 하단부의 모서리면을 향해 상하로는 좁고 좌우로는 섕크의 직경 전체 폭에 걸쳐 빛을 조사하여 입사되는 광량의 측정하는 포토센서(232)에 의해 거꾸로 공급된 섕크와 정상적인 방향으로 공급된 섕크를 선별하고, 거꾸로 공급된 섕크는 수평실린더(234)에 의해 일측으로 밀어내고 푸싱 실린더(236)를 사용하여 섕크 가이드(237) 밑으로 떨어뜨려 수거용 트레이에 수거하고, 정상적으로 공급된 섕크는 수평 실린더(234)에 의해 타측으로 밀어내어 또 다른 푸싱 실린더(238)를 사용하여 강제이송튜브(250)로 공급하여 공압에 의해 로더(240) 쪽으로 공급하도록 된 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 로더(240)는 선별기(230)에서 공급된 섕크(S)를 하나씩 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안착시키도록 가이드블록(241)의 상부로 공급된 섕크(S)가 푸시 실린더(242)에 부착된 푸싱블록(243)에 의해 수평이동되어 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 정렬되면 푸시다운 실린더(244)가 구동되어 푸싱 핀(245)이 하강하면서 안치부(110)에 안착되도록 된 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 플럭스 공급부(300)는 플럭스(F)가 담긴 디스펜서(310)가 어댑터(320) 위에 분리가능하게 장착되고, 테이블 실린더(330)에 의해 디스펜서(310)가 하강하여 디스펜서(310) 하단의 노즐(322)이 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안치된 섕크(S) 위에 접촉하여 적당량의 플럭스를 도포한 후 다시 원위치로 상승하도록 ㄱ구성되며, 상기 플럭스 공급부(300)의 하부에는 플럭스의 도포시 인덱스 유니 트(100)의 안치부(110)에 안치된 섕크(S)를 밀어 올려주기 위한 푸시핀(340)이 압축코일 스프링(350)에 의해 지지되어 있고, 이 푸시핀(340)은 업/다운 실린더(360)에 의해 상승동작이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 은납 공급부(400)는 릴(410)에 권취된 박판 스트립 상태인 은납(L)을 풀어 인덱스 유니트(100)의 안치부(110) 상부에 위치한 커팅기(420)에서 짧은 길이로 커팅하여 안치부(110)에 안치된 섕크(S) 위의 플럭스(F) 위에 하나씩 떨어뜨려주는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 8에 있어서,

상기 은납 공급부(400)에는 스트립 상태의 은납(L)을 릴(410)에서 인출하기 위한 피드 실린더(430)와, 스트립 상태의 은납(L)을 클램핑하기 위한 2개의 클램핑 실린더(440,450)및 커팅용 실린더(460)가 상부측에 구비되고, 은납의 커팅 및 섕크 위에 안착시 릴(410)을 제외한 은납 공급부(400) 전체를 하강시키기 위한 승강실린더(470)가 하부측에 구비된 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 팁 공급부(500)는 진동식 원형 피더(510)와, 이 원형 피더(510)에서 정 렬된 팁(T)을 자유낙하에 의해 이송되는 튜브(520)를 통해 공급받아 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 올려진 섕크(S) 위에 맞대어지도록 공급하는 로더(530)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 10에 있어서,

상기 로더(530)는 상기 튜브(520)에서 공급되는 팁(T)을 푸시다운 실린더(536)에 의해 구동되는 푸시다운 핀(538)에 의해 섕크(S) 위에 위치하도록 하고, 상기 로더(530)의 하부에는 팁(T)의 하강과 동시에 섕크(S)를 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에서 밀어올려 이탈시키기 위한 푸시업실린더(540)가 설치되어 푸싱핀(542)이 상승하면서 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 끼워져 있던 섕크(S)를 밀어올리도록 된 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 11에 있어서,

상기 푸시다운 실린더(536)와 푸시업 실린더(540)에 의해 각각 아래와 위로 밀어 올려진 팁(T)과 섕크(S)는 클램프(550)에 의해 일직선상태를 유지하면서 밀착된 상태를 유지하게 되며, 이와 같은 상태에서 브레이징부(600)에 의해 일체로 브레이징이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 12에 있어서,

상기 클램프(550)는 V블록 형태의 고정 죠오(551)와 이 고정 죠오(551)와 마주보는 위치에 진퇴가능하게 설치되는 가동 죠오(552)를 포함하며, 상기 가동 죠오(552)는 공압실린더(553)에 의해 진퇴동작이 이루어져 섕크(S)와 팁(T)을 동시에 물어 고정시키도록 된 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 13에 있어서,

상기 클램프(550)는 브레이징을 위한 루프형의 고주파 가열코일(620)이 진입할 수 있도록 중간부가 일측으로 개방된 형태로 이루어지고, 상기 고정 죠오(551)와 가동 죠오(552) 사이의 간격은 각각 조절나사(554,555)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 14에 있어서,

상기 브레이징부(600)의 가열코일(620)은 섕크(S)와 팁(T)이 공급되는 위치에 고정되어 가열코일(620)의 내부로 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 끼워져 있던 섕크(S)는 푸시업 실린더(540)에 의해 상승되고, 팁(T)은 푸시다운 실린더(536)에 의해 하강되어 클램프(550)에 의해 상기 가열코일(620)의 내부에 위치한 상태에서 고주파가 인가되어 브레이징되는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 취출부(700)는 브레이징 완료된 제품(P)을 인덱스 유니트(100)에서 외부로 취출하는 언로더(710)와, 취출된 제품(P)을 턴 테이블 위에 안착시켜 단계적으로 회전시키면서 공기의 분사에 의해 냉각시키는 냉각부(720)와, 로드 셀을 이용 하여 브레이징 강도를 시험하는 테스트 유니트(730)와, 테스트 유니트(730)에서 테스트를 거친 정상 제품을 적재하는 적재부(740)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 16에 있어서,

상기 언로더(710)는 인덱스 유니트(100)의 안치부(110)에 안치된 제품(P)을 냉각부(720)로 이송하는 제1클램프(711)와, 냉각부(720)에서 냉각된 제품(P)을 테스트 유니트(730)로 이송하는 제2클램프(712) 및 테스트 유니트(730)에서 테스트 완료된 제품(P)을 적재부(740)로 이송하는 제3클램프(713)로 이루어지며, 상기 각 클램프(711,712,713)는 수평 실린더(714)와 수직 실린더(715)에 의해 동시에 승강 및 좌우 이송동작이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 16에 있어서,

상기 냉각부(720)는 인덱스 유니트(100)에서 인출된 제품(P)을 식히기 위해 안치하는 안치홈(721)이 방사상으로 다수개 형성된 턴 테이블(722)과, 이 턴 테이블(722) 위에 안치된 제품에 공기를 분사시켜 냉각시키기 위한 냉각용 공기노즐(723)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 16에 있어서,

상기 테스트 유니트(730)는 취출된 제품(P)의 하부(섕크 부분)를 실린 더(731)에 의해 동작하는 테스트 클램프(732)에 문 상태에서 로드셀(733)이 부착된 테스트 바(734)를 제품의 상부측(팁 부분)에 대고 실린더(735)를 구동시켜 한 방향으로 밀어주면서 규정된 측압력이 인가되도록 하여 브레이징부의 강도를 테스트하는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
청구항 16에 있어서,

상기 적재부(740)는 언로더(710)에 의해 이송된 제품(P)이 안착되는 십자형 홈(741a)을 가지며 로터리 실린더(744)에 의해 수평 및 수직으로의 회동동작이 이루어지는 로터리 플레이트(741)와, 로터리 플레이트(741)에 의해 수평으로 눕혀진 제품(P)을 카세트 트레이(742)에 적재하기 위한 푸시 실린더(743)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 장치.
이종 소재로 이루어진 드릴 섕크(S)와 팁(T)을 자동으로 브레이징하기 위한 방법으로,

제1위치(P1)에서 섕크(S)를 수평으로 회전하는 인덱스 유니트(100)의 안착부(110)에 공급하는 단계(S20);

인덱스 유니트가 회전하여 제2위치(P2)에서 섕크(S) 위에 플럭스(F)를 도포하는 단계(S30);

인덱스 유니트가 회전하여 제3위치(P3)에서 플럭스(F)가 도포된 섕크(S) 위에 스트립 상태의 은납(L)을 일정 길이로 절단하여 공급하는 단계(S40);

인덱스 유니트가 회전하여 제5위치(P4)에서 섕크(S) 위에 팁(T)을 공급하는 단계(S50);

상기 제5위치(P4)에서 섕크(S)와 팁(T)이 맞대어진 상태를 유지하도록 고정하고 고주파 유도가열에 의해 브레이징하는 단계(S60); 및

인덱스 유니트가 회전하여 제6위치(P6)에서 브레이징 접합된 제품(P)을 취출하는 단계(S70); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 방법.
청구항 21에 있어서,

상기 단계(S20)는 거꾸로 공급되는 섕크를 공급경로에서 이탈시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 방법.
청구항 21에 있어서,

상기 단계(S70)는 브레이징이 완료된 제품(P)을 인덱스 유니트에서 취출하여 냉각하는 과정과 브레이징 강도를 테스트하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 팁 자동 브레이징 방법.