KR101655722B1 - Cnc 카운터 플로 전조기 - Google Patents

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KR101655722B1
KR101655722B1 KR1020160014055A KR20160014055A KR101655722B1 KR 101655722 B1 KR101655722 B1 KR 101655722B1 KR 1020160014055 A KR1020160014055 A KR 1020160014055A KR 20160014055 A KR20160014055 A KR 20160014055A KR 101655722 B1 KR101655722 B1 KR 101655722B1
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주식회사 휴텍엔지니어링
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Abstract

본 발명은 CNC 카운터 플로 전조기에 관한 것으로서, 포밍 가공대상의 워크(WORK)가 로딩 또는 언로딩되는 워크 서포터(WORK SUPPORTER); 상기 워크 서포터와 연결되며, 상기 워크를 전조 가공위치로 이동시키거나 상기 워크를 로딩 또는 언로딩위치로 이동시키는 워크 이동부; 상기 전조 가공위치에 이동 가능하게 배치되며, 상기 워크를 포밍 가공하는 다이스(DIES); 상기 다이스의 이동을 위한 동력을 제공하는 제1 서보모터; 및 기어 방식을 통해 상기 제1 서보모터의 회전동력을 상기 다이스의 운동으로 전환시키는 기어 방식 운동전환부를 포함한다.

Description

CNC 카운터 플로 전조기{CNC COUNTER FLOW ROLLING MACHINE}
본 발명은, CNC 카운터 플로 전조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다이스의 작동 메커니즘을 종전의 유압 실린더 방식에서 서보모터 및 기어 방식의 메커니즘으로 개선함으로써 사이클 타임(CYCLE TIME)의 단축으로 인한 전조 가공속도를 향상시킬 수 있음은 물론 종전보다 고품질의 제품을 생산해낼 수 있으며, 특히 유압시스템이 불필요하기 때문에 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치면적을 감소시킬 수 있는 CNC 카운터 플로 전조기에 관한 것이다.
전조(轉造) 가공은 예컨대, 긴 샤프트(SHAFT) 타입의 워크(WORK, 소재 또는 피가공물)를 이용해서 나사, 기어, 모터축 등을 성형하는 가공 방법 중의 하나이다.
이러한 전조 가공을 수행하는 전조기는 베드와, 베드 상에 설치되고 가공면을 구비하는 다수의 다이스를 포함할 수 있다. 이에, 다이스를 회전되는 워크의 표면에 소정의 압력을 가함으로써 예컨대, 모터축을 가공할 수 있다.
이처럼 다이스를 이용하여 워크의 표면에 압력을 가하면서 모터축을 형성하는 전조 가공방식은 공작기계를 이용하여 소재의 표면을 깎아 가공하는 절삭 가공방식과 비교하여 생산성과 정밀성을 확보할 수 있어서 최근 선호되는 추세이다.
그러면 도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 전조기의 구조와 동작을 간략하게 살펴보도록 한다. 종래기술의 설명은 도 1 및 도 2에 도시된 일부의 참조부호만을 발췌해서 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 전조기는 전조 가공을 진행하는 다이스를 포함하는 좌우 슬라이더(9~11a, SLIDER)의 구동이 2개의 유압 실린더(7)에 의해 진행되는 방식을 갖는다.
즉 상호간 나란하게 배치되는 2개의 유압 실린더(7)가 교차되게 상하로 동작됨에 따라 좌우 슬라이더(9~11a)가 구동하게 되고, 이와 동시에 워크(12)가 회전됨으로써 워크(12)가 원하는 형상, 예컨대 모터축으로 가공될 수 있다.
즉 기계 전면부에서 V 블록(20, V-BLOCK)에 워크(12)를 로딩시킨 후, 가공할 위치까지 유압 실린더(7)를 이동시킨 다음에 유압 실린더(7)로 좌우 슬라이더(9~11a)를 전후진시킴으로써 필요한 형상을 완성할 수 있다.
이때, 유압 실린더(7)의 전진이 완료되면 워크(12)를 기계 전면부로 취출시키게 되며, 유압 실린더(7)가 원위치 복귀되면 한 사이클이 완료된다.
그런데, 이와 같이 유압 실린더(7)가 적용되는 종래기술의 경우, 아래와 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래의 전조기는 유압 실린더(7)의 구동 방식이기 때문에 유압 실린더(7)의 가공 및 복귀 속도가 유압 실린더(7) 1개의 속도에 국한될 수밖에 없다. 따라서 유압 실린더(7)가 롱 스트로크(LONG STROKE, 400~800mm)를 갖는 경우, 유압 실린더(7)가 복귀 완료할 때까지 대기시간이 길어져 사이클 타임(CYCLE TIME)의 단축이 어려운 문제점이 있다. 실제로, 작업을 진행해보면 최소 16초 이상의 사이클 타임(CYCLE TIME)이 걸리는 것으로 보고되고 있다.
둘째, 종래의 전조기는 전조(포밍) 속도가 고정이라서 가공시간을 감소시키기 어렵고, 또한 큰 모듈의 성형이 불가하기 때문에 기계 외형에 비해 작은 모듈(Stroke 600mm : Module 1.5 이하)을 가공할 수밖에 없는 문제점이 있다. 그렇다고 해서 전조 속도를 높이게 되면 품질 하락(3급 이하 품질) 현상이 되어 카운터 플로 전조기의 적용 목적에 의미가 없기 때문에 불가하다.
셋째, 종래의 전조기를 통한 전조 형상 및 범위는 다이스의 폭 이내에서만 가능하기 때문에 1개의 워크에 3개소 이상의 다단 전조가 필요할 경우, 고가의 전조기 2대를 설치해야 하는 등 경제적인 면에서 상당히 불리하며, 또한 구조적인 한계로 인해 리툴링(RETOOLING)이 어렵기 때문에 대량생산에 매우 유리한 공법임에도 불구하고 사용자들이 설비 투자를 기피하게 되는 문제점이 있다. 전술한 것처럼 리툴링이 어렵기 때문에 복합 다단 전조가 필요한 경우에는 2대를 설치하여 공정을 배분하는 경우가 대부분이다.
넷째, 종래의 전조기는 무엇보다도 유압 실린더(7)의 구동 방식이기 때문에 정기적으로 오일(oil)이 소모될 수밖에 없어 손실(loss)이 크며, 특히 전조기의 일측에 대형 유압탱크와 유압라인 등을 포함하는 유압시스템을 설치해야 해서 유압시스템이 차지하는 공간만큼 설치면적이 늘어나는 문제점이 있다.
대한민국특허청 출원번호 제20-2003-0001196호 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0113935호
본 발명의 목적은, 다이스의 작동 메커니즘을 종전의 유압 실린더 방식에서 서보모터 및 기어 방식의 메커니즘으로 개선함으로써 사이클 타임(CYCLE TIME)의 단축으로 인한 전조 가공속도를 향상시킬 수 있음은 물론 종전보다 고품질의 제품을 생산해낼 수 있으며, 특히 유압시스템이 불필요하기 때문에 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치면적을 감소시킬 수 있는 CNC 카운터 플로 전조기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 포밍 가공대상의 워크(WORK)가 로딩 또는 언로딩되는 워크 서포터(WORK SUPPORTER); 상기 워크 서포터와 연결되며, 상기 워크를 전조 가공위치로 이동시키거나 상기 워크를 로딩 또는 언로딩위치로 이동시키는 워크 이동부; 상기 전조 가공위치에 이동 가능하게 배치되며, 상기 워크를 포밍 가공하는 다이스(DIES); 상기 다이스의 이동을 위한 동력을 제공하는 제1 서보모터; 및 기어 방식을 통해 상기 제1 서보모터의 회전동력을 상기 다이스의 운동으로 전환시키는 기어 방식 운동전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 카운터 플로 전조기에 의해 달성된다.
상기 기어 방식 운동전환부는, 상기 제1 서보모터에 의해 회전 가능한 피니언 기어(PINION GEAR); 및 상기 피니언 기어와 기어 맞물림되고 상기 피니언 기어의 회전운동에 의해 직선운동되는 랙 기어(RACK GEAR)를 포함할 수 있다.
상기 제1 서보모터와 상기 피니언 기어 사이에는 상기 제1 서보모터의 회전동력을 감속시키는 감속기가 배치되며, 상기 감속기의 주변에는 상기 워크에 대한 이형 형상 다단 전조가 가능해지도록 조절하는 리어 센터 조절유닛이 마련될 수 있다.
상기 랙 기어에 연결되며, 상기 랙 기어와 함께 동작되는 슬라이더(SLIDER); 상기 슬라이더에 연결되며, 상기 다이스를 지지하는 다이스 홀더(DIES HOLDER); 및 상기 다이스의 이송 속도 및 전조 품질 향상을 위해 상기 슬라이더의 주변에 마련되는 롤러 가이드 레일 블록(ROLLER GUIDE RAIL& BLOCK)을 더 포함할 수 있다.
상기 워크 이동부는. 제2 서보모터; 상기 제2 서보모터에 연결되며, 상기 제2 서보모터에 의해 정역 방향으로 회전되는 볼 스크루(BALL SCREW); 및 일측은 상기 볼 스크루와 연결되고 타측은 상기 워크 서포터와 연결되며, 상기 볼 스크루의 회전 시 전진 또는 후진 동작되는 롤러 가이드(ROLLER GUIDE)를 포함할 수 있다.
상기 전조 가공위치의 일측에 고정되며, 상기 워크의 리어(REAR) 센터를 회전 가능하게 지지하는 리어 센터 회전지지부; 및 상기 롤러 가이드와 함께 동작되며, 상기 워크의 프론트(FRONT) 센터를 회전 가능하게 지지하는 프론트 센터 회전지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 롤러 가이드에 탑재되되 상기 프론트 센터 회전지지부가 결합되는 테일 스탁(TAIL STOCK); 및 상기 테일 스탁에 연결되며, 상기 테일 스탁을 독립적으로 전진 또는 후진 동작시키는 에어 실린더(AIR CYLINDER)를 더 포함할 수 있다.
상기 워크의 로딩 또는 언로딩 동작과 함께 포밍 전조가공이 유기적으로 진행될 수 있도록 상기 제1 서보모터, 상기 제2 서보모터 및 상기 에어 실린더의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다이스의 작동 메커니즘을 종전의 유압 실린더 방식에서 서보모터 및 기어 방식의 메커니즘으로 개선함으로써 사이클 타임(CYCLE TIME)의 단축으로 인한 전조 가공속도를 향상시킬 수 있음은 물론 종전보다 고품질의 제품을 생산해낼 수 있으며, 특히 유압시스템이 불필요하기 때문에 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치면적을 감소시킬 수 있는 CNC 카운터 플로 전조기가 제공된다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 전조기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기에 적용되는 워크의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기의 평면도이다.
도 5는 도 3의 정면도이다.
도 6은 도 4의 측면도이다.
도 7은 도 6의 요부 확대도이다.
도 8은 도 4의 A-A선에 따른 단면 구조도이다.
도 9는 도 5의 B 방향에서 본 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기의 제어블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
한편, 하기 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하다. 따라서 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기에 적용되는 워크의 구조도이다.
도 3은 긴 샤프트(SHAFT) 타입의 워크(WORK, 101)를 이용해서 모터축을 가공한 상태를 도시하고 있다. 이러한 작업은 아래에서 설명될 CNC 카운터 플로 전조기를 사용할 수 있다.
물론, 본 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기는 모터축 외에도 나사, 기어 등의 제품을 가공할 수 있다.
도 3과 같은 형태의 워크(101)의 가공을 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기가 제안된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기의 평면도, 도 5는 도 3의 정면도, 도 6은 도 4의 측면도, 도 7은 도 6의 요부 확대도, 도 8은 도 4의 A-A선에 따른 단면 구조도, 도 9는 도 5의 B 방향에서 본 도면, 그리고 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기의 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기는 다이스(140a~140c)의 작동 메커니즘을 종전의 유압 실린더 방식에서 제1 서보모터(150) 및 기어 방식의 메커니즘으로 개선함으로써 사이클 타임(CYCLE TIME)의 단축으로 인한 전조 가공속도를 향상시킬 수 있음은 물론 종전보다 고품질의 제품을 생산해낼 수 있으며, 특히 유압시스템이 불필요하기 때문에 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치면적을 감소시킬 수 있도록 한 것으로서, 워크 서포터(WORK SUPPORTER, 120), 워크 이동부(130), 다이스(DIES, 140a~140c), 제1 서보모터(150), 기어 방식 운동전환부(160), 그리고 컨트롤러(180)를 포함할 수 있다.
워크 서포터(WORK SUPPORTER, 120)는 포밍 가공대상의 워크(WORK, 101)가 로딩 또는 언로딩되는 장소를 이룬다.
주로 도 7을 참조하면, 워크 서포터(120)는 워크(101)가 전조 가공되는 전조 가공위치(P1)와, 워크(101)를 로딩 또는 언로딩시키는 로딩 또는 언로딩위치(P2)로 이동된다. 이의 동작은 워크 이동부(130)가 담당한다.
이처럼 워크 이동부(130)는 워크 서포터(120)와 연결되며, 워크(101)를 전조 가공위치(P1)로 이동시키거나 워크(101)를 로딩 또는 언로딩위치(P2)로 이동시키는 역할을 한다.
이러한 워크 이동부(130)는 제2 서보모터(131)와, 제2 서보모터(131)에 연결되며, 제2 서보모터(131)에 의해 정역 방향으로 회전되는 볼 스크루(BALL SCREW, 162)와, 일측은 볼 스크루(132)와 연결되고 타측은 워크 서포터(120)와 연결되며, 볼 스크루(132)의 회전 시 전진 또는 후진 동작되는 롤러 가이드(ROLLER GUIDE, 133)를 포함할 수 있다.
이에, 컨트롤러(180)의 동작에 의해 제2 서보모터(131)가 구동되어 볼 스크루(132)가 회전되면 이에 연동되어 롤러 가이드(133)가 동작됨으로써, 워크(101)는 전조 가공위치(P1)로 이동되거나 로딩 또는 언로딩위치(P2)로 이동될 수 있다.
다이스(DIES, 140a~140c)는 전조 가공위치(P1)에 이동 가능하게 배치되며, 워크(101)를 포밍 가공하는 역할을 한다.
본 실시예의 경우, 다이스 홀더(142)의 서로 다른 위치에 3개의 다이스(140a~140c)가 적용되기 때문에 1개의 워크(101)에 3개소의 이형 형상 다단 전조가 가능하다.
이러한 다이스(140a~140c)는 다이스 홀더(DIES HOLDER, 142)에 지지되며, 다이스 홀더(142)는 슬라이더(SLIDER, 144)와 연결된다. 그리고 슬라이더(144)는 랙 기어(RACK GEAR, 163)와 연결되기 때문에 랙 기어(163)의 동작 시 슬라이더(144), 다이스 홀더(142) 및 다이스(140a~140c)가 함께 구동될 수 있다.
다이스(140a~140c)의 이송 속도 및 전조 품질 향상을 위해 슬라이더(144)의 주변에는 롤러 가이드 레일 블록(146, ROLLER GUIDE RAIL& BLOCK)이 마련될 수 있다.
한편, 제1 서보모터(150)는 다이스(140a~140c)의 이동을 위한 동력을 제공한다. 이렇듯 본 실시예는 종전의 유압 실린더(7, 도 1 참조) 대신에 제1 서보모터(150)를 적용함으로써 많은 이점을 제공될 수 있도록 한다.
제1 서보모터(150)에는 감속기(152)가 연결된다. 따라서 제1 서보모터(150)의 회전동력은 감속기(152)에 의해 감속된 후, 기어 방식 운동전환부(160)로 전달될 수 있다. 이와 같은 구조에서 제1 서보모터(150)와 감속기(152)는 후술할 피니언 기어(161, PINION GEAR) 후방에 배치된다.
기어 방식 운동전환부(160)는 종전과 다른 기어 방식을 통해 제1 서보모터(150)로부터 감속기(152)로 전해지는 회전동력을 다이스(140a~140c)의 운동으로 전환시키는 역할을 한다.
본 실시예에서 기어 방식 운동전환부(160)는 제1 서보모터(150)에 의해 회전 가능한 피니언 기어(PINION GEAR, 161)와, 피니언 기어(161)와 기어 맞물림되고 피니언 기어(161)의 회전운동에 의해 직선운동되는 랙 기어(RACK GEAR, 163)를 포함할 수 있다. 랙 기어(163)의 주변에는 랙 기어(163)의 동작은 허용하는 한편 주변 구조물들을 보호하는 벨로우즈(168)가 마련된다.
앞서 기술한 것처럼 랙 기어(163)에 슬라이더(144), 다이스 홀더(142) 및 다이스(140a~140c)가 연결되기 때문에 제1 서보모터(150)가 구동되면 결과적으로 다이스(140a~140c)가 동작되면서 회전되는 워크(101)를 가공할 수 있다.
이때, 워크(101)가 정위치에서 제대로 회전될 수 있도록 리어 센터 회전지지부(171)와, 프론트 센터 회전지지부(172)가 마련된다.
리어 센터 회전지지부(171)는 전조 가공위치(P1)의 일측에 고정되며, 워크(101)의 리어(REAR) 센터를 회전 가능하게 지지하는 역할을 하고, 프론트 센터 회전지지부(172)는 워크(101)의 프론트(FRONT) 센터를 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다. 이때, 프론트 센터 회전지지부(172)는 고정형의 리어 센터 회전지지부(171)와 달리 이동형으로서 롤러 가이드(133)와 함께 동작될 수 있다.
프론트 센터 회전지지부(172)의 전체적인 이동은 워크 이동부(130)가 담당하지만 미세한 이동을 위해 테일 스탁(TAIL STOCK, 135)과, 에어 실린더(AIR CYLINDER, 136)가 마련된다.
테일 스탁(135)은 롤러 가이드(133)에 탑재되되 프론트 센터 회전지지부(172)가 결합되는 장소를 이룬다.
그리고 에어 실린더(136)는 테일 스탁(135)에 연결되며, 테일 스탁(135)을 독립적으로 전진 또는 후진 동작시키는 역할을 한다. 에어 실린더(136)는 기존에 사용되던 유압시스템을 완전히 제거하는 대신에 워크(101)의 센터 지지를 위한 동력을 제공한다.
한편, 감속기(152)의 주변에는 워크(101)에 대한 이형 형상 다단 전조가 가능해지도록 조절하는 리어 센터 조절유닛(154)이 마련된다. 예컨대, 앞서도 기술한 것처럼 1개의 워크(101)에 다단 형상이 있는 경우, 다이스 홀더(142)에 여러 형상의 가공을 위한 다이스(140a~140c)를 배치하고, 리어 센터 조절유닛(154)에 다단 실린더(미도시)를 부착한 후, 제1 서보모터(150) 및 가공 프로그램을 활용하여 3개 내지 5개 상당의 다단 복합 형상을 가공할 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기 1대에서 완성 가공 가능하도록 할 수 있다.
마지막으로, 컨트롤러(180)는 워크(101)의 로딩 또는 언로딩 동작과 함께 포밍 전조가공이 유기적으로 진행될 수 있도록 제1 서보모터(150), 제2 서보모터(131) 및 에어 실린더(136)의 동작을 컨트롤하는 역할을 한다.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(180)는 중앙처리장치(181, CPU), 메모리(182, MEMORY), 그리고 서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(181)는 본 실시예에서 워크(101)의 로딩 또는 언로딩 동작과 함께 포밍 전조가공이 유기적으로 진행될 수 있도록 제1 서보모터(150), 제2 서보모터(131) 및 에어 실린더(136)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(182, MEMORY)는 중앙처리장치(181)과 연결된다. 메모리(182)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(181)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(183)은 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(180)는 워크(101)의 로딩 또는 언로딩 동작과 함께 포밍 전조가공이 유기적으로 진행될 수 있도록 제1 서보모터(150), 제2 서보모터(131) 및 에어 실린더(136)의 동작을 컨트롤한다. 이때, 컨트롤러(180)가 워크(101)의 로딩 또는 언로딩 동작과 함께 포밍 전조가공이 유기적으로 진행될 수 있도록 제1 서보모터(150), 제2 서보모터(131) 및 에어 실린더(136)의 동작을 컨트롤하는 일련의 프로세스 등은 메모리(182)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(182)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이하, 전조기의 작용을 살펴본다.
우선, 기계 전면부에서 워크 서포터(120)에 워크(101)를 로딩하고, 워크 이동부(130)를 작동시켜 워크(101)를 전조 가공위치(P1)까지 이동시킨다.
그리고는 리어 센터 회전지지부(171)와, 프론트 센터 회전지지부(172)를 이용해서 워크(101)의 양 센터를 회전 가능하게 지지한다.
다음, 제1 서보모터(150)에 의해 피니언 기어(161)가 회전되면, 이에 연동되어 랙 기어(163)가 이동하게 되고, 이의 작용을 통해 다이스(140a~140c)가 이동됨으로써 워크(101)가 회전운동되면서 원하는 형상으로 가공될 수 있다.
가공이 완료된 워크(101)는 기계 전면부의 로딩 또는 언로딩위치(P2)로 이동되어 취출되며, 슬라이더(142)와 다이스 홀더(142)가 원위치로 복귀되면서 한 사이클이 완료된다.
고속 가공을 원할 경우, 프로그램에 의해 초기/중기/최종사상 등의 속도를 조절하면 된다.
만약, 1개의 워크(101)에 다단 형상이 있는 경우, 다이스 홀더(142)에 여러 형상의 가공을 위한 다이스(140a~140c)를 배치하고, 리어 센터 조절유닛(154)에 다단 실린더(미도시)를 부착한 후, 제1 서보모터(150) 및 가공 프로그램을 활용하여 3개 내지 5개 상당의 다단 복합 형상을 가공할 수 있다.
이처럼 본 실시예의 경우, 특히, 제1 서보모터(150) 및 기어 방식의 메커니즘이 적용되기 때문에 종전의 유압 실린더 방식보다 사이클 타임을 대폭 단축시킬 수 있다. 실제, 작업을 진행해보면 모터축의 전조 가공에 따른 사이클 타임이 5~12초로 대폭 단축된 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 정밀한 형상 구현(1등급 가능)으로 품질향상이 가능해질 수 있다.
또한 도 1 도 2의 종래기술에서 적용되어 왔던 유압 실린더(7)가 적용되기 않기 때문에 유압시스템이 불필요하며, 이로 인해 원가 절감, 설치면적 및 높이의 최소화가 가능해질 수 있다.
그리고 워크 서포터(120)에 제2 서보모터(131)를 적용함으로써 빠른 로딩시간 및 포밍 위치 정밀제어가 가능해지며, 2개의 제1 및 제2 서보모터(150,131)를 활용한 프로그램 구현이 가능하여 복합 다단의 형상을 본 실시예에 따른 CNC 카운터 플로 전조기 1대에서도 완성 가공이 가능해질 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 다이스(140a~140c)의 작동 메커니즘을 종전의 유압 실린더 방식에서 제1 서보모터(150) 및 기어 방식의 메커니즘으로 개선함으로써 사이클 타임(CYCLE TIME)의 단축으로 인한 전조 가공속도를 향상시킬 수 있음은 물론 종전보다 고품질의 제품을 생산해낼 수 있으며, 특히 유압시스템이 불필요하기 때문에 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치면적을 감소시킬 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 효과를 좀 더 부연하면, 예컨대, 1개의 워크(101)에 3개소 내지 5개소의 이형 형상 다단 전조가 가능해질 수 있다. 본 실시예의 경우, 다이스 홀더(142)의 서로 다른 위치에 3개의 다이스(140a~140c)가 적용되기 때문에 1개의 워크(101)에 3개소의 이형 형상 다단 전조가 가능하다.
특히, 제1 서보모터(150)를 통해 다이스(140a~140c)의 전진 속도를 2~3 단계 조절 컨트롤이 가능하기 때문에 빠른 시간으로 가공이 가능하며, 최적의 스트로크(STROKE) 산출로 인해 다이스(140a~140c)의 길이를 종전대비 최고 2배까지 축소 가능하다. 따라서 전조 가공에 따른 사이클 타임이 5~12초로 대폭 단축될 수 있다.
그리고 가변 전조(포밍) 속도로 최적의 절입량을 산출하여 큰 모듈 형상 성형이 가능해진다.
또한 앞서 기술한 것처럼 본 실시예의 경우에는 종전에 사용되던 유압 탱크가 필요치 않아서 설치면적과 기계 높이를 감소시킬 수 있음은 물론 유압시스템을 사용하지 않아 코스트(COST)를 대폭 절감시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
101 : 워크 120 : 워크 서포터
130 : 워크 이동부 131 : 제2 서보모터
132 : 볼 스크루 133 : 롤러 가이드
135 : 테일 스탁 136 : 에어 실린더
140a~140c : 다이스 142 : 다이스 홀더
144 : 슬라이더 146 : 롤러 가이드 레일 블록
150 : 제1 서보모터 152 : 감속기
154 : 리어 센터 조절유닛 160 : 기어 방식 운동전환부
161 : 피니언 기어 163 : 랙 기어
171 : 리어 센터 회전지지부 172 : 프론트 센터 회전지지부
180 : 컨트롤러

Claims (8)

  1. 포밍 가공대상의 워크(WORK)가 로딩 또는 언로딩되는 워크 서포터(WORK SUPPORTER);
    상기 워크 서포터와 연결되며, 상기 워크를 전조 가공위치로 이동시키거나 상기 워크를 로딩 또는 언로딩위치로 이동시키는 워크 이동부;
    상기 전조 가공위치에 이동 가능하게 배치되며, 상기 워크를 포밍 가공하는 다이스(DIES);
    상기 다이스의 이동을 위한 동력을 제공하는 제1 서보모터; 및
    기어 방식을 통해 상기 제1 서보모터의 회전동력을 상기 다이스의 운동으로 전환시키는 기어 방식 운동전환부를 포함하되,
    상기 기어 방식 운동전환부는,
    상기 제1 서보모터에 의해 회전 가능한 피니언 기어(PINION GEAR); 및
    상기 피니언 기어와 기어 맞물림되고 상기 피니언 기어의 회전운동에 의해 직선운동되는 랙 기어(RACK GEAR)를 포함하고,
    상기 제1 서보모터와 상기 피니언 기어 사이에는 상기 제1 서보모터의 회전동력을 감속시키는 감속기가 배치되며,
    상기 감속기의 주변에는 상기 워크에 대한 이형 형상 다단 전조가 가능해지도록 조절하는 리어 센터 조절유닛이 마련되는 것을 특징으로 하는 CNC 카운터 플로 전조기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 랙 기어에 연결되며, 상기 랙 기어와 함께 동작되는 슬라이더(SLIDER);
    상기 슬라이더에 연결되며, 상기 다이스를 지지하는 다이스 홀더(DIES HOLDER); 및
    상기 다이스의 이송 속도 및 전조 품질 향상을 위해 상기 슬라이더의 주변에 마련되는 롤러 가이드 레일 블록(ROLLER GUIDE RAIL& BLOCK)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 카운터 플로 전조기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 워크 이동부는.
    제2 서보모터;
    상기 제2 서보모터에 연결되며, 상기 제2 서보모터에 의해 정역 방향으로 회전되는 볼 스크루(BALL SCREW); 및
    일측은 상기 볼 스크루와 연결되고 타측은 상기 워크 서포터와 연결되며, 상기 볼 스크루의 회전 시 전진 또는 후진 동작되는 롤러 가이드(ROLLER GUIDE)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 카운터 플로 전조기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전조 가공위치의 일측에 고정되며, 상기 워크의 리어(REAR) 센터를 회전 가능하게 지지하는 리어 센터 회전지지부; 및
    상기 롤러 가이드와 함께 동작되며, 상기 워크의 프론트(FRONT) 센터를 회전 가능하게 지지하는 프론트 센터 회전지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 카운터 플로 전조기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 롤러 가이드에 탑재되되 상기 프론트 센터 회전지지부가 결합되는 테일 스탁(TAIL STOCK); 및
    상기 테일 스탁에 연결되며, 상기 테일 스탁을 독립적으로 전진 또는 후진 동작시키는 에어 실린더(AIR CYLINDER)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 카운터 플로 전조기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 워크의 로딩 또는 언로딩 동작과 함께 포밍 전조가공이 유기적으로 진행될 수 있도록 상기 제1 서보모터, 상기 제2 서보모터 및 상기 에어 실린더의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 카운터 플로 전조기.
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