KR101332854B1

KR101332854B1 - 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치

Info

Publication number: KR101332854B1
Application number: KR1020120137479A
Authority: KR
Inventors: 이유찬; 김도행
Original assignee: 김 도행; 이 유찬
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-11-27

Abstract

본 발명은 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 선반이나 범용 선반과 같은 공작 기계의 연삭 및 절삭 가공 작업 시 공작물의 표면이 깍이면서 생성되어 투입된 절삭칩을 엑츄에이터를 이용하여 최소한의 크기로 압축시키는 동시에 절삭칩의 표면에 묻어 있는 절삭유와 같은 오일을 회수하여 재활용 할 수 있는 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 본체의 하단에 기립되어 설치되는 압축관과; 압축관의 내부에 삽입되어 승강되면서 절삭칩을 압축시키는 엑츄에이터와; 압축관의 상부 일측에 설치되어 절삭칩을 압축관의 내부로 투입시키는 투입부와; 압축관의 하단에 설치되어 압축관의 내부에서 압축된 절삭칩과 오일을 압축관의 외부로 배출시키는 배출부;로 구성되되, 상기 압축관의 일측에 형성된 다수 개의 통공 외측에 외부의 콤프레샤와 연결된 에어분출구가 설치되어 콤프레샤의 작동에 의해 유입된 고압의 외기가 에어분출구와 통공을 통해 압축관의 내측으로 유입됨을 특징으로 한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치가 제공된다.

Description

엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치{Actuator using cutting chip compression device}

본 발명은 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 선반이나 범용 선반과 같은 공작 기계의 연삭 및 절삭 가공 작업 시 공작물의 표면이 깍이면서 생성되어 투입된 절삭칩을 엑츄에이터를 이용하여 최소한의 크기로 압축시키는 동시에 절삭칩의 표면에 묻어 있는 절삭유와 같은 오일을 회수하여 재활용 할 수 있는 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 절삭, 연삭 등의 금속가공 공정에서는 작업대상 공작물과 공작기계 사이에 매우 높은 마찰력과 열이 작용하기 때문에 상기 작업대상 금속과 공작기계 사이의 윤활성을 높이고, 마찰과정에서 발생하는 마찰열을 냉각시키기 위하여 절삭유, 연삭유 등과 같은 윤활성과 냉각성이 우수한 오일이 사용되고 있다.

상기와 같이 사용된 오일은 금속가공 후 절삭칩과 함께 섞여져 배출되기 때문에 경제적인 면과 환경 보호적인 면을 고려하여 여러가지 방식을 사용하여 절삭칩으로 부터 오일을 분리하여 회수하고 있는데, 통상적으로 자연분리 방식 또는 원심분리 방식이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 종래기술에 따른 절삭유의 회수 방식 중 자연분리 방식을 사용할 경우 절삭칩의 표면에 묻어 있는 절삭유의 완벽한 회수가 어려운 문제점이 있었고, 걸러진 절삭칩의 부피가 큼에 따라 절삭칩을 보관하기 위한 별도의 공간이 필요한 등 절삭칩의 보관이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

그리고 원심분리 방식 즉, 원심분리식 여과장치를 이용한 방식을 사용할 경우 일반적으로 드럼 운전용 전동모터와 스크레퍼 운전용 전동모터를 비롯한 여타 여러가지의 부품들이 사용됨으로써 그 구조가 복잡한 문제점이 있었고, 고가의 제작비용이 소요됨에 따라 생산이윤이 감소하게 문제점이 있었으며, 큰 체적 및 중량으로 인한 공장 내부의 설비 공간 배치 확보의 문제점이 있는 등 여러 가지의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 자동 선반이나 범용 선반과 같은 공작 기계의 연삭 및 절삭 가공 작업 시 공작물의 표면이 깍이면서 생성되어 투입된 절삭칩을 엑츄에이터를 이용하여 최소한의 크기로 압축함으로써 절삭칩의 보관 및 처리가 용이한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고 장치의 자체 부피를 소형화하고 그 구조를 간결하게 함으로써 성능을 향상시킬 수 있음은 물론이고, 공간점유율을 축소시켜 소형의 작업장에도 설치가 가능하며, 오일의 회수률을 극대화 시킬 수 있는 공작 기계용 절삭칩 압축 및 오일 회수장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체의 하단에 기립되어 설치되는 압축관과; 압축관의 내부에 삽입되어 승강되면서 절삭칩을 압축시키는 엑츄에이터와; 압축관의 상부 일측에 설치되어 절삭칩을 압축관의 내부로 투입시키는 투입부와; 압축관의 하단에 설치되어 압축관의 내부에서 압축된 절삭칩과 오일을 압축관의 외부로 배출시키는 배출부;로 구성됨을 특징으로 한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치를 제공한다.

본 발명은 자동 선반이나 범용 선반과 같은 공작 기계의 연삭 및 절삭 가공 작업 시 공작물의 표면이 깍이면서 생성되어 투입된 절삭칩을 엑츄에이터를 이용하여 최소한의 크기로 압축함으로써 절삭칩의 처리 및 보관이 용이한 효과가 있고, 기계 자체의 부피를 소형화하고 그 구조를 간단하게 하여 제작 비용 절감으로 인한 생산이윤을 증대 시킬 수 있으며, 작은 체적 및 경량구조로 제작하여 공간점유율을 축소시킴으로써 복잡하고 협소한 작업공간에서도 설치가 가능하고, 오일의 회수률을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 오일을 분리하여 회수하는 과정에서 오일이 외부로 유출되는 것을 방지하여 오일의 외부 손실을 최대한 막을 수 있고, 따라서 폐오일에 의한 환경오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있으며, 친환경적으로 사용할 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 예시 사시도.
도 2는 본 발명의 종단면도 및 일부 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 작동 상태를 나타낸 첫번째 순서도.
도 4는 본 발명의 작동 상태를 나타낸 두번째 순서도.
도 5는 본 발명의 작동 상태를 나타낸 세번째 순서도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동 선반이나 범용 선반과 같은 공작 기계의 연삭 및 절삭 가공작업 시 공작물의 표면이 깍이면서 생성되는 절삭칩(C)을 엑츄에이터(1)를 이용하여 최소한의 크기로 압축하는 동시에 절삭칩(C)의 표면에 묻어 있는 절삭유와 같은 오일을 회수하여 재활용 할 수 있는 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치(100)는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 크게 전체적인 외형틀을 형성하는 다수 개의 프레임으로 구성된 본체(2)의 하단에 기립되어 설치되는 압축관(3)과; 압축관(3)의 내부에 삽입되어 승강되면서 절삭칩(C)을 압축시키는 엑츄에이터(1)와; 압축관(3)의 상부 일측에 설치되어 절삭칩(C)을 압축관(3)의 내부로 투입시키는 투입부(4)와; 압축관(3)의 하단에 설치되어 압축관(3)의 내부에서 압축된 절삭칩(C)과 오일을 압축관(3)의 외부로 배출시키는 배출부(5);로 대별된다.

상기 엑츄에이터(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 구동모터(6)에 의해 고정관(7)의 내부에서 회동되면서 상하 운동되는 압착로드(8)와; 압축관(3)의 내부에 삽입되어 승강되는 압축판(9)과; 압축판(9)의 상부에 설치되고, 상단에 일정 높이를 가진 장공(10)이 형성된 스프링압축관(13)과; 스프링압축관(13)의 내부에 삽입되고, 압착로드(8)에 의해 상단이 가압되는 압축스프링(11)과; 투입부(4)와 대향하는 압축판(9)의 상부 끝단에 형성된 낙하방지판(12);으로 구성되어 있다.

그리고 상기 투입부(4)는 도 3에 도시된 바와 같이 압축관(3)의 상단 일측에 설치되고, 압축관(3) 측으로 갈수록 낮아지는 사선형의 형상을 가진 투입관(14)과; 투입관(14)의 하측면에 설치되어 무한궤도로 작동되는 컨베이어(15);로 구성된다.

또한 상기 배출부(5)는 도 5에 도시된 바와 같이 압축관(3)의 하단에 설치되되, 상부에 압축관(3)의 하단부가 삽입되는 삽입홈(16)이 형성되고, 삽입홈(16)의 하단에 오일배출구(17)가 형성된 받침판(18)과; 받침판(18)의 상단 압축관(3)의 외측에 설치되어 압축된 절삭칩(C)을 외부로 배출시키는 실린더(19)와; 받침판(18)의 하단에 설치되고, 오일배출관(20)을 통해 오일펌프(21)와 연결되며, 오일배출구(17)를 통해 유입된 오일이 저장되는 오일저장소(22);로 구성되어 있다.

그리고 상기 압축관(3)의 내측 상단에는 도 3에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(1)의 압축판(9)이 걸림되어 엑츄에이터(1)가 압축관(3)의 외부로 이탈되는 것을 방지하고, 압축관(3)를 상승시켜 압축관(3)의 하단부를 개폐시키기 위하여 압축판(9)이 걸림되는 걸림턱(23)이 형성된다.

이 밖에 도 5에 도시된 바와 같이 압축관(3)의 일측에는 다수 개의 통공(24)이 형성되어 있고, 상기 통공(24)의 외측에는 외부의 콤프레샤와 연결된 에어분출구(25)가 설치되어 있다.

도면 중 미 설명 부호 C는 절삭칩이고, C'는 절삭칩덩어리이며, 26은 압착로드(8)를 지지하기 위한 지지대이고, 27은 실린더(19)의 끝에 형성되어 절삭칩덩어리(C')를 외부로 밀어내기 위한 밀판이다.

이와 같은 구조로 구성된 본 발명의 공작 기계용 절삭칩 압축 및 절삭유 회수 장치의 작용 및 작동과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 절삭, 및 연삭 등의 금속 가공 공정에서 배출된 절삭유와 같은 오일이 묻어 있는 절삭칩(C)의 투입작업을 진행하게 되는데, 이는 작업자가 직접 투입부(4)의 내부로 절삭칩(C)을 투입 시키거나, 또는 공작 기계의 절삭칩(C) 배출구에 투입부(4)을 연결시켜 공작 기계의 연삭 및 절삭 작업 시 배출되는 절삭칩(C)이 별도의 공정 없이 곧 바로 투입부(4)를 통해 압축관(3)의 내부로 투입되도록 하여 절삭칩(C)을 투입부(4)의 내부로 투입시키면 상기 절삭칩(C)은 도 3에 도시된 바와 같이 기울어진 투입관(14)의 하단에 설치된 컨베이어(15)를 타고 압축관(3)의 내부에 적층되게 된다.

이때 엑츄에이터(1)는 계속적으로 회동되면서 투입부(4)의 절삭칩(C)이 인입되는 높이에서 승강되고 있음에 따라 압축관(3)의 내부로 투입되던 절삭칩(C)은 압축판(9)에 의해 일정 길이로 절단되어 압축관(3)의 내부에 적층되는데, 이때 압축관(3)의 내부에 절삭칩(C)이 일정 높이 이상 적층되면 절삭칩(C)의 투입을 멈추고, 외부의 콤프레샤를 작동시킨다.

그러면 상기 콤프레샤가 작동되면서 콤프레샤와 연결된 에어분출구(25)를 통해 고압의 외기가 압축관(3)의 일측에 형성된 다수 개의 통공(24)을 통과하여 압축관(3)의 내부로 유입되면서 절삭칩(C)에 묻어 있는 오일을 밀어내게 되는데, 그러면 고압의 외기에 의해 밀려난 오일은 압축관(3)의 일측벽에 결로되거나 또는 받침판(18)의 상부면에 모이게 되어 받침판(18)에 형성된 오일배출구(17)를 통해 오일저장소(22)로 유입되고, 오일저장소에 유입된 오일은 오일펌프(21)에 의해 펌핑되어 오일배출관(20)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같은 오일배출 과정이 완료되면 에어분출구(25)의 작동을 멈추고, 버튼이나 스위치를 눌러 구동모터(6)를 작동시켜 절삭칩(C)의 압축공정을 진행시킨다.

그러면 도 4에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(1)가 일정방향으로 회동하면서 수직방향으로 하강하여 압축관(3)의 내측으로 삽입되어 엑츄에이터(1)의 압축판(9)이 압축관(3)의 내부에 적층된 절삭칩(C)과 접촉된 상태에서 압력을 가하여 절삭칩(C)을 압축시키게 되는데, 이때 상기 절삭칩(C)의 반발력을 무력화하기 위하여 엑츄에이터(1)의 압축판(9)을 절삭칩(C)에 접촉시킨 상태에서 일정시간 동안 계속적으로 압력을 가하여 압축시킨다.

이 과정에서 압축판(9)의 상단에 형성된 낙하방지판(12)이 투입부(4)의 투입관(14) 즉, 절삭칩(C)이 인입되는 부분을 막음으로써 자연스럽게 절삭칩(C)은 더 이상 압축관(3)의 내부로 투입되지 못하게 된다.

이와 같은 압축과정을 여러 사이클에 거쳐 반복적으로 진행하게 되면 도 5에 도시된 바와 같이 일정한 부피 또는 높이를 가진 절삭칩덩어리(C')가 만들어지게 되고, 이에 따라 상기 절삭칩덩어리(C')의 배출작업을 진행하게 되는데, 이러한 절삭칩덩어리(C')의 배출공정은 다음과 같다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 압축공정이 완료되면 압축관(3)의 하단으로 하강되어 있던 엑츄에이터(1)가 원래의 위치로 복귀하기 위하여 압축관(3)의 상단으로 상승하게 되는데, 이때 압축관(3) 내에서 일정 높이까지 상승하게 되면 엑츄에이터(1)의 하단에 형성된 압축판(9)이 압축관(3)의 내측에 형성된 걸림턱(23)에 걸림된다.

그리면 엑츄에이터(1)의 압축판(9)과 걸림된 압축관(3)도 엑츄에이터(1)와 마찬가지로 자연스럽게 본체(2)의 상단으로 상승하게 되면서 압축관(3)의 하단 즉, 절삭칩덩어리(C')가 형성된 압축관(3)의 외측공간이 열리게 되는데, 이때 배출부(5)의 실린더(19)를 작동시키면 실린더(19)의 밀판(27)에 의해 절삭칩덩어리(C')가 압축관(3)의 외부로 배출되어 절삭칩(C)의 배출 및 회수 작업이 완료된다.

전기한 바와 같은 일련의 과정이 완료되면 압축관(3)은 받침판(18)의 삽입홈(16)에 삽입되어 원래의 상태를 유지하게 되고, 이때 엑츄에이터(1)는 처음 상태와 같이 계속적으로 회동되면서 투입부(4)의 절삭칩(C)이 인입되는 일정 높이에서 승강하게 됨에 따라 절삭칩(C) 압축공정의 새로운 사이클을 계속적으로 진행할 수 있게 된다.

여기서 부가적으로 엑츄에이터(1)의 행정시간과 행정간격은 자동 및 수동으로 조정 가능함으로써 절삭칩(C)의 양에 따른 작업 시간의 조정을 용이하게 할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치(100)는 자동 선반이나 범용 선반과 같은 공작 기계의 연삭 및 절삭 가공 작업 시 공작물의 표면이 깍이면서 생성되어 투입된 절삭칩(C)을 엑츄에이터(1)를 이용하여 최소한의 크기로 압축함으로써 절삭칩(C)의 배출 및 보관이 용이한 효과가 있고, 자체의 부피를 소형화하고 그 구조를 간단하게 하여 제작 비용 절감으로 인한 생산이윤을 증대 시킬 수 있으며, 작은 체적 및 경량구조로 제작하여 공간점유율을 축소시킴으로써 복잡하고 협소한 작업공간에서도 설치가 가능하고, 오일의 회수률을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 명백할 것이다.

1 : 엑츄에이터 2 : 본체
3 : 압축관 4 : 투입부
5 : 배출부 6 : 구동모터
7 : 고정관 8 : 압착로드
9 : 압축판 10 :장공
11 : 압축스프링 12 : 낙하방지판
13 : 스프링압축관 14 : 투입관
15 : 컨베이어 16 : 삽입홈
17 : 오일배출구 18 : 받침판
19 : 실린더 20 : 오일배출관
21 : 오일펌프 22 : 오일저장소
23 : 걸림턱 24 : 통공
25 : 에어분출구 26 : 지지대
27 : 밀판
C : 절삭칩 C' : 절삭칩덩어리
100 : 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치

Claims

본체(2)의 하단에 기립되어 설치되고, 상부 일측에는 개구부가 형성된 압축관(3); 압축관(3)의 상부 일측에 형성된 개구부에 관통되게 설치되어 절삭칩(C)을 압축관(3)의 내부로 투입시키는 투입부(4); 압축관(3)의 내부에 삽입되어 승강하되, 하강 작동시 압축관(3)의 상부 개구부로 투입되는 절삭칩(C)을 압축관(3)의 개구 단부와 치합되면서 절단하고, 절단된 절삭칩(C)을 압축시키는 압축판(9)을 포함하여 구성된 엑츄에이터(1)와; 압축관(3)의 하단에 설치되어 압축관(3)의 내부에서 압축된 절삭칩(C)과 오일을 압축관(3)의 외부로 배출시키는 배출부(5);로 구성됨을 특징으로 한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치.
제 1항에 있어서, 엑츄에이터(1)는 고정관(7)의 내부에서 회동되면서 상하 운동되는 압착로드(8)와; 압축관(3)의 내부에 삽입되어 승강되는 압축판(9)과; 압축판(9)의 상부에 설치되고, 상단에 일정 높이를 가진 장공(10)이 형성된 스프링압축관(13)과; 스프링압축관(13)의 내부에 삽입되고, 압착로드(8)에 의해 상단이 가압되는 압축스프링(11)과; 투입부(4)와 대향하는 압축판(9)의 상부 끝단에 형성된 낙하방지판(12);으로 구성됨을 특징으로 한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치.
제 1항에 있어서, 투입부(4)는 압축관(3) 측으로 갈수록 낮아지는 사선형의 투입관(14)과; 투입관(14)의 하측면에 설치되어 무한궤도로 작동되는 컨베이어(15);로 구성됨을 특징으로 한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치.
제 1항에 있어서, 배출부(5)는 압축관(3)의 하단에 설치되되, 상부에 압축관(3)의 하단부가 삽입되는 삽입홈(16)이 형성되고, 삽입홈(16)의 하단에 오일배출구(17)가 형성된 받침판(18)과; 받침판(18)의 상단 압축관(3)의 외측에 설치되어 압축된 절삭칩(C)을 배출시키는 실린더(19)와; 받침판(18)의 하단에 설치되고, 오일배출관(20)을 통해 오일펌프(21)와 연결되며, 오일배출구(17)를 통해 유입된 오일이 저장되는 오일저장소(22);로 구성됨을 특징으로 한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치.
제 1항에 있어서, 압축관(3)의 일측에 형성된 다수 개의 통공(24) 외측에 외부의 콤프레샤와 연결된 에어분출구(25)가 설치되어 콤프레샤의 작동에 의해 유입된 고압의 외기가 에어분출구(25)와 통공(24)을 통해 압축관(3)의 내측으로 유입됨을 특징으로 한 엑츄에이터를 이용한 절삭칩 압축장치.