KR101375009B1 - 링밀 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링밀 장치에 관한 것으로, 링 형상의 소재의 외주면을 가공하는 메인롤(110)을 구비한 메인롤 모듈(100);과, 상기 소재의 외주면을 양측에서 지지하는 가이드롤(290)을 구비한 가이드롤 모듈(200);과, 상기 소재의 내주면을 가공하는 만드렐(350)을 구비한 만드렐 모듈(300);과, 상기 만드렐 모듈(300)을 메인롤 모듈(100) 쪽으로 이송시키는 피딩 모듈(400);을 포함하고, 상기 피딩 모듈은, 피딩 모듈 서보모터에 의해 직선이동가능한 제1플레이트(410)를 구비하고, 상기 만드렐 모듈은, 타이로드(420)에 의해 상기 제1플레이트에 고정결합되는 제2플레이트(310)를 구비하여, 상기 피딩 모듈에 의해 상기 만드렐 모듈의 이송량이 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 피딩 모듈 및 만드렐 모듈을 플레이트와 타이로드 등을 이용하여 견고하게 연결하고, 피딩 모듈의 서보모터 및 가이드롤 모듈의 서보모터 등을 독립적으로 제어함으로써, 링밀 장치의 가공 중에 하중의 편중 등 비대칭적 외력에도 정확한 이송량과 속도 등의 제어가 가능한 유리한 효과가 발생한다.

Description

링밀 장치{RING MILL}

본 발명은 금속재질의 링을 소정 두께로 형성시키는 링밀 장치에 관한 것이며, 구체적으로는 링밀 공정 중에 가공대상물을 효과적으로 지지 및 이송하여 가공정밀도 및 가공효율을 높인 링밀 장치에 관한 것이며, 4주식 타이로드 프레임, 성형하중의 4점에서 분산 견인, 서보 모터를 이용한 기계식 구동 등을 통하여 가이드 하중을 분산하고 제어 축력을 저감하여, 성형 롤의 진원도와 동심도를 향상시키기 위한 가이드 롤 하중 및 위치 제어 기능을 갖는 링밀 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 링밀 공정은 정사각형 또는 직사각형 단면의 대형 링 형상의 금속재질의 소재를 소정 두께로 가공시키는 공정이다. 대형 링 제품은 일반적 의미의 링 뿐만 아니라 레이스, 플랜지 또는 로크 플레이트(rock plate) 등을 포함한다.

링 제품은, 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있지만, 복잡한 이형의 내경 단면을 갖는 이형링이 대부분이다. 예컨대, 풍력발전기의 타워에 이용되는 링은 내경부에 단차진 부분을 갖는 복잡한 이형 단면의 형상을 갖는다. 위와 같은 이형링 제품의 생산을 위해, 일반적인 링밀 장치를 이용해 사각형 단면의 링을 먼저 얻고, 그 얻어진 링의 내경부에 대한 절삭 가공을 통해, 원하는 이형의 내경부 형상을 갖는 이형링을 만든다. 따라서, 종래에는 절삭가공에 의해 깎여 제거되는 금속재료의 양이 많아 비경제적이고, 그 절삭가공을 위해 과도한 시간이나 노력이 요구되는 문제점이 있다.

종래의 링밀 장치로는 일본 공개특허공보 평2-133131호 및 일본 특허공개공보 소62-101333호 등에 개시된 것이 있으며, 그와 같은 링밀 장치의 한 예가 도 1에 사시도로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 링밀 장치는, 가열된 링형 금속재(W)를 그것의 내주면에 면하여 지지하는 지지롤(2)과, 가열된 링형 금속재(W)를 자신의 외주면을 가압하여 링형 금속재(W)의 두께를 줄이는 성형을 하는 압력롤(4)을 포함한다. 지지롤(2)과 압력롤(4)은 모두 회전하며, 그 사이에 있는 링형 금속재(W)도 그 자리에서 회전한다. 또한, 종래의 링밀 장치는 회전하는 링형 금속재(W)의 상단과 하단의 표면을 매끄럽게 해주도록 배치되는 에징롤(5a, 5b)을 더 포함한다. 종래의 링밀 장치는 지지롤(2)의 평탄한 외주면으로 인해 링형 금속재(W)에 이형 단면을 형성할 수 없다.

또한, 종래기술에서 상기 금속재(W)는 상기 압력롤(4)에 의해 회전력을 받으면서 회전하고 있었다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 금속재(W)를 지지하는 보조롤(4) 등의 추가적인 수단이 구비되었다. 그런데, 이 경우에도, 금속재의 회전에 따라 보조롤(5)에는 접촉지점에서 화살표와 같은 서로 다른 방향의 접선방향 힘이 작용하게 된다. 이렇게, 보조롤에 작용하는 힘의 방향이 서로 다르기 때문에, 링밀 장치는 상기 보조롤을 동일한 이송거리로 구동하지 못하는 문제가 있었다. 즉, 링밀 장치의 구동부가 상기 보조롤을 일정 거리 이송시키기 위해 동일한 구동력을 가한다 하더라도, 상기 보조롤에 작용하는 화살표방향의 서로 다른 방향의 힘에 의해 상기 보조롤에는 동일한 크기와 방향의 힘이 제공되지 않고, 결국 보조롤이 금속재를 동일한 힘으로 지지하지 못하는 문제가 있었다.

또한, 링밀 장치에서 가공을 진행함에 따라 금속재(W)의 내경과 외경의 폭이 점차 감소하게 된다. 즉, 상기 지지롤(2)과 압력롤(4) 사이에 위치하는 금속재의 두께가 점차 감소함에 따라, 상기 보조롤(5)이 금속재를 적절히 지지하기 위해서는 금속재의 두께 감소에 대응하여 금속재를 계속하여 지지할 수 있도록 상하 두개의 지지롤이 서로 대칭되는 관계를 유지하면서 적절히 이동되어야 한다. 그러나, 종래 기술에서는 두개의 지지롤의 위치를 상호 대칭이 되도록 제어하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 링밀 장치의 가공 중에 비대칭적인 여러가지 힘요소가 존재하여 하중이 편중될 수 있는 경우에도, 링밀장치의 정확한 이송량과 속도 등의 제어가 가능한 장치를 제공하여 가공 신뢰도를 높이는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 링 형상의 소재의 외주면을 가공하는 메인롤(110)을 구비한 메인롤 모듈(100);과, 상기 소재의 외주면을 양측에서 지지하는 가이드롤(290)을 구비한 가이드롤 모듈(200);과, 상기 소재의 내주면을 가공하는 만드렐(350)을 구비한 만드렐 모듈(300);과, 상기 만드렐 모듈(300)을 메인롤 모듈(100) 쪽으로 이송시키는 피딩 모듈(400);을 포함하고, 상기 피딩 모듈은, 피딩 모듈 서보모터에 의해 직선이동가능한 제1플레이트(410)를 구비하고, 상기 만드렐 모듈은, 타이로드(420)에 의해 상기 제1플레이트에 고정결합되는 제2플레이트(310)를 구비하여, 상기 피딩 모듈에 의해 상기 만드렐 모듈의 이송량이 제어되는 것을 특징으로 하는 링밀 장치를 제공한다.

상기 가이드롤 모듈(200)은, 일측에는 상기 가이드롤(290)이 구비되고 타측에는 회동가능하게 연결된 제2링크부재(220)를 구비한 제1링크부재(210); 및 일측은 상기 제1링크부재에 연결되고 타측은 가이드 로드(240)를 따라 직선이동하는 이동부재(230)에 연결되는 제2링크부재(220);를 포함한다.

상기 이동부재(230)가 상기 가이드 로드(240)를 따라 이동하는 구동력을 제공하는 가이드롤 모듈 서보모터(260)를 더 포함한다. 상기 가이드롤 모듈(200)은 링 형상의 소재의 양측에 대칭되게 두 개가 배치되고, 상기 두 개의 가이드롤 모듈 중 제1가이드롤은 토크제어 방식으로 제어되고, 상기 가이드롤 모듈 중 제2가이드롤은 상기 제1가이드롤과 대칭되는 위치에 위치하도록 위치제어 방식으로 제어된다.

상기 만드렐 모듈(300)은, 상기 제2플레이트(310)에 구비되고 피스톤(325)을 상하 이동시키는 실린더(320)를 포함하여, 상기 피스톤의 상하 이동에 의해 상기 만드렐이 상하 이동한다.

상기 피딩 모듈(400)은 상기 제1플레이트(410)를 직선 이동시키는 동력을 제공하는 피딩 모듈 서보모터(430);를 포함하고, 또한 상기 피딩 모듈은 상기 피딩 모듈 서보모터의 회전 구동력을 벨트(440)를 통하여 전달받는 피딩롤(450); 상기 피딩롤(450)을 관통하여 구비되고, 일단은 상기 제1플레이트(410)에 부착된 상태로, 상기 피딩롤의 회전에 따라 직선운동 하는 피딩축(460);를 더 포함한다.

본 발명은 피딩 모듈과 만드렐 모듈을 플레이트와 타이로드 등을 이용하여 견고하게 연결하고, 피딩 모듈의 서보모터 및 가이드롤 모듈의 서보모터 등을 독립적으로 제어함으로써, 링밀 장치의 가공 중에 하중의 편중 등 비대칭적 외력에도 정확한 이송량과 속도 등의 제어가 가능한 유리한 효과가 발생한다.

링밀 장치의 가공 중에 비대칭적인 여러 가지 힘 요소가 존재하여 하중이 편중될 수 있는 경우에도 링밀 장치의 정확한 이송량과 속도 등의 제어가 가능하여 성형롤의 동심도 및 진원도가 향상되어 가공 신뢰도가 높아지는 효과가 발생한다.

도 1 내지 도 2는 종래 기술에 따른 링밀 장치의 가공 모습이며,
도 3a은 본 발명에 따른 링밀 장치의 전체적인 사시도 모습이며,
도 3b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 피가공 소재를 가공 중인 모습이며,
도 4는 본 발명에 따른 링밀 장치의 메인롤 모듈의 모습이며,
도 5a는 본 발명에 따른 링밀 장치의 가이드 모듈의 모습이며,
도 5b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 소재 가공 상태에서의 가이드 모듈의 모습이며,
도 6a는 본 발명에 따른 링밀 장치의 만드렐 모듈의 모습이며,
도 6b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 소재 가공 상태에서의 만드렐 모듈의 모습이며,
도 7a는 본 발명에 따른 링밀 장치의 피딩 모듈의 모습이며,
도 7b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 소재 가공 상태에서의 피딩 모듈의 모습이다.
도 8은 본 발명에 따른 링밀 장치가 소재를 가공하는 개략적인 평면 모습이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 3a은 본 발명에 따른 링밀 장치의 전체적인 사시도 모습이며, 도 3b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 피가공 소재를 가공 중인 모습이며, 도 4는 본 발명에 따른 링밀 장치의 메인롤 모듈의 모습이며, 도 5a는 본 발명에 따른 링밀 장치의 가이드 모듈의 모습이며, 도 5b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 소재 가공 상태에서의 가이드 모듈의 모습이며, 도 6a는 본 발명에 따른 링밀 장치의 만드렐 모듈의 모습이며, 도 6b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 소재 가공 상태에서의 만드렐 모듈의 모습이며, 도 7a는 본 발명에 따른 링밀 장치의 피딩 모듈의 모습이며, 도 7b는 본 발명에 따른 링밀 장치의 소재 가공 상태에서의 피딩 모듈의 모습이다. 도 8은 본 발명에 따른 링밀 장치가 소재를 가공하는 개략적인 평면 모습이다.

3a을 참조하면, 본 발명에 따른 링밀 장치는, 링 형상의 피가공용 소재의 외주면을 가압하면서 소재에 구동력을 주면서 소재의 외주면을 가공하는 메인롤 모듈(100)과, 상기 소재의 외주면 양측에서 소재를 지지하는 가이드롤 모듈(200)과, 상기 소재의 내주면에 설치되어 소재의 내주면을 가공하는 만드렐 모듈(300)과, 소재의 내주면에 만드렐을 삽입한 상태에서 상기 만드렐 모듈(300)을 메인롤 모듈(100) 쪽으로 이송시키는 피딩 모듈(400)을 포함한다.

링밀 작업 과정을 먼저 간략히 보면, 일정 크기의 빌렛을 업셋팅하고, 상기 빌렛을 펀치(도시되지 않음)를 이용하여 구멍을 뚫는 블랭크 공정을 통하여 링밀 가공용 소재(도 8의 10)을 제작한다. 다음에, 소재(10)에 만드렐을 삽입하고 피딩 모듈을 이용하여 소재를 메인롤 모듈로 이동시킨 후 소재 외주면에 맞닿은 원기둥 형태의 메인롤을 회전을 시키면서, 내주면에 설치되어 있는 원기둥 형태의 만드렐을 이용하여 압력을 가함으로써 소재의 내경과 외경을 조절하여 가공을 한다.

도 3a은 본 발명에 따른 링밀 장치는 가동 작동 전 상태이며, 도 3b는 링밀 장치에 소재(10)가 장착되어 메인롤과 만드렐에 의해 소재가 가공 중인 모습이다(다만, 도시의 편의상 소재는 생략된 그림이다).

도 3a를 보면, 본 발명의 링밀 장치는, 중앙부에 메인롤 모듈(100)이 위치하고, 상기 메인롤 모듈의 양측면에 가이드롤 모듈(200)이 배치되고, 상기 메인롤 모듈의 전방(그림에서 보아 왼쪽을 전방이라 함)에 만드렐 모듈(300)이 배치되고, 상기 메인롤 모듈의 후방(그림에서 보아 오른쪽을 후방이라 함)에 피딩(feeding) 모듈(400)이 배치된다. 상기 피딩 모듈(400)은 네 개의 타이로드(420)를 이용하여 전방의 만드렐 모듈(300)과 견고하게 연결되어 있다. 즉, 상기 만드렐 모듈(300)의 사각형상의 제2플레이트(310)와 상기 피딩 모듈(400)의 사각형상의 제2플레이트(410)는 네 모서리부분에서 네 개의 타이로드(420)에 의해 견고하게 연결되어 있어서, 상기 피딩 모듈의 제1플레이트(410)를 후방으로 이동시킴에 따라 상기 만드렐 모듈의 제2플레이트(310)가 후방으로 동일한 거리만큼 이동하고, 따라서 제2플레이트에 부착된 만드렐(이하 설명) 역시 후방으로 이동하게 된다(도 3b 그림).

이하 본 발명의 구성 모듈에 대해서 살펴본다.

메인롤 모듈(100)

도 4를 보면, 본 발명의 메인롤 모듈(100)은 소재의 외주면에 맞닿아서 외주면을 가압하면서 회전력을 전달하는 메일롤(110)과 상기 메인롤을 상하로 관통하여 고정되어 회전력을 전달하는 메인롤 회전축(140)과 상기 메인롤 회전축을 메인롤 상하측에서 지지하는 지지부재(120, 130)를 포함한다. 상기 메인롤은 링밀 장치에서 일정 위치에 고정된 상태에서 회전하면서 피가공 소재의 외주면을 가압하여 가공하는 역할을 수행한다.

가이드롤 모듈(200)

도 5a를 보면, 본 발명의 가이드롤 모듈(200)은, 상기 메인롤(110)이 소재의 외주면에 접촉하여 가공을 진행할 때 상기 소재의 외주면의 다른 지점에서 소재 외주면을 지지하는 가이드롤(290)을 포함한다. 상기 가이드 모듈은 상기 소재를 양측에서 지지하도록 한다(도 8 참조). 상기 가이드롤 모듈은, 일측에서 상기 가이드롤(290)이 구비되는 제1링크부재(210)와 상기 제1링크부재의 타측에 회동가능하게 연결되는 제2링크부재(220)를 포함한다. 상기 제2링크부재(220)는, 일측에서 제1링크부재와 회동가능하게 연결됨과 동시에 타측은 가이드 로드(240)상을 이동하는 이동부재(230)에 연결된다. 상기 가이드 로드(240)의 일단은 상기 제1링크부재(210)에 회동축(250)을 이용하여 회동가능하게 부착된다.

또한, 상기 가이드 모듈(200)은, 상기 이동부재(230)가 상기 가이드 로드(240)를 따라 이동하는 구동력을 제공하는 가이드롤 모듈 서보모터(260)를 더 포함하며, 상기 가이드롤 모듈 서보모터의 구동력은 벨트(270)를 이용하여 상기 가이드 로드(240)에 회전력을 전달한다. 상기 가이드 로드가 회전함에 따라 상기 이동부재(230)는 상기 가이드 로드(240)를 따라 직선이동하게 된다. 직선이동하는 원리는 가이드 로드 외주에 나사산을 형성하고 이동부재의 내주면에 이와 맞물리는 나사산을 형성한 후 가이드 로드를 회전시켜 이동부재(230)는 상기 가이드 로드(240)를 따라 직선이동하게 할 수도 있으며, 이는 통상의 기구학에서 사용되는 방식을 채택하게 된다.

가이드롤 모듈에서 상기 가이드 로드(240)는 링밀 장치에 고정결합된 상태에서 상기 가이드롤 모듈 서보모터(260)의 회전력을 전달받아 상기 이동부재(230)가 상기 가이드 로드(240) 상을 화살표(A) 방향으로 직선운동하면, 상기 가이드롤(290)은 회동축(240)을 중심으로 화살표(B) 방향으로 회전하게 된다.

그런데, 소재를 중심으로 가이드롤 모듈(200)은 양측으로 두 개가 배치되므로, 두 개의 가이드롤(290)이 화살표(B)방향으로 회동함에 의해, 두 개의 가이드롤(290) 사이 간격이 벌어져 이 사이 공간으로 피가공 소재가 유입되어 소재를 지지하게 된다(도 5b 상태). 결국, 상기 가이드롤 모듈 서보모터(260)의 구동력을 제어함으로써, 상기 가이드롤(290) 사이의 간격 내지 가이드롤이 소재를 지지하는 지지력을 제어할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에서 상기 가이드롤 모듈은 소재를 중심으로 양측에서(도 8 그림에서 상하로) 배치되고, 각각의 가이드롤 모듈은 구동력을 발생시키는 서보모터(260)를 각각 가지고 있어서, 상기 가이드롤(290)의 위치를 별도로 제어할 수 있다.

소재를 가공하는 기계장치에서 특정 부분의 위치를 제어하는 방법으로는 1)위치제어와 2)토크제어가 있을 수 있다.

1)위치제어란, 특정부분의 목표 위치값을 주고 그 위치로 움직이도록 하는 제어 방식을 의미한다. 즉, 특정부분에 작용하는 힘이나 토크가 변하는 경우에도 위치제어를 하는 특정부분이 해당 위치를 찾아가도록 또는 해당위치를 유지하도록 제어하는 것을 말한다.

이에 반해, 2)토크제어란, 상기 특정부분에 작용하는 토크(힘)을 일정한 크기를 유지하는 것이며, 따라서 절대좌표값은 변할 수 있게 된다.

본 발명의 가이드롤 모듈은, 이들 위치제어와 토크제어를 혼합한 방식으로 제어하도록 하였다. 피가공 소재가 가공이 됨에 따라 소재의 폭이 감소하면 소재를 지지하는 가이드롤(290)의 위치로 소재의 감소된 폭만큼 이동하여야 적절한 지지를 계속할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 상기 두 개의 가이드롤 모듈 중 어느 하나(제1가이드롤)는 토크제어를 하고 나머지 하나(제2가이드롤)는 위치제어를 하도록 하였다.

제1가이드롤을 토크제어를 함으로써, 제1가이드롤은 일정한 토크를 받게 되어 상기 피가공 소재의 폭이 감소하면 이에 대응하여 피가공 소재쪽으로 이동하게 된다. 이때, 상기 제2가이드롤은 상기 제1가이드롤의 위치에 대응되는(소재를 기준으로 대칭되는) 곳에 위치하도록 위치제어를 하면, 제2가이드롤은 제1가이드롤의 위치이동에 따라 대응되게(대칭되는 위치로) 이동하게 된다. 이렇게 두 개의 가이드롤을 위치제어와 토크제어로 각각 제어할 수 있는 것은 두 개의 가이드롤 모듈(200)이 각각 별도의 가이드롤 모듈 서보모터(260)를 구비함으로써 각각 구동력을 제어할 수 있기 때문이며, 이것이 본 발명의 또 하나의 특징이다.

만드렐 모듈(300)

본 발명의 만드렐 모듈(300)은, 링형상의 피가공 소재(10)의 내주면에 맞닿은 상태에서 가압하여 소재 내주면을 가공하는 만드렐을 지지 및 이동시키는 모듈이다.

상기 만드렐 모듈(300)은, 상기 피딩 모듈(400)과 네 개의 타이로드(420)를 이용하여 견고하게 연결된 제2플레이트(310)와, 상기 제2플레이트에 구비되고 피스톤(325)을 상하 이동시키는 실린더(320)와, 상기 피스톤(325)에 부착되어 피스톤과 함께 상하이동하는 만드렐 부착부재(330)와 상기 만드렐 부착부재에 견고하게 부착되어 소재 내주면을 가공하는 만드렐(350)과 상기 만드렐의 하단부를 수용하는 만드렐 수용부재(360)를 포함한다.

상기 만드렐 모듈(300)은 타이로드(420)에 의해 상기 피딩 모듈(400)과 연결된 상태이므로, 상기 피딩 모듈의 동작에 의해 전체 만드렐 모듈이 전후 방향(도 3a에서 좌우방향)으로 이동하게 된다. 또한, 상기 실린더(320)와 피스톤(325)의 동작에 의해 상기 만드렐(350)은 상하방향으로 이동하게 된다. 도 6b는 상기 만드렐이 아래쪽으로 완전히 이동상태이며 피가공용 소재의 내주면에 맞닿아 있는 상태이다(도시 편의상 소재는 생략된 모습임).

피딩 모듈(400)

본 발명의 피딩 모듈(400)은 상기 만드렐 모듈(300)이 피가공용 소재를 파지한 상태에서, 상기 만드렐 모듈을 상기 메인롤 모듈 쪽으로 이송시키는 역할을 하는 모듈이다.

도 7a를 참조하면, 본 발명의 피딩 모듈(400)은, 상기 만드렐 모듈(300)의 제2플레이트(310)와 네 개의 타이로드(420)에 의해 견고하게 연결된 제1플레이트(410)를 포함하며, 타이로드와 연결을 위해 제1플레이트에는 타이로드 부착홀(420a)이 형성된다.

또한, 상기 피딩 모듈(400)은, 상기 제1플레이트(410)를 후방으로 직선 이동시키는 동력을 제공하는 피딩 모듈 서보모터(430)를 더 포함하며, 상기 피딩 모듈 서보모터의 회전 구동력은 벨트(440)를 통하여 상기 피딩롤(450)에 회전력을 전달한다. 상기 피딩롤(450)을 관통하여 피딩축(460)이 배치되고 상기 피딩축의 일단은 상기 제1플레이트(410)에 부착된다. 상기 피딩롤(450)이 회전하면, 그 내부를 관통하는 피딩축(460)은 직선운동하여 제1플레이트(410)를 후방으로 이동시킨다. 상기 피딩롤이 회전함에 따라 상기 피딩축이 직선운동하는 원리는 피딩축의 외주에 나사산을 형성하고 피딩롤의 내주면에 이와 맞물리는 나사산을 형성한 후 피딩롤을 회전시켜 상기 피딩축을 직선이동하게 할 수도 있으며, 이는 통상의 기구학에서 사용되는 방식을 채택할 수 있다.

상기 피딩축(460)은 상기 타이로드(420)가 부착된 지점의 측면에서 상기 제1플레이트(410)에 부착된다. 따라서, 상기 피딩 모듈 서보모터(430), 피딩롤(450), 및 피딩축(460)은 각각 네 개가 구비되는 것이 좋다.

정리하면, 상기 만드렐 모듈(300)이 피가공용 소재를 파지한 상태에서,상기 피딩 모듈 서보모터(430)가 가동되어 상기 피딩롤(450)을 회전시키면 상기 회전에 의해 상기 피딩축(460)이 후방으로 직선이동하고, 피딩축에 부착된 제1플레이트가 후방으로 직선이동하게 된다. 결국, 상기 제1플레이트에 부착된 만드렐 모듈이 상기 메인롤 모듈 쪽으로 이송되는 것이다. 이로서, 이송된 만드렐 모듈에 파지된 소재의 가공이 개시되는 것이다.

링밀 장치의 동작 모습을 보면, 링형 소재를 기준으로 비대칭적인 힘 요소가 다수 존재하게 된다. 도 8에 도시된 바와 같이 메인롤의 회전에 의해 메인롤이 소재에 접촉하는 지점에서 도 8의 화살표 방향으로 힘이 작용하게 되고, 도 2에 도시된 바와 같이 소재의 회전에 의해 가이드롤에는 도시된 화살표 방향으로 힘이 작용하게 된다. 또한, 소재는 메인롤과 만드렐에 의해 가공되면서 두께가 점점 감소하게 되므로 두께 감소에 따른 작용하는 힘의 방향이 바뀌게 된다.

이렇게 링밀 가공 중에 발생하는 비대칭적인 힘 요소에도 불구하고, 본 발명의 링밀 장치는 정확한 거리와 속도로 가공장치를 제어할 수 있다.

즉, 본 발명의 상기 피딩롤 및 피딩축과 각각 네 모서리에서 제1플레이트(410)에 견고하게 부착되어 있어서, 상기 피딩 모듈 서보모터에서 발생한 동력이 상기 피딩롤(450) 및 피딩축(460)을 통해서 상기 제1플레이트(410)에 정확하게 전달이 됨으로써, 상기 제1플레이트의 정확한 이송량을 제어할 수 있게 된다.

그리고, 상기 피딩 모듈의 제1플레이트와 만드렐 모듈의 제2플레이트는 네 모서리의 타이로드에 의해 견고하게 부착되어 있기 때문에 상기 제1플레이트의 정확한 이송량 및 속도를 이용하여 만드렐 모듈의 이송량 및 속도의 정확한 제어가 가능한 것이다.

100: 메인롤 모듈 200 : 가이드롤 모듈
300 : 만드렐 모듈 400 : 피딩 모듈

Claims (7)

1. 링 형상의 소재의 외주면을 가공하는 메인롤(110)을 구비한 메인롤 모듈(100);과, 상기 소재의 외주면을 양측에서 지지하는 가이드롤(290)을 구비한 가이드롤 모듈(200);과, 상기 소재의 내주면을 가공하는 만드렐(350)을 구비한 만드렐 모듈(300);과, 상기 만드렐 모듈(300)을 메인롤 모듈(100) 쪽으로 이송시키는 피딩 모듈(400);을 포함하고,
   상기 가이드롤 모듈(200)은,
   일측에는 상기 가이드롤(290)이 구비되고 타측에는 회동가능하게 연결된 제2링크부재(220)를 구비한 제1링크부재(210); 및
   일측은 상기 제1링크부재에 연결되고 타측은 가이드 로드(240)를 따라 직선이동하는 이동부재(230)에 연결되는 제2링크부재(220);를 포함하고,
   상기 가이드롤 모듈(200)은 링 형상의 소재의 양측에 대칭되게 두 개가 배치되고,
   상기 두 개의 가이드롤 모듈 중 제1가이드롤은 토크제어 방식으로 제어되고,
   상기 가이드롤 모듈 중 제2가이드롤은 상기 제1가이드롤과 대칭되는 위치에 위치하도록 위치제어 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 링밀 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 피딩 모듈은, 피딩 모듈 서보모터에 의해 직선이동가능한 제1플레이트(410)를 구비하고,
   상기 만드렐 모듈은, 타이로드(420)에 의해 상기 제1플레이트에 고정결합되는 제2플레이트(310)를 구비하여,
   상기 피딩 모듈에 의해 상기 만드렐 모듈의 이송량이 제어되는 것을 특징으로 하는 링밀 장치.
   
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 이동부재(230)가 상기 가이드 로드(240)를 따라 이동하는 구동력을 제공하는 가이드롤 모듈 서보모터(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링밀 장치.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 만드렐 모듈(300)은,
   상기 제2플레이트(310)에 구비되고 피스톤(325)을 상하 이동시키는 실린더(320)를 포함하여, 상기 피스톤의 상하 이동에 의해 상기 만드렐이 상하 이동하는 것을 특징으로 하는 링밀 장치.
   
6. 제 2 항에 있어서, 상기 피딩 모듈(400)은,
   상기 제1플레이트(410)를 직선 이동시키는 동력을 제공하는 피딩 모듈 서보모터(430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 링밀 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 피딩 모듈은,
   상기 피딩 모듈 서보모터의 회전 구동력을 벨트(440)를 통하여 전달받는 피딩롤(450); 및
   상기 피딩롤(450)을 관통하여 구비되고, 일단은 상기 제1플레이트(410)에 부착된 상태로, 상기 피딩롤의 회전에 따라 직선운동 하는 피딩축(460);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링밀 장치.

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