KR101498634B1 - 자동 선반의 칩 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 선반의 가공부에서 발생하는 칩을 선반의 외부까지 이송하되, 칩에 포함된 절삭유를 칩으로부터 분리하여 별도로 배출함과 아울러 모든 성상의 칩을 이송할 수 있게 되는 자동 선반의 칩 이송장치에 관한 것이다. 본 발명은, 자동 선반의 직하부 측에서 자동 선반으로부터 낙하하는 칩을 받아 수평방향으로 이송하도록 회전 구동되는 스크루가 내장된 수평이송부와, 이 수평이송부의 말단부로부터 상향 경사지게 설치되어 수평이송부로부터 이송된 칩을 상향 경사지게 이송하여 외부로 배출하는 경사이송부와, 상기 스크루를 회전 구동시키는 구동축이 장착된 구동모터를 포함하여 이루어진 자동 선반의 칩 이송장치에 있어서, 상기 경사이송부는, 칩을 상향 경사지게 이송하기 위한 나선홈이 내주면에 형성됨과 아울러 이 나선홈으로부터 경사이송부의 길이방향을 따라 절삭유 배출홈이 형성된 구조를 가지며, 구동모터의 구동축과 맞물려 연동 회전하게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 선반의 칩 이송장치{Apparatus for transferring chips from automatic lathe}

본 발명은 자동 선반의 가공부에서 발생하는 칩을 선반의 외부까지 이송하는 칩 이송장치에 관한 것으로서, 특히 칩에 포함된 절삭유를 칩으로부터 분리하여 별도로 배출함과 아울러 모든 성상의 칩을 이송할 수 있게 되는 자동 선반의 칩 이송장치에 관한 것이다.

선반은 공작기계 중 역사가 가장 오래되었고 가장 많이 사용되는 대표적인 기계로서, 금속재료를 이용하여 각종 기계부품을 정밀하게 가공할 수 있는 장치이다. 그리고, 현재는 공작물을 자동적으로 공급하는 것은 물론 여러 개의 절삭공구가 자동적으로 움직여서 각종 작업을 단계적으로 수행함으로써 대량 생산에 적합하게 된 자동 선반이 널리 사용되고 있다.

이러한 자동 선반을 이용한 금속재료의 절삭 가공시에는 가공면에 절입한 바이트에 의하여 가공면이 압축되어 전단 슬립(剪斷 slip)을 일으키면서 다량의 칩(chip)이 발생하게 된다. 칩의 모양은 공작물의 재질 및 절삭조건에 따라 다양한 형태를 띠게 되며, 일반적으로 칩 이송장치(또는 배출장치)를 이용하여 선반으로부터 외부로 이송 및 배출하게 된다.

종래의 칩 이송장치는 체인 컨베이어 방식의 것이 대부분인데, 이것은 자동 선반의 가공부에서 발생하는 칩을 선반의 외부까지 약 1.5m 수평으로 이송한 뒤, 칩 배출통의 상단부 약 80cm 높이까지 45° 경사지게 이송하는 약 350∼400mm 폭의 체인이 컨베이어 방식으로 순환하는 구조로 이루어져 있다. 이러한 체인 컨베이어 방식의 칩 이송장치는 비교적 안정적인 장치이지만, 칩 이송시 칩에 포함된 절삭유가 칩과 함께 이송 및 배출이 이루어지며, 칩 배출통에 칩이 다량으로 적재된 경우라든가 칩이 칩 배출통으로 완전히 낙하하지 않고 컨베이어를 따라 반송되는 경우에는 고장을 자주 일으키는 문제가 있다. 또한, 고장시에는 고가의 수리 비용이 소요될 뿐만 아니라, 수리 시간도 오래 걸리는 문제가 있다.

한편, 하기 선행기술문헌의 특허문헌 1과 특허문헌 2에 공지된 칩 이송장치들은 공작기계의 하부로부터 외향으로 일정길이 연장되어, 낙하하는 칩을 일측의 유입구로 받아들임과 아울러 구동모터로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 스크루가 구비된 반송관로를 이용하여 일정 높이로 반송시켜 타측의 토출구로 배출하되, 반송관로는 수평반송부와 경사반송부의 2단계로 구성되는 특징을 갖고 있다. 이와 같은 특허문헌 1과 특허문헌 2의 칩 이송장치들은 수평반송부와 경사반송부의 관로 내에 구비되는 반송수단으로서 스크루를 각각 사용하고 있으며, 이 스크루들은 별도의 독립적인 구동모터와 연결이 됨으로써 개별적으로 회전 구동이 이루어진다. 그러나, 경사반송부에서도 스크루에 의해 칩의 이송이 이루어지기 때문에 미세한 크기의 칩이나 실처럼 가는 칩을 이송하는 것이 어렵고, 수평반송부와 경사반송부의 스크루들이 각각 독립적인 구동모터에 의해 회전 구동이 이루어지기 때문에 장치 구성 비용이 증가하게 된다.

[특허문헌 1] 대한민국 특허공개번호 제10-2012-0133806호(명칭 : 칩 수거를 위한 컨베이어, 출원인 : 강삼동, 김영화) [특허문헌 2] 대한민국 특허공개번호 제10-2012-0109971호((명칭 : 칩 수거를 위한 컨베이어, 출원인 : 강삼동, 김영화)

전술한 바와 같은 종래의 체인 컨베이어 방식의 칩 이송장치는 칩 이송시 칩에 포함된 절삭유가 칩과 함께 이송 및 배출이 이루어짐으로 인해 칩의 재활용이나 후처리에 불리하게 되고, 칩 배출통에 칩이 다량으로 적재된 경우라든가 칩이 칩 배출통으로 완전히 낙하하지 않고 컨베이어를 따라 반송되는 경우에는 잦은 고장이 발생할 뿐만 아니라, 고장 시에는 고가의 수리 비용과 장시간의 수리 시간이 소요되는 문제가 있다.

또한, 상기 특허문헌들에 기재된 스크루 컨베이어와 같은 칩 이송장치는 경사반송부에서도 스크루에 의해 칩의 이송이 이루어짐으로 인해 미세한 크기의 칩이나 실처럼 가는 칩을 이송하는 것이 어렵고, 수평반송부와 경사반송부의 스크루들이 각각 독립적인 구동모터에 의해 회전 구동이 이루어지기 때문에 장치 구성 비용이 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 그 목적은, 칩 이송시 칩에 포함된 절삭유를 칩으로부터 분리하여 배출함과 아울러 다양한 성상의 칩을 이송할 수 있을 뿐만 아니라, 교체나 수리가 용이하고 장치 비용이 저감되는 자동 선반의 칩 이송장치를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 선반의 칩 이송장치는, 자동 선반의 직하부 측에서 상기 자동 선반으로부터 낙하하는 칩을 받아 수평방향으로 이송하도록 회전 구동되는 스크루가 내장된 수평이송부와, 상기 수평이송부의 말단부로부터 상향 경사지게 설치되어 상기 수평이송부로부터 이송된 칩을 상향 경사지게 이송하여 외부로 배출하는 경사이송부와, 상기 스크루를 회전 구동시키는 구동축이 장착된 구동모터를 포함하여 이루어진 자동 선반의 칩 이송장치에 있어서, 상기 경사이송부는, 상기 칩을 상향 경사지게 이송하기 위한 나선홈이 내주면에 형성됨과 아울러 상기 나선홈으로부터 경사이송부의 길이방향을 따라 절삭유 배출홈이 형성된 구조를 가지며, 상기 구동모터의 구동축에 연동하여 회전하게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 경사이송부의 절삭유 배출홈에는 나선홈으로부터 절삭유 배출홈 측으로 칩의 누출을 방지하기 위한 망체가 부착될 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 구동모터의 구동축에는 원추형 기어가 장착되고, 경사이송부의 하단 외주면에 상기 원추형 기어와 맞물리는 기어홈이 형성되어, 수평이송부와 경사이송부가 구동모터의 회전 구동에 연동하여 함께 회전하게 된다.

위와 같이 구성된 본 발명의 칩 이송장치는, 경사이송부의 나선홈이 경사이송부의 하단부로부터 일정 높이 이상으로부터 형성이 되어 있으므로 수평이송부를 경유하여 경사이송부 측에 도달한 칩들은 수평이송부와 경사이송부 사이에서 일정 시간 동안 정체됨에 따라 칩에 포함되어 있던 절삭유가 1차적으로 스며나오게 되고, 나선홈에는 절삭유 배출홈이 형성되어 있어서 나선홈을 따라 경사 이송되는 칩으로부터 절삭유가 2차적으로 스며나와 배출되므로, 칩 이송시 칩에 포함된 절삭유를 분리 배출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 칩 이송장치는, 경사이송부의 내주면에 형성된 나선홈이 경사이송부와 일체로 형성되어 경사이송부와 함께 회전을 하므로, 미세한 크기의 칩이나 실처럼 가는 칩과 같은 다양한 성상의 칩을 이송할 수가 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 칩 이송장치는, 수평반송부의 스크루축과 경사이송부가 하나의 구동모터에 연결되어 연동 회전하기 때문에 종래에 비하여 장치 구성 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 칩 이송장치는, 교체 또는 수리하고자 할 경우 수평이송부의 스크루축의 해체가 간단함은 물론 경사이송부 역시 수평이송부 측으로부터 간단하게 분리할 수 있기 때문에 작업이 용이하게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 칩 이송장치에 대한 실시예를 나타낸 정면부 단면도이다.
도 2는 도 1의 실시예에서 경사이송부에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 구비되는 경사이송부에 대한 단면도이다.
도 4는 도 1의 실시예에서 구동모터의 구동축 연결부에 대한 확대도이다.
도 5는 본 발명에서 구동모터의 구동축 연결부에 대한 다른 실시예를 나타낸 확대도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 칩 이송장치에 대한 실시예를 나타낸 정면부 단면도이고, 도 2는 도 1의 실시예에 대한 우측면도이며, 도 3은 본 발명에 구비되는 경사이송부에 대한 단면도이고, 도 4는 도 1의 실시예에서 구동모터의 구동축 연결부에 대한 확대도이다. 또한, 도 5는 본 발명에서 구동모터의 구동축 연결부에 대한 다른 실시예를 나타낸 확대도이다.

참고로, 본 발명의 수평이송부(10) 하방에는 절삭 시 투입된 절삭유가 배출되는 것을 저장하여 회수할 수 있도록 절삭유저장통이 마련된다.

상기 도 1∼도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예로 예시된 자동 선반의 칩 이송장치는, 수평이송부(10)와 경사이송부(20) 및 구동모터(30)를 주요 구성부로 하고 있으며, 각 구성 요소별로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 수평이송부(10)는 자동 선반(도시되지 않음)의 직하부 측에 위치함으로써, 자동 선반에서 공작물을 가공함에 따라 발생하여 낙하하는 칩들을 받게 된다. 수평이송부(10)는 상기 칩들을 수용할 수 있도록 일정한 용적을 가지면서 자동 선반의 직하부 측에서 수평방향으로 길게 연장되어 있으며, 그 연장된 말단측에는 상기 경사이송부(20)가 연결되어 있다. 그리고, 수평이송부(10)의 내부에는 자동 선반에서 낙하한 칩들을 수평방향으로 이송할 수 있도록 회전 구동되는 스크루축(11)이 3개 정도의 볼트를 매개로 장착되어 있다. 스크루축(11)의 일단부는 수평이송부(10)의 내부에서 베어링수단과 같은 회전지지부재(12)에 의해 지지가 되어 있으며, 타단부는 구동모터(30)에 구비된 구동축(31)과 연결됨으로써, 구동모터(30)의 작동시 구동축(31)의 회전에 따라 회전이 이루어지게 된다. 또, 스크루축(11)의 날개는, 회전 구동시 자동 선반의 직하부 측으로부터 수평방향으로 길게 연장되어 경사이송부(20)가 연결된 부분까지 칩들을 이송할 수 있는 방향으로 형성되어 있다. 따라서, 자동 선반으로부터 수평이송부(10)로 낙하한 칩들은 수평이송부(10) 내에서 회전하는 스크루축(11)에 의해 자동 선반의 직하부 측에서 경사이송부(20) 측으로 이송이 된다.

다음으로, 경사이송부(20)는 수평이송부(10)의 말단부로부터 상향 경사지게(예를 들면, 45°각도) 형성된 원통형의 장치로서, 그 외주면은 외통(20a)에 의해 둘러싸여서 수평이송부(10)로부터 칩들이 연속적으로 경사이송부(20)로 이송될 수 있게 되며, 상단부에는 칩 회수통(40)이 연결되어 있다. 따랏, 경사이송부(20)는 수평이송부(10)로부터 이송된 칩들을 칩 회수통(40)까지 상향 경사지게 이송하여 배출하게 된다.

경사이송부(20)의 구체적인 구조는, 수평이송부(10)로부터 이송되어 온 칩들을 칩 회수통(40)까지 상향 경사지게 이송할 수 있도록 내주면에 나선홈(21)이 형성된 구조로 이루어져 있다. 즉, 수평이송부(10)에 내장된 스크루(11)축이 경사이송부(20)에도 적용되는 것과 달리, 스크루축(11)을 대신하는 나선홈(21)이 형성된 특징을 갖는 것이다. 이 나선홈(21)은 폭과 피치가 일정한 홈으로 형성이 되는데, 수평이송부(10)의 스크루축과는 폭과 피치 등의 크기를 달리하여 형성할 수도 있다.

본 실시예에서, 수평이송부(10)는 1.5m의 수평이송 길이를 갖고, 경사이송부(20)는 80cm의 경사이송 길이를 갖는 것으로 제작이 되는데, 이때 경사이송부(20)의 나선홈(21)은 수평이송부(10)의 수평 위치(즉, 경사이송부(20)의 하단부)에 대하여 10∼15cm 높은 위치로부터 형성되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 자동 선반에서 공작물의 가공시 원활한 절삭이 이루어질 수 있도록 절삭유가 공급됨으로 인해 절삭 과정에서 발생하는 칩에는 절삭유가 포함된 상태로 수평이송부(10)로 배출이 될 수밖에 없는데, 이렇게 절삭유가 포함된 칩을 그대로 회수하게 되면 칩의 재활용이나 후처리에 불리하게 된다. 따라서, 수평이송부(10)를 경유하여 경사이송부(20)로 이송되어 온 칩이 경사이송부(20)의 나선홈(21)에 의해 경사 이송되기 직전에, 칩에 포함되어 있던 절삭유가 1차적으로 자연스럽게 스며나올 수 있는 시간과 공간을 제공하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 경사이송부(20)의 나선홈(21)이 수평이송부(10)의 수평 위치에 대하여 10∼15cm 높은 위치로부터 형성되도록 하는 것이다. 한편, 수평이송부(10)와 경사이송부(20)의 사이에는 칩으로부터 스며나온 절삭유가 외부로 배출 및 회수될 수 있도록 하기 위한 배유구(排油口)가 형성될 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 경사이송부(20)의 나선홈(21)으로부터는 경사이송부(20)의 경사진 길이방향을 따라 절삭유 배출홈(22)이 형성되어 있다. 즉, 경사이송부(20)의 나선홈(21)에 의해 경사 이송되는 칩으로부터 절삭유가 2차적으로 스며나오는데, 이때의 절삭유는 나선홈(21)으로부터 분기되어 형성된 절삭유 배출홈(22)을 통해 경사이송부(20)의 하단부쪽으로 배출이 된다. 그리고, 절삭유 배출홈(22)에는 망체(23)가 부착됨으로써, 나선홈(21)으로부터 작은 크기의 칩들이 절삭유 배출홈(22)으로 누설되는 것을 방지할 수도 있다.

위와 같은 경사이송부(20)는 수평이송부(10)의 스크루축(11)을 회전 구동시키는 구동모터(30)에 의해 회전 구동이 이루어지는데, 이를 위해 본 발명에서는 두 가지 실시예가 예시된다.

첫째는, 도 4에 도시된 확대도와 같이, 구동모터(30)의 구동축(31)에 원추형 기어(32)가 장착되고, 경사이송부(20)의 하단부 측에는 회전축(24)이 마련됨과 아울러 이 회전축(24)에는 구동축(31)의 원추형 기어(32)와 맞물려 이 원추형 기어(32)와 함께 베벨기어쌍을 이루는 제2의 원추형 기어(25)가 장착이 됨으로써, 구동모터(30)의 구동축(31)이 회전함에 따라 상기 원추형 기어(32)에 맞물려있는 제2의 원추형 기어(25)가 회전함으로써 경사이송부(20)가 수평이송부(10)와 동시에 연동 회전하게 되는 구조이다.

둘째는, 도 5에 도시된 그림과 같이, 구동모터(30)의 구동축(31)에 원추형 기어(31)가 장착되고, 경사이송부(20)의 하단 외주면에는 구동축(31)의 원추형 기어(31)와 맞물리는 기어홈(26)이 형성됨으로써, 구동모터(30)의 구동축(31)이 회전함에 따라 원추형 기어(32)에 하단부가 기어홈(26)에 의해 맞물려있는 경사이송부(20)가 수평이송부(10)와 동시에 연동 회전하게 되는 구조이다.

위의 두 가지 예 모두에서, 경사이송부(20)의 회전 속도가 수평이송부(10)의 스크루축(11)의 회전 속도보다 빠르게 이루어지도록 하기 위해, 구동모터(30)의 구동축(31)에 장착된 원추형 기어(32)에 대하여 경사이송부(20) 측의 제2의 원추형 기어(25) 또는 기어홈(26)의 기어비를 달리 구성할 수도 있다.

한편, 경사이송부(20)의 최상단에는 칩 배출통(40)이 연결되어 있어서, 경사이송부(20)에 의해 경사 이송된 칩은 칩 배출통(40)에 적재되어 외부로 반송된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예로 예시된 자동 선반의 칩 이송장치에서의 칩 이송 과정은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 자동 선반에서의 공작물 가공에 따라 생성된 칩들이 자동 선반의 직하부 측에 위치한 수평이송부(10)로 낙하하게 된다.

수평이송부(10)에 장착된 스크루축(11)는 구동모터(30)의 구동축(31)에 연결되어 회전 구동이 되므로, 수평이송부(10)로 낙하한 칩들은 회전하는 스크루축(11)에 의해 경사이송부(20) 측을 향하여 수평방향으로 이송이 된다.

경사이송부(20)의 내주면에는 나선홈(21)이 형성되어 있지만, 이 나선홈(21)은 경사이송부(20)의 하단부로부터 일정 높이 이상(전술한 실시예에서는 10∼15cm 높은 위치)로부터 형성이 되어 있으므로, 수평이송부(10)를 경유하여 경사이송부(20) 측에 도달한 칩들은 경사이송부(20)의 나선홈(21)에 의해 즉시 경사 이송되는 것이 아니라, 수평이송부(10)와 경사이송부(20) 사이에서 일정 시간 동안 적치된 상태에서 정체됨으로써, 칩에 포함되어 있던 절삭유가 1차적으로 자연스럽게 스며나오게 된다. 그리고, 칩으로부터 스며나온 절삭유는 배유구 등을 통해 외부로 배출 및 회수된다.

이후에 일정 높이로 적치된 칩들이 경사이송부(20)의 나선홈(21)에 의해 경사 이송이 이루어지게 되는데, 이때 나선홈(21)으로부터는 경사이송부(20)의 경사진 길이방향을 따라 절삭유 배출홈(22)이 형성되어 있으므로, 칩으로부터 2차적으로 스며나오는 절삭유가 절삭유 배출홈(22)을 통해 경사이송부(20)의 하단부쪽으로 배출이 된다. 그리고, 절삭유 배출홈(22)에는 망체(23)가 부착되어 있으므로, 나선홈(21)으로부터 작은 크기의 칩들이 절삭유 배출홈(22)으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

경사이송부(20)를 통해 상향 경사 이송된 칩들은 최종적으로 경사이송부(20)의 상단부 측에 마련된 칩 배출통(40)에 쌓여서 외부로 반출된다.

위의 설명과 같이 본 발명의 칩 이송장치는 칩 이송시 칩에 포함된 절삭유를 칩으로부터 분리하여 배출하면서 칩을 이송할 수 있게 된다.

또, 경사이송부(20)의 내주면에 형성된 나선홈(21)은 스크루축과는 달리 경사이송부(20)와 일체로 형성되어 경사이송부(20)와 함께 회전을 하므로, 미세한 크기의 칩이나 실처럼 가는 칩과 같은 다양한 성상의 칩을 이송할 수가 있다.

또한, 수평반송부(10)의 스크루축(11)과 경사이송부(20)가 각각 독립적인 구동모터에 의해 회전 구동이 이루어지는 것이 아니라 하나의 구동모터(30)에 연결되어 연동 회전하기 때문에 종래에 비하여 장치 구성 비용이 크게 절감된다.

한편, 본 발명의 칩 이송장치를 교체 또는 수리하고자 할 경우, 수평이송부(10)의 스크루축(11)은 몇 개(예를 들면 3개)의 볼트를 풀기만 하면 간단하게 해체할 수가 있으며, 경사이송부(20)는 그 상단부를 들어올려서 외통(20a)으로부터 간단하게 분리할 수 있기 때문에, 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10 : 수평이송부 11 : 스크루축
12 : 회전지지부재 20 : 경사이송부
20a : 외통 21 : 나선홈
22 : 절삭유 배출홈 23 : 망체
24 : 회전축 25 : 제2의 원추형 기어
26 : 기어홈 30 : 구동모터
31 : 구동축 32 : 원추형 기어
40 : 칩 배출통

Claims (3)

1. 자동 선반의 직하부 측에서 상기 자동 선반으로부터 낙하하는 칩을 받아 수평방향으로 이송하도록 회전 구동되는 스크루가 내장된 수평이송부와, 상기 스크루를 회전 구동시키는 구동축이 장착된 구동모터와, 상기 수평이송부의 말단부로부터 상향 경사지게 설치되어 상기 구동모터의 구동축에 연동하여 회전하되 상기 수평이송부로부터 이송된 칩을 상향 경사지게 이송하여 외부로 배출하는 경사이송부를 포함하여 이루어진 자동 선반의 칩 이송장치에 있어서,
   상기 경사이송부는, 상기 칩을 상향 경사지게 이송하기 위한 나선홈이 내주면에 형성됨과 아울러 상기 나선홈으로부터 경사이송부의 길이방향을 따라 절삭유 배출홈이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자동 선반의 칩 이송장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 경사이송부의 절삭유 배출홈에는 상기 나선홈으로부터 절삭유 배출홈 측으로 칩의 누출을 방지하기 위한 망체가 부착된 것을 특징으로 하는 자동 선반의 칩 이송장치.
   
3. 삭제

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