KR101698982B1 - 엠씨티 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 작업 정지장치와 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엠씨티(MCT) 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 컨트롤러를 통해 작업 정지장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CNC머시닝센터와 범용 복합밀링에 장착하여 구멍을 성형하는 드릴이나 나사산을 성형하는 탭을 척킹하여 작업하는 과정에서 주축의 하측으로 탭 안전토크 척을 설치하여, 드릴이나 탭 가공 중 여러 요건으로 공구에 과부하로 인하여 절삭공구가 파손 되기전 주축으로부터 전달되는 동력이 드릴이나 탭에 전달되지 않고 안전토크 툴에서 작동하여 절삭공구는 멈추고 주축은 공회전 되도록 함으로써 드릴이나 탭이 부러지는 것을 사전에 방지하여 드릴이나 탭을 안전하게 보호할 수 있고 또한 가공품 불량을 방지 하는 탭 안전토크 툴의 메인 바디 상측 콜레트는 공구의 과부하 발생으로 안전토크 척이 작동으로 인하여 공구가 멈추고 스핀들 축이 프로그램 된 깊이 값 까지 수직으로 하강되면 공구와 스핀들을 보호하기위한 보정 상하 값이 콜레트에 내장되어 있어 스핀들이 보호되고, 작업중 공구에 과부하가 발생되면 파손직전에 구동주축과 공구축이 서로 분리되어 드릴이나 탭의 부러짐을 사전 방지할 수 있도록 하는 동시에 토크 발생시 안전토크 척에 내장된 유, 무선 컨트롤러를 통하여 제어하여 장비를 멈추게 하고 작업자가 모니터링을 할 수 있는 엠씨티 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 작업 정지장치와 그 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 장비의 스핀들과 연결되며 공구를 설치하는 콜레트가 하측에 위치하는 토크축이 결합하며 메인 바디와 결합하며 토크를 조절하는 토크조절 너트로 이루어지는 안전 토크 척으로 설정된 토크 값 이상이 발생하면 토크축이 정지되도록 하고, 상기 메인 바디 상측에서 토크작동으로 인하여 과부하가 발생하면 수직으로 슬라이드되어 구동주축과 메인 바디가 서로 분리되어 공구의 부러짐을 방지하는 작업 정지장치에 있어서,
상기 메인 바디는 숫나사가 형성되어 토크조절 너트와 결합하며 토크축이 연결되는 토크축 설치홈을 형성하고, 하측의 안전 강구를 지지하는 스프링이 설치되는 토크 안전홈과, 상측에서 외경에 내경안내 강구를 결합하는 내경 강구홈이 형성되며, 상측 중앙에 내경볼트가 고정되는 나사구멍이 형성하는 것을 포함하고;
토크축 설치홈에 안전 강구가 결합하는 오뚜기 구멍을 형성한 임팩트방지 플레이트를 토크축의 상측에 설치하는 것을 포함하며,
상기 메인 바디의 하측에 설치하는 PCB 무선회로기판에 설치되는 포토 센서가 토크축의 외경에 설치한 슬롯의 회전을 감지하여 토크발생 여부를 확인하고, 토크 발생시 포토센서가 감지하여 상측에 무선 송신기가 설치되고 하측으로 배터리를 스프링으로 지지하며 메인 바디의 하측에 설치한 덮개에 배터리 캡이 결합하는 PCB 무선회로 기판에 설치한 무선 송신기에서 RF 신호를 발생하면, MCT에 설치된 수신부에서 수신한 후 MCT 장비를 정지시키고 알람을 울리도록 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

엠씨티 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 작업 정지장치와 그 방법{MCT TAB Safe Torque Chuck embedded wireless transmission working for stop device and its methods}

본 발명은 엠씨티(MCT) 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 컨트롤러를 통해 작업 정지장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CNC머시닝센터와 범용 복합밀링에 장착하여 구멍을 성형하는 드릴이나 나사산을 성형하는 탭을 척킹하여 작업하는 과정에서 주축의 하측으로 탭 안전토크 척을 설치하여, 드릴이나 탭 가공 중 여러 요건으로 공구에 과부하로 인하여 절삭공구가 파손 되기전 주축으로부터 전달되는 동력이 드릴이나 탭에 전달되지 않고 안전토크 툴에서 작동하여 절삭공구는 멈추고 주축은 공회전 되도록 함으로써 드릴이나 탭이 부러지는 것을 사전에 방지하여 드릴이나 탭을 안전하게 보호할 수 있고 또한 가공품 불량을 방지 하는 탭 안전토크 툴의 메인 바디 상측 콜레트는 공구의 과부하 발생으로 안전토크 척이 작동으로 인하여 공구가 멈추고 스핀들 축이 프로그램 된 깊이 값 까지 수직으로 하강되면 공구와 스핀들을 보호하기위한 보정 상하 값이 콜레트에 내장되어 있어 스핀들이 보호되고, 작업중 공구에 과부하가 발생되면 파손직전에 구동주축과 공구축이 서로 분리되어 드릴이나 탭의 부러짐을 사전 방지할 수 있도록 하는 동시에 토크 발생시 안전토크 척에 내장된 유, 무선 컨트롤러를 통하여 제어하여 장비를 멈추게 하고 작업자가 모니터링을 할 수 있는 엠씨티 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 작업 정지장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 CNC머시닝세터와 법용 복합밀링은 작업대에 고정 설치된 공작물에 장착된 공구의 종류에 따라 드릴링(drilling), 태핑(tapping), 리밍(reaming), 보링(boring), 스폿 페이싱(spot-facing), 카운터 싱킹(counter sinking) 등의 작업을 행할 수 있는 장치로서, 작업 시 드릴이나 탭을 이용하여 작업을 수행하는 과정에서 공구에 토크가 크게 작용하는 경우 드릴이나 탭이 부러지게 되어 못쓰게 되거나 새로운 것으로 교환해 사용해야 하고 공작물을 못쓰게 되어 경제적인 손실이 매우 큰 결점이 발생하게 되며, 이 경우 드릴척의 회전이 즉시 중지되거나 드릴척의 회전이 드릴이나 탭에 전달되지 않도록 차단한다면 부러지는 것을 방지할 수 있었으나, 이러한 장치의 개발이 아직 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

종래 CNC머시닝센터와 범용복합밀링, 탁상드릴/탭핑머신의 경우 드릴척에 드릴이나 탭을 척킹 시킨 후 공작물에 드릴을 이용하여 관통홀 또는 구멍을 성형하게 되거나, 상기 관통홀이나 구멍에 탭을 성형하는 작업을 수행하게 된다.

그러나 구멍에 탭을 성형하는 경우 구멍의 깊이를 정확히 알 수 없어서 구멍의 깊이에 비하여 더 깊게 내려가도록 탭을 이동시키는 경우 구멍의 선단에서 충돌이 발생하게 되고, 이 충돌에 의해 회전력이 가해지면서 탭의 파손 토크를 넘어서게 되면서 탭의 한 부분에서 부러지는 현상이 발생하게 되거나, 탭과 드릴의 규격이 제대로 맞지 않을 때, 또는 탭이 마모되거나 공작물이 공구강과 같은 계열의 난삭재 재질이어서 절삭성이 좋지 못한 경우, 또는 탭핑유 미급유로 인하여 공구와 소재와의 마찰에 의한 탭의 부러짐 현상이 자주 발생하게 되므로 많은 경제적인 손실이 발생하게 된다.

그리고 드릴이나 탭의 작업시 토크로 인하여 부러지게 되는 경우, 고속으로 회전하면서 순간적으로 부러짐으로 인하여 회전력에 따라 외부로 튀어나가게 되면서 안전사고의 문제점이 발생하게 된다.

이러한 결점을 방지하기 위해 본 출원인이 선출원한 특허등록번호 제1549629호(2015. 08. 27. 등록)는 장비 스핀들 주축의 하측으로 공구가 장착되는 척이 공작물에 드릴링과 탭핑 중 어느 하나의 작업을 수행하는 탁상 드릴머시인 드릴/탭 안전토크 척에 있어서,

상기 스핀들 주축과 결합하는 연결축이 상측에 돌출되며 다수 개의 핀 관통구멍이 형성되고 외경나사를 외경에 형성하고 내경의 탄성공간 하측에 축 방향의 이동 안내홈을 형성한 주축 연결대와;

상기 핀 관통구멍에 결합하며 탄성조절 와셔를 눌러 탄성을 조절하는 탄성조절 핀과;

상기 탄성공간에 설치하며 외경에 탄성조절 와셔가 연결되는 상부축의 하측에 볼 정지홈이 형성된 날개의 하측으로 하측 베어링이 결합된 회전 안내부와 척 체결부가 돌출된 척 체결축과;

상기 연결축의 외경에 결합하며 외경나사와 결합하는 내경나사를 형성하고 내부에 탄성 조절핀의 위치를 제어하여 토크를 조절하는 탄성 조절구와;

상기 탄성조절 와셔의 하측에 위치하며 상부축에 끼워지고 외경에 이동 가이드볼이 결합하며 하측의 볼 안내홈에 회전 안내볼을 결합한 공회전 와셔와;

상기 탄성조절 와셔와 공회전 와셔의 사이 및 탄성공간에 위치하며 토크에 의한 공회전 와셔의 상승을 제어하는 스프링으로 이루어지는 것이 제안되었다.

그러나 이러한 탭 안전용 토크 툴은 CNC머시닝센터의 장비에서 사용시 프로그램에 따라 일예로, 10mm 깊이의 탭을 설치하고 5mm 정도 탭을 내면서 진행하다가 탭의 과부하가 작용하는 경우 탭 가공이 멈춰지면서 공구와 가공품의 불량을 사전에 방지되었으나, 프로그램에 의해서 탭은 멈춘 상태에서 Z축이 하강하면서 공구에 많은 부하로 밀고 내려오면 공구가 부러진다. 탭이 멈춘 후 스핀들의 Z축 하사점과 상사점이 보정되지 않아 수직으로 과부하가 발생하여 결국에는 부러지는 문제점이 발생하게 되었다.

이러한 문제점으로 인하여 부품 가공 중 탭 부러짐 방지는 했으나 Z축 보정장치가 없어 탭이 부러진다. 탭을 빼내는데 많은 시간이 소모되며, 부러진 탭을 빼내지 못하면 90퍼센트 이상 가공된 부품을 버리고 재가공 해야 하는 문제점이 발생하게 되고, 소 구경 탭 작업중에는 탭이 쉽게 부러지며 또한 제거하는 것 역시 어려워 가공품 불량의 원인이 되며, 막힌 홀 탭 작업중에는 순간 부주의로 부러짐이 자주 발생하여 시간적 손실이 크게 발생하는 것이었다.

상기와 같은 종래의 결점이 발생하는 것을 방지하기 위한 선행기술로는, 레이저빔을 이용해서 위치값 반사 여부로 공구가 작업 후 올라갈 때 부러짐 여부를 확인해서 다음 공정의 진행여부를 확인하게 된다.

그러나 레이저빔을 발사하는 것을 통하여 감지하게 되는 것이기 때문에, 공구의 파손 후 검지되는 것이므로 파손된 이후에 확인되어 공작물을 못쓰게 되어서 탭의 경우에는 공작물에 박힌 상태이므로 작업을 계속해서 진행하는 것을 방지할 수 있으나 100% 불량으로 공작물을 사용할 수 없는 단점이 발생하게 되었다.

또 다른 방식으로는 바가 설치되어 있어서 한 공정을 마친 후 바가 회전하면서 터치 타입으로 공구가 터치 되는가의 여부에 따라서 공구의 부러짐 여부를 확인하게 되므로 단지 다음 작업의 진행 여부를 알려주는 기능으로 이 역시 공작물에 탭이 박히게 되면 공작물이 불량이어서 더 이상 사용할 수 없는 결점이 발생하였다.

문헌 1. 문헌 1. 특허공개번호 제2007-0093515호(2007. 09. 19. 공개) 문헌 2. 특허공개번호 제2006-0011799호(2006. 02. 03. 공개) 문헌 3. 특허등록번호 제1549629호(2015. 08. 27. 등록) 문헌 4. 특허등록번호 제1585589호(2016. 01. 08. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 콜랫트의 하측으로 드릴이나 탭을 척킹 하도록 하는 안전토크 척을 설치하여 드릴이나 탭의 부러짐을 방지하는 안전토크 척의 상측에 탭의 작업시 토크작동으로 공구가 멈추고 스핀들이 하강으로 공구에 수직으로 부하를 주어도 Z축으로 슬라이드 되어 공구와 가공품 및 스핀들을 보호할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 안전토크 척 외부에 탭 규격 별 눈금을 설치하여 수평 눈금에 맞추면 규격별 탭 파손 값 100 퍼센트의 85 퍼센트 토크 값이 설정되어 있어 초보자도 쉽게 조절하여 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 탭핑 작업 중 토크작동으로 공구가 멈춘 상태에서 스핀들 축이 하강해도 공구와 가공물 및 장비의 Z축 오차를 보상하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 작업 중 토크 발생으로 공구축이 멈추고 구동스핀들이 공회전 하는 경우 토크척 내부에 설치되어 있는 회전 감지센서와 무선송신장치가 이를 감지하여 작업의 진행이 불가능한 것을 감지한 후 이를 RF 신호로 보내면 이를 수신부에서 받아 가공장비(MCT)와 수신장치의 인터페이스를 통해 가공장비를 비상 정지시키고, 알람과 작업자에게 모니터링 할 수 있도록 하여 공구파손방지와 가공품불량방지 스핀들 보호 및 무인가공작업을 실현 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 장비의 스핀들과 연결되며 공구를 설치하는 콜레트가 하측에 위치하는 토크축이 결합하며 메인 바디와 결합하며 토크를 조절하는 토크조절 너트로 이루어지는 안전 토크 척으로 설정된 토크 값 이상이 발생하면 토크축이 정지되도록 하고, 상기 메인 바디 상측에서 토크작동으로 인하여 과부하가 발생하면 수직으로 슬라이드되어 구동주축과 메인 바디가 서로 분리되어 공구의 부러짐을 방지하는 작업 정지장치에 있어서,
상기 메인 바디는 숫나사가 형성되어 토크조절 너트와 결합하며 토크축이 연결되는 토크축 설치홈을 형성하고, 하측의 안전 강구를 지지하는 스프링이 설치되는 토크 안전홈과, 상측에서 외경에 내경안내 강구를 결합하는 내경 강구홈이 형성되며, 상측 중앙에 내경볼트가 고정되는 나사구멍이 형성하는 것을 포함하고;
토크축 설치홈에 안전 강구가 결합하는 오뚜기 구멍을 형성한 임팩트방지 플레이트를 토크축의 상측에 설치하는 것을 포함하며,
상기 메인 바디의 하측에 설치하는 PCB 무선회로기판에 설치되는 포토 센서가 토크축의 외경에 설치한 슬롯의 회전을 감지하여 토크발생 여부를 확인하고, 토크 발생시 포토센서가 감지하여 상측에 무선 송신기가 설치되고 하측으로 배터리를 스프링으로 지지하며 메인 바디의 하측에 설치한 덮개에 배터리 캡이 결합하는 PCB 무선회로 기판에 설치한 무선 송신기에서 RF 신호를 발생하면, MCT에 설치된 수신부에서 수신한 후 MCT 장비를 정지시키고 알람을 울리도록 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

본 발명은 콜렛트의 하측으로 드릴이나 탭을 연결하도록 안전토크 척을 설치하여 드릴이나 탭의 부러짐을 사전에 방지하는 안전토크 척의 상측에 탭의 작업시 토크가 작동하여 공구가 멈춘 상태에서 남은 값 가공을 계속 진행되어 공구가 수직으로 부하가 걸리게 될 때 안전토크 척 콜레트에서 Z축으로 슬라이드 되어 공구와 가공품, 스핀들을 보호할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 CNC머시닝센터(MCT)와 NC선반 및 범용 복합밀링에서 소구경 탭 작업 중 탭의 파손을 방지하고 토크장치와 스핀들(Z축)을 보호함으로써 공구의 수명을 연장하고 탭의 규격별 파손직전의 일정 토크 값으로 작업할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 안전토크 척 외부에 탭 규격 파손직전의 토크 값을 설정하여 눈금을 설치하고 토크조절 너트의 회전으로 수평 눈금에 맞추어 탭의 안전한 작업을 위한 탭의 규격별 토크를 조절하여 쉽게 사용할 수 있도록 함으로써 탭의 부러짐을 방지하고 공구에 과부하가 걸리는 것을 방지함으로써 공구와 가공품을 보호하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 탭핑 작업 중 토크작동으로 공구가 멈춘 상태에서 스핀들 축이 하강해도 공구와 가공물 및 장비의 Z축 오차를 ±15mm 정도 보상하여 절삭공구와 가공물 및 장비를 보호할 수 있는 것이다.

본 발명은 작업 중 토크 발생시 스핀들이 공회전하는 것을 내부에 설치되어 있는 PCB 회로기판과 슬롯 및 포토센서로 토크축 회전을 감지 송신장치가 토크가 작동했는지를 감지한 후 이를 RF 신호로 장비(MCT)에 설치한 수신부에 송신하여 장비를 비상 정지시키고, 알람을 통해 작업자에게 통지함으로써 공구를 보호하고 공작물의 불량을 방지하며, 계속해서 작업이 진행되지 않도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명을 MCT에 적용한 설치상태 정면도
도 2 는 본 발명의 의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 정면도
도 3 은 본 발명의 메인 바디를 기준으로 안전토크 척 콜레트가 상승하여 오차 값을 보상한 상태를 나타낸 정면도
도 4 는 본 발명의 메인 바디를 기준으로 토크척 콜레트가 하강하여 오차 값을 보상한 상태를 나타낸 정면도
도 5 는 본 발명에 대한 설치상태를 나타낸 단면도
도 6 은 본 발명의 안전토크 척에 토크축 회전감지 송신장치를 설치한 상태를 나타낸 단면도
도 7 은 본 발명의 토크축 회전감지 송신장치의 슬롯과 포토센서에 대한 설치상태 평면도
도 8 은 본 발명의 토크축 회전감지 송신장치에 대한 주요 부분의 확대 단면도
도 9 는 본 발명의 토크척 콜레트에 대한 설치상태 단면도
도 10 은 본 발명의 메인 바디와 외경 안내축 평면 단면도
도 11 은 본 발명의 본체와 외경 안내축 평면 단면도
도 12 는 본 발명의 메인 바디에 대한 단면도
도 13 은 본 발명의 메인 바디에 대한 평면도
도 14 는 본 발명의 본체에 대한 단면도
도 15 는 본 발명의 본체에 대한 저면도
도 16 은 본 발명의 외경 안내축에 대한 단면도
도 17 은 본 발명의 외경 안내축에 대한 저면도
도 18 은 본 발명의 토크축과 위치제어 핀에 대한 정면도
도 19 는 본 발명의 토크 제어축에 대한 평면도
도 20 은 본 발명의 토크조절 너트에 대한 주요 부분의 저면도
도 21 은 본 발명의 함마방지 플레이트의 평면도
도 22 는 본 발명의 스프링 캡에 대한 평면도
도 23 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 MCT에 적용한 설치상태 정면도를 나타낸 것으로, MCT(600)의 어느 한 부분에는 RF 신호를 수신하는 수신부(61)와 램프(60)이 설치되어 있고, 토크척 콜레트(30)의 하측으로 안전토크 척(10)을 설치하며, 상기 안전토크 척(10)에 설치한 토크축 회전감지 송신장치(500)에는 무선 송신기(511)가 설치되어 작업 중 토크 발생시 이를 감지하여 RF 신호(AM, FM) 방식으로 무선 제어하도록 설치하는 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 정면도이고, 도 3은 본 발명의 메인 바디를 기준으로 안전토크 척 콜레트가 상승하여 오차 값을 보상한 상태를 나타낸 정면도, 도 4는 본 발명의 메인 바디를 기준으로 토크척 콜레트가 하강하여 오차 값을 보상한 상태를 나타낸 정면도, 도 5는 본 발명에 대한 설치상태를 나타낸 단면도에 관한 것이다.

MCT(CNC머시닝센터)와 NC선반, 범용 복합밀링의 스핀들에 연결하는 토크척 콜레트(30)의 하측으로 안전토크 척(10)을 설치하고, 상기 안전토크 척(10)의 하측으로 돌출된 토크축(21)의 콜랫 너트(22)에 드릴이나 탭(이하 "탭"이라 칭함)을 척킹하여 구멍을 뚫거나 탭을 성형하는 것이다.

상기 안전토크 척(10)은 콜랫 너트(22)에 연결한 탭에 설정된 토크 이상으로 과부하가 발생하면 파손 되기 전 토크작동으로 토크 축(21)이 정지하고 메인 바디(11)가 회전함으로써 부러짐을 사전에 방지해 주는 것이다.

상기 토크척 콜레트(30)는 안전토크 척(10)의 상측에 설치하여 탭 작업 중 토크 작동으로 토크 축(21)이 정지한 상태에서 부품가공 프로그램으로 인하여 스핀들 Z축이 멈추지 않고 가공 깊이까지 하강하여도 본체(31)와 외경 안내축(32) 및 메인 바디(11)의 결합으로 Z축의 슬라이드 이동을 제공하여 탭과 공작물의 파손을 방지하고 장비 및 메인 바디(11) 등을 보호해주는 것이다.

상기 Z축의 슬라이드 이동은 메인 바디(11)에 결합한 외경 안내축(32)이 본체(31)로부터 하측으로 15mm 정도 하강하는 것이며(도 3), 메인 바디(11)에 결합한 외경 안내축(32)이 상측으로 15mm 정도 상승하는 것으로(도 4), Z축의 슬라이드 방향이 ±15mm의 오차 값을 보상하도록 설치하는 것이다.

도 6 은 본 발명의 안전토크 척에 토크축 회전감지 송신장치를 설치한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 토크축 회전감지 송신장치의 슬롯과 포토센서에 대한 설치상태 평면도, 도 8은 본 발명의 토크축 회전감지 송신장치에 대한 주요 부분의 확대 단면도를 나타낸 것이다.

탭을 결합하는 콜랫 너트(22)가 토크축(21)의 하측 선단에 설치되어 있고, 상기 토크축(21)의 상측은 베어링의 상측에서 메인 바디(11)의 내경에 스넵링(20)으로 연결되어 있다.

상기 토크축(21)의 상측에는 토크 작동시 임팩트방지 플레이트(17)에서 안전 강구(16)가 결합되는 홈에 올라타도록 연결되어 있고, 상기 안전 강구(16)는 메인 바디(11)를 관통하는 스프링(14)의 하측에 설치되며, 상기 스프링(14)의 상측에는 위치제어 핀(14a)이 스프링 캡(13)을 관통하여 토크조절 너트(12)의 내부에 연결되어 있다.

상기 메인 바디(11)의 외경에는 숫나사(11a)가 형성되어 있고, 상측의 선단에는 내경볼트(41)가 연결되어 있으며, 상기 숫나사(11a)와 연결되는 암나사(12a)를 갖는 토크조절 너트(12)는 하측 내경에서 오링(23)으로 메인 바디(11)와 연결되어 있다.

상기 메인 바디(11)의 내경에는 토크축(21)과 니들 베어링(15)으로 연결되어 있으며, 외경의 하측에는 탭 규격이 눈금으로 형성되어 규격별 탭의 토크를 조절할 수 있도록 설치하고, 탭의 설정된 토크 값 이상이 되면 토크축(21)은 정지하고 메인 바디(11)는 공회전하여 토크가 전달되지 않아 탭의 부러짐을 사전 방지하도록 설치하는 것이다.

상기 메인 바디(11)의 하측에서 스넵링(20)의 하측에 토크축(21)의 구동 여부를 감지하는 토크축 회전감지 송신장치(500)를 설치하되;

상기 토크축 회전감지 송신장치(500)는 토크축(21)에 비하여 지름이 더 크게 설치되는 슬롯(520)에 일정한 간격으로 홈을 형성하고, 상기 슬롯(520)의 회전 여부를 감지하는 포토센서(530)를 양쪽에 설치하며, 상기 슬롯(520)의 상측으로 PCB 무선회로 기판(510)이 설치되어 있다.

상기 PCB 무선회로 기판(510)에는 무선 송신기(511)가 설치되어 토크에 따른 슬롯(520)의 회전을 감지해서 RF 신호(AM, FM) 방식으로 무선을 수신부(610)에 전달하여 MCT(600)를 정지시켜 공구와 장비를 보호하고 및 공작물의 불량을 방지하는 것이다.

상기 PCB 무선회로 기판(510)에는 하측으로 배터리(512)를 설치하여 스프링으로 탄성을 주어 지지하며 배터리 캡(513)으로 개폐되어 교환되도록 하고, 상기 메인 바디(11)의 하측 선단에서 덮개(540)로 덮버 보호하며, 상기 배터리 캡(513)은 덮개(540)에 설치되는 것이다.

도 9는 본 발명의 메인 바디와 외경 안내축 평면 단면도, 도 10은 본 발명의 본체와 외경 안내축 평면 단면도를 나타낸 것이다.

메인 바디(11)의 외경 한 부분에는 내경안내 강구(34)가 설치되어 있고, 상기 내경안내 강구(34)가 있는 위치에 Z축 방향으로 내경에 내경 슬라이드 안내홈(33)을 형성하는 외경 안내축(32)을 설치한다.

상기 외경 안내축(32)의 중앙 부분에서 외경으로 외경안내 강구(36)가 설치되고 상측에서 외경에 외경 스프링(38)이 끼워져서 본체(31)의 내경에서 상부 오일레스 부시(39)에 지지되도록 설치하는 것이다.

상기 외경안내 강구(36)가 위치하는 본체(31)의 내경에는 Z축 방향으로 외경 슬라이드 안내홈(37)을 형성하여 외경 안내축(32)이 Z축 방향으로 슬라이드 이동하도록 설치하는 것이다.

상기 외경 안내축(32)의 상측 내경에는 내경 스프링(40)의 탄성을 받는 내경볼트(41)가 메인 바디(11)의 상측에 연결되어 있다.

도 11은 본 발명의 메인 바디에 대한 단면도이고, 도 12는 본 발명의 메인 바디에 대한 평면도를 나타낸 것이다.

메인 바디(11)는 상측에 내경볼트(41)가 결합하는 나사구멍(110)이 형성되고, 외경에는 내경안내 강구(34)가 위치하는 내경 강구홈(111)이 형성되며, 하측의 외경으로 숫나사(11a)가 형성된 후 하측에서 내경에 토크축 설치홈(114)이 형성되고, 상기 토크축 설치홈(114)에서 상측으로 토크 안전홈(112)이 일정한 간격에 3∼5개 형성되어 스프링(14)이 삽입되는 것이다.

도 13은 본 발명의 본체에 대한 단면도이고, 도 14는 본 발명의 본체에 대한 저면도를 나타낸 것이다.

본체(31)는 상부부시 결합홈(31a)이 형성되어 상부 오일레스 부시(39)가 설치되며, 내경의 중앙 부분에 Z축 방향으로 외경 슬라이드 안내홈(33)이 형성되고, 내경 하측에는 하부 오일레스 부시(35)가 위치하는 하부부시 결합홈(31b)을 설치하는 것이다.

도 15는 본 발명의 외경 안내축에 대한 단면도이고, 도 16은 본 발명의 외경 안내축에 대한 저면도를 나타낸 것이다.

외경 안내축(32)은 상측에 내경으로 내경볼트(41)를 설치하는 토크홈(320)을 형성하고, 상기 토크홈(320)의 하측으로 내경볼트(41)가 관통하는 볼트 관통구멍(321)이 형성되며, 상기 볼트 관통구멍(321)의 하측으로 메인 바디(11)가 Z축으로 슬라이드 되는 내경 슬라이드 안내홈(33)을 형성한 후 중앙 외경에는 외경안내 강구(36)가 설치되는 외경 강구홈(322)을 형성하는 것이다.

도 17은 본 발명의 토크축과 위치제어 핀에 대한 정면도이고, 도 18은 본 발명의 토크 제어축에 대한 평면도를 나타낸 것이다.

위치제어 핀(14a)은 하측에 스프링(14)이 결합되어 있고, 상측에는 스프링 캡(13)을 관통하여 메인 바디(11)의 내경 하측에 위치하는 위치돌기(14b)가 라운드형으로 상측에 돌출되는 것이다.

상기 스프링(14)의 하측에 설치한 안전 강구(16)는 토크축(21)의 상측에 형성한 안전홈(21a)에 위치하는 것이다.

상기 위치제어 핀(14a)의 상측은 스프링 캡(13)의 핀 연결공(13a)을 관통하고, 강구(16)는 함마방지 플레이트(17)의 오뚜기 구멍(17a)에 위치하며 하측이 안전홈(21a)에 결합되는 것이다.

도 19는 본 발명의 토크조절 너트에 대한 주요 부분의 저면도에 관한 것으로, 토크조절 너트(12)의 내부에는 일정한 간격에 다수개의 회전방지홈(12b)이 형성되어 위치제어 핀(14a)의 상측 위치돌기(14b)가 위치하며 토크를 조절하는 위치를 제공하도록 설치하는 것이다.

도 20은 본 발명의 임팩트방지 플레이트의 평면도에 관한 것으로, 임팩트방지 플레이트(17)는 안전 강구(16)가 위치하도록 일정한 간격에 오뚜기 구멍(17a)을 오뚜기 형태로 형성하여 토크의 제공과 토크에 따른 안전 강구(16)의 위치 이동을 통한 복귀를 도모하도록 형성하는 것이다.

도 21은 본 발명의 스프링 캡에 대한 평면도에 관한 것으로, 스프링 캡(13)은 위치제어 핀(14a)이 각각 독립되게 설치되어 관통되도록 핀 연결공(13a)을 형성하고, 상기 핀 연결공(13a)을 통하여 위치제어 핀(14a)이 직립 위치를 제공하도록 설치하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 토크축(21)의 하측 선단에서 콜레트(22)로 탭을 설치하여 구멍을 성형하는 드릴 작업이나 성형한 구멍에 탭을 가공하는 작업을 수행하는 것이다.

MCT에서 공급되는 동력으로 토크척 콜레트(30)와 안전토크 척(10)이 회전하도록 하고, 테이블 상측에는 공작물을 고정하여 관통홀과 구멍 중 어느 하나를 성형하거나 상기 미 관통홀과 구멍 중 어느 하나에 탭팽 작업을 수행하는 것으로,

고속으로 회전하는 안전토크 척(10)이 하강 이동하면서 탭으로 공작물에 필요로 하는 작업을 수행하며, 탭이 고속으로 회전하면서 구멍 성형작업 또는 탭핑 작업을 수행하는 과정에서 프로그램에 따라 탭이 하강 이동할 때 회전력을 통한 토크가 발생하게 되고, 상기 회전력을 통한 토크로 작업을 수행하게 된다.

그러나 탭의 회전으로 인한 토크가 구멍 또는 탭핑 작업을 수행하면서 견딜 수 없는 상황이 발생하게 되면 탭이 부러지는 현상이 발생하지만, 상기 토크축(21)에 토크가 발생하여 탭이 부러지기 이전에 설정해둔 값에 도달하면 토크가 안전 강구(16)를 통하여 스프링(14)의 탄성력을 초과하게 되면 안전홈(21a)과 임팩트방지 플레이트(17)의 오뚜기 구멍(17a)의 큰 부분에서 작은 부분으로 이동하게 되므로 안전토크 척(10)은 동력전달로 계속해서 회전하게 되고, 토크축(21)은 그대로 정지하므로 탭의 회전을 방지하고 임팩트를 방지하여 탭 부러지는 것을 사전 방지할 수 있게 되는 것이다.

즉, 탭을 통하여 토크축(21)에 메인 바디(11)의 동력으로 회전하면서 탭을 이용한 작업을 수행하게 되고, 탭의 작업도중에 설정된 토크값 이상이 발생하게 되면 메인 바디(11)의 회전력을 안전강구(16)와 스프링(14)이 토크축(21)에 전달하지 않아 토크축(21)은 정지된 상태를 제공하여 탭의 부러짐을 방지하는 안전토크 작용을 수행하는 것이다.

상기 안전토크 작용은 수동으로 탭핑작업을 하는 과정에서 그대로 적용할 수 있으나 자동으로 탭핑작업을 수행하는 경우 설정된 탭핑 깊이에 도달하기 이전에 예측 못한 가공 요건으로 탭에 과부하가 발생하게 되면 Z축에서 계속해서 작업 방향으로 이동하게 되므로 탭이 부러지지 않도록 하기 위해서 Z축 방향으로 오차 값을 보상하도록 슬라이드 되는 것이다.

즉, 메인 바디(11)가 Z축 방향에서 하강 이동하며 탭핑 작업을 수행하게 되고 중간에 토크가 발생하여 탭이 부러지려 하는 경우 토크척 콜레트(30)의 본체(31) 외경 슬라이드 안내홈(37)에 결합한 외경 안내축(32)의 외경안내 강구(36)가 Z축 방향으로 하강 이동하며 Z축 오차 값을 보정하게 되고(도 3), 메인 바디(11)가 Z축 방향에서 탭핑 작업을 종료하고 상승 이동하고 중간에 토크가 발생하여 탭이 부러지려 하는 경우 토크척 콜레트(30)의 외경 안내축(32)의 하측 내경에 형성한 내경 슬라이드 안내홈(33)에 결합되어 있으며 메인 바디(11)에 고정되어 있는 내경안내 강구(34)가 Z축 방향으로 상승 이동하며 Z축 오차 값을 보정하게 되므로(도 4), 토크척 콜레트(30)는 탭핑 작업을 프로그램에 따라 상승 및 하강하면서 탭이 부러지려 하는 토크가 발생하더라도 Z축의 하강 오차 값과 상승 오차 값을 보정하는 안전쿠션장치를 제공하여 탭 파손을 방지하는 것이다.

상기 메인 바디(11)가 Z축 방향으로 하강하는 경우 외경 스프링(38)은 본체(31)의 내경에서 상부 오일레스 부시(39)와 외경 안내축(32)에서 탄성력을 제공하여 오차 값이 보상된 후 복귀하도록 하며, 메인 바디(11)가 Z축 방향으로 상승하는 경우 내경 스프링(40)이 내경볼트(41)를 통하여 탄성력을 제공하여 오차 값이 보상된 후 복귀하도록 하는 것이다.

따라서 안전토크 척(10)은 탭핑 작업시 탭에 가해지는 토크로 인하여 부러지려 하기 이전에 탭의 회전을 정지시켜 동력이 전달되는 것을 방지하여 탭과 가공품 및 공구를 보호하는 것이며, 토크척 콜레트(30)는 MCT와 NC선반, 범용 복합밀링에서 프로그램에 따는 작업 과정에서 스핀들이 Z축으로 구동하면서 탭핑 작업을 완료하기 이전에 토크가 발생하여 공구가 멈춘 경우 Z축의 상승 및 하강 오차 값을 ±15mm 정도 보상하여 탭이 멈춘 상태에서 추가로 이동하는 경우에도 부러짐과 가공품 및 공구를 보호할 수 있는 것이다.

상기 토크조절 너트(12)는 메인 바디(11)의 숫나사(11a)와 결합된 암나사(12a)를 통하여 공구의 규격별 토크값이 설정된 눈금에 조절하는 것으로,

토크조절 너트(12)를 회전시키면 토크조절 너트(12)가 회전하면서 하강하게 되며 위치제어 핀(14a)을 하강시켜 안전 강구(16)를 누르는 힘이 상승하게 되며, 토크조절 너트(12)를 회전시킬 때 위치제어 핀(14a)의 위치돌기(14b)가 토크조절 너트(12)의 내부에 형성한 회전방지홈(12b)과 만나게 되면서 조절하는 토크의 위치를 제공하게 되고, 위치제어 핀(14a)은 스프링 캡(13)의 핀 연결공(13a)을 관통한 상태로 세워져 있으면서 스프링(14)의 상측에서 안정된 정위치를 고수하도록 하며 토크조절이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

그리고 임팩트방지 플레이트(17)의 오뚜기 구멍(17a)은 안전 강구(16)가 큰 오뚜기 구멍(17a)에 위치하면서 토크를 제공하게 되고, 설정된 토크를 초과하게 되면 안전 강구(16)가 오뚜기 구멍(17a)의 작은 쪽으로 이동하게 되면서 메인 바디(11)가 토크축(21)과 함께 회전하면서 토크가 작용하지 않도록 하는 것이다.

상기 안전토크 척(10)에 토크가 발생하게 되는 경우 토크축(21)이 정상일 경우 구동축과 토크축은 회전하지 않고 토크축 회전감지 송신장치(500)의 슬롯(520)이 토크축(21)과 함께 정지하게 되면 슬롯(520)의 회전이 포토센서(530)를 통하여 회전 감지되므로 토크 발생에 의한 공구를 보호하도록 정지되는 상태를 감지하게 된다.

포토센서(530)를 통하여 슬롯(520)의 토크 발생에 의한 정지상태를 감지하게 되면 배터리(512)의 전원으로 PCB 무선회로 기판(510)에 설치한 무선 송신기(511)에서 RF 신호(AM, FM) 방식으로 신호를 송신하게 되고, 상기 신호를 MCT(600)장비에 부착해둔 수신부(610)가 수신하게 되면서 MCT(600)와 인터페이스 통해 구동을 강제로 비상 정지시키게 되며, 램프(620)를 구동시켜 알람을 울려 작업자에게 비상 상황을 통지하게 된다.

상기 MCT(600) 장비는 CNC를 사용하게 되어, 프로그램 PLC에서 정지시키는 경우에는 역회전 동력을 제공하여 공구를 공작물에서 분리하게 하고, 공구가 공작물에서 분리된 상태에서 정지하게 하는 것이다.

상기와 같이 MCT(600) 장비에 수신장치인 토크축 회전감지 송신장치(500)를 설치하여 토크축과 가공장비의 인터페이스를 통해 토크 발생에 의한 드릴이나 탭과 같은 다양한 공구의 부러짐을 방지할 수 있으며, 공구의 부러짐이 방지되어 공작물의 불량을 방지하고, 비상상황을 작업자에게 알려 곧바로 정상적인 작업으로 전환할 수 있도록 하는 동시에 여러 대의 장비에 연결되는 경우 하나의 모니터에서 관리할 수 있는 것을 포함하고, 공구의 토크 발생을 통하여 마모 정도에 따른 정확한 데이터(사용 값)를 관리하여 공구의 교체시기 등을 관리함으로써 가공작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.

이하에서 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면과 도 24의 블럭도를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

가. 토크축 회전 정지단계

콜랫 너트(22)에 드릴이나 탭과 같은 작업을 위한 공구를 설치하여 프로그램에 따른 작업을 수행하는 도중에 토크 발생시 안전토크 척(10)을 통하여 토크축(21)이 회전을 정지하여 공구를 보호하고 토크척 콜레트(30)는 스핀들축을 통하여 동력이 계속해서 전달되므로 회전하는 토크축 회전 정지단계(S10)를 수행하는 것이다.

나. 스핀들축 Z축 슬라이드단계

토크 발생으로 상기 토크축(21)이 회전을 정지하여 공구를 보호하고 스핀들축이 Z축 방향으로 슬라이딩 이동되어 MCT(600)의 축 오차를 보정하여 공구를 보호하는 스핀들축 Z축 슬라이드단계(S20)를 수행하는 것이다.

다. 토크 감지단계

안전토크 척(10)에 토크가 발생하여 토크축(21)이 정지하면 상기 토크축(21)에 설치한 슬롯(520)과 포토 센서(530)가 토크 회전을 감지하도록 하는 토크 감지단계(S30)를 수행하는 것이다.

라. 무선 송신 및 수신단계

상기 포토 센서(530)가 슬롯(520)을 통한 토크 발생을 감지하면 배터리(512)의 전원으로 무선 송신기(511)에서 RF 신호(AM, FM)를 무선으로 송신하고 MCT(600) 장비에 설치한 수신부(610)가 수신하는 무선 송신 및 수신단계(S40)를 수행하는 것이다.

마. 장비 비상정지 및 알람단계

상기 수신부(610)가 신호를 감지하면 인터페이스를 통해 MCT(600)를 비상 정지시키고 램프(620)를 통해 알람을 울려 작업자에게 통지하므로써 작업을 점검하고 새롭게 작업을 시작하도록 하는 장비 비상정지 및 알람단계(S50)를 수행하는 것이다.

바. 스핀들축 상승 멈춤단계

상기 MCT(600)를 비상 정지시키는 것으로 작업을 종료시킬 수 있지만, 비상정지시킨 후 스핀들 축을 역회전시켜 토크축(21)이 상승되어 공구가 공작물에서 분리된 후 정지되어 공작물의 불량을 방지하도록 하는 스핀들축 상승 멈춤단계(S60)를 수행하는 것이다.

본 발명은 탭 작업시 발생하는 회전력으로 토크가 발생하여 탭이 부러지기 이전에 동력을 차단하여 탭과 가공품 및 공구를 보호하고, 탭핑 작업의 설정 값을 상승 및 하강하는 과정에서 탭이 멈춘 상태에서 추가로 이동하는 경우에 Z축의 상승 및 하강 오차 값을 보상하여 탭의 부러짐과 가공품 및 공구를 보호하며 장비를 비상정지시키면서 작업자에게 알려 공작물의 불량을 방지하는 매우 유용한 발명으로 이루어지는 것이다.

10 : 안전토크 척 11 : 메인 바디
11a : 숫나사 12 : 토크조절 너트
12a : 암나사 12b : 회전방지홈
13 : 스프링 캡 13a : 핀 연결공
14 : 스프링 14a : 위치제어 핀
14b : 위치돌기 15 : 니들 베어링
16 : 안전 강구 17 : 임팩트방지 플레이트
17a : 오뚜기 구멍 18 : 베어링
20 : 스넵링 21 : 토크축
22 : 콜랫 너트 30 : 토크척 콜레트
31 : 본체 31a : 상부부시 결합
31b : 하부부시 결합홈 32 : 외경 안내축
33 : 내경 슬라이드 안내홈 34 : 내경안내 강구
35 : 하부 오일레스 부시 36 : 외경안내 강구
37 : 외경 슬라이드 안내홈 38 : 외경 스프링
39 : 상부 오일레스 부시 40 : 내경 스프링
41 : 내경볼트 110 : 나사구멍
111 : 내경 강구홈 112 : 토크 안전홈
114 : 토크축 설치홈 320 : 토크홈
321 : 볼트관통 구멍 322 : 외경 강구홈
500 : 토크 감지 송신장치 510 : PCB 무선회로 기판
511 : 무선 송신기 512 : 배터리
513 : 배터리 캡 520 : 슬롯
530 : 포토센서 540 : 덮개
600 : MCT 610 : 수신부
620 : 램프

Claims (7)

1. 장비의 스핀들과 연결되며 공구를 설치하는 콜레트(22)가 하측에 위치하는 토크축(21)이 결합하며 메인 바디(11)와 결합하며 토크를 조절하는 토크조절 너트(12)로 이루어지는 안전 토크 척(10)으로 설정된 토크 값 이상이 발생하면 토크축(21)이 정지되도록 하고, 상기 메인 바디(11) 상측에서 토크작동으로 인하여 과부하가 발생하면 수직으로 슬라이드되어 구동주축과 메인 바디(11)가 서로 분리되어 공구의 부러짐을 방지하는 작업 정지장치에 있어서,
   상기 메인 바디(11)는 숫나사(11a)가 형성되어 토크조절 너트(12)와 결합하며 토크축(21)이 연결되는 토크축 설치홈(114)을 형성하고, 하측의 안전 강구(16)를 지지하는 스프링(14)이 설치되는 토크 안전홈(112)과, 상측에서 외경에 내경안내 강구(34)를 결합하는 내경 강구홈(111)이 형성되며, 상측 중앙에 내경볼트(41)가 고정되는 나사구멍(110)이 형성하는 것을 포함하고;
   토크축 설치홈(114)에 안전 강구(16)가 결합하는 오뚜기 구멍(17a)을 형성한 임팩트방지 플레이트(17)를 토크축(21)의 상측에 설치하는 것을 포함하며,
   상기 메인 바디(11)의 하측에 설치하는 PCB 무선회로기판(510)에 설치되는 포토 센서(530)가 토크축(21)의 외경에 설치한 슬롯(520)의 회전을 감지하여 토크발생 여부를 확인하고, 토크 발생시 포토센서(530)가 감지하여 상측에 무선 송신기(511)가 설치되고 하측으로 배터리(512)를 스프링으로 지지하며 메인 바디(11)의 하측에 설치한 덮개(540)에 배터리 캡(513)이 결합하는 PCB 무선회로 기판(510)에 설치한 무선 송신기(511)에서 RF 신호를 발생하면, MCT(600)에 설치된 수신부(610)에서 수신한 후 MCT(600) 장비를 정지시키고 알람을 울리도록 설치하는 것을 특징으로 하는 엠씨티 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 작업 정지장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 메인 바디(11)는 스프링(14)의 상측에 위치제어 핀(14a)이 결합하고, 상기 위치제어 핀(14a)의 상측이 스프링 캡(13)의 핀 연결공(13a)을 관통하여 토크조절 너트(12)에 형성한 회전방지홈(12b)에 결합하는 위치돌기(14b)가 형성되며,
   상기 토크 축(21)은 외경에 형성한 슬롯(520)에 일정한 간격으로 홈이 형성되고, PCB 무선회로 기판(510)의 하측으로 양쪽에 포토 센서(530)를 설치하여 토크 발생에 따른 정지 여부를 확인하여 무선 송신기(511)가 AM과 FM 중 어느 하나의 RF 신호 방식으로 무선 제어하는 것을 포함하는 엠씨티 탭 안전토크 척 내장용 무선송신 작업 정지장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images