KR101753007B1

KR101753007B1 - 밀링 가공용 셋업 장치

Info

Publication number: KR101753007B1
Application number: KR1020160081681A
Authority: KR
Inventors: 지기헌
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2017-06-30

Abstract

본 발명은 밀링 가공용 셋업 장치에 관한 것으로, 설치면에 설치되는 메인 프레임과, 원통형의 가공 대상물을 지지해 가공 위치로 승강 및 회전시키는 복수의 드라이빙 롤러와, 상기 드라이빙 롤러를 회전 구동하는 롤러 구동부와, 상기 드라이빙 롤러를 승강시키는 드라이빙 유닛과, 상기 드라이빙 유닛을 제어하는 컨트롤 패널을 포함한다.
본 발명에 따르면, 롤 또는 샤프트를 가공 위치에 맞게 세팅하고, 미세 조정으로 정밀하게 회전시킬 수 있어 셋 업 작업의 효율성 및 작업자의 안전성이 향상되는 효과가 있다.

Description

밀링 가공용 셋업 장치{Set-up device for milling process}

본 발명은 밀링 가공용 셋업 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 키(key) 또는 워블러(wobbler) 밀링 정삭 시 롤 또는 샤프트를 가공 위치에서 회전시킬 수 있는 밀링 가공용 셋업 장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀링 머신은 밀링 커터를 회전시켜 상하, 좌우, 전후의 선형이송운동을 준 공작물을 절삭하는 공작 기계로, 프라이스반(盤)이라고도 한다. 밀링 머신은 적당한 밀링 커터를 사용함으로써 평면절삭, 홈절삭, 절단 등 복잡한 절삭이 가능하며, 용도가 넓다. 밀링 머신은 밀링 커터를 장치하여 회전운동을 하는 주축(主軸)과 가공물을 장치하여 이송하는 테이블이 있으며, 그 구조에 따라 니형(무릎형) 베드형으로 분류한다. 또, 주축이 수평인 것을 수평형, 세로로 된 것을 직립형이라고 한다.

가장 많이 사용되고 있는 것은 니형으로, 주축은 컬럼의 상부에 수평으로 조립되고, 테이블과 새들을 얹은 니(무릎)가 상하로 활동한다. 새들은 주축방향으로 움직이고, 새들 위의 테이블은 새들과 직각방향으로 움직이게 되어 있다. 구동용 전동기, 전동장치 등은 컬럼 안에 조립되어 있다. 니가 없고 테이블은 베드 위를 왕복하기만 하는 것이 베드형이며, 이 중에서 강력한 절삭을 할 수 있고, 테이블이 미리 정해진 일정한 사이클로 운동하는 같은 제품의 대량생산에 적합한 것을 생산 밀링 머신이라고 한다.

이러한 밀링 가공의 일 예로 한국특허등록 10-0203957호에 밀링 정삭 방법이 개시되어 있다.

그런데 발전기의 터빈 등에 사용되는 초대형 롤이나 샤프트의 키(key) 또는 워블러(wobbler) 밀링 정삭 시 롤 또는 샤프트를 정확한 가공 위치로 이동시켜 세팅하기 위해서는 크레인이 필요하다. 또한, 필요한 가공 부위를 세팅하기 위해 롤 또는 샤프트를 회전시켜야 하는 경우, 롤 또는 샤프트에 로프를 묶어 크레인으로 회전시켜야 하므로 미세 조정이 불가능한 문제가 있다. 게다가 롤 또는 샤프트의 회전 및 상하 높이 조정의 반복 작업으로 작업자의 피로도가 증가하고, 중량이 매우 큰 제품의 셋 업(set up)에 따른 안전 사고의 위험이 있다.

이러한 문제로 작업자의 제품 셋 업 시간이 증가하여 밀링 가공의 생선성이 저하되는 문제가 있다.

한국특허등록 10-0203957호 (등록일 1999.03.25)

본 발명의 목적은 키(key) 또는 워블러(wobbler) 밀링 정삭 시 롤 또는 샤프트를 가공 위치에서 정밀하게 회전시킬 수 있는 밀링 가공용 셋업 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 밀링 가공용 셋업 장치는, 설치면에 설치되는 메인 프레임과, 원통형의 가공 대상물을 지지해 가공 위치로 승강 및 회전시키는 복수의 드라이빙 롤러와, 상기 드라이빙 롤러를 회전 구동하는 롤러 구동부와, 상기 드라이빙 롤러를 승강시키는 드라이빙 유닛과, 상기 드라이빙 유닛을 제어하는 컨트롤 패널을 포함한다.

상기 메인 프레임은 상기 가공 대상물이 상기 가공 위치로 이동하기 전 상기 가공 대상물을 지지하는 거치대를 포함한다.

상기 거치대는 상면이 'V'자 형태로 요입 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 드라이빙 롤러를 회전 가능하게 지지하는 롤러 지지부를 더 포함하고,상기 롤러 구동부는 상기 드라이빙 롤러를 회전시키는 롤러 구동모터를 포함한다.

상기 드라이빙 유닛은 상기 메인 프레임의 일측에 설치되는 유압 모터와, 상기 유압 모터에 의해 작동되는 복수의 유압 실린더를 더 포함한다.

상기 유압 모터로 유압을 제공하는 유압 펌프 및 유압 탱크를 갖는 유압 장치를 더 포함한다.

상기 롤러 지지부는 상기 유압 실린더와 연결되고, 상기 유압 실린더의 승강 시 상기 롤러 지지부가 연동하여 승강함으로써 상기 드라이빙 롤러를 승강시키는 것을 특징으로 한다.

상기 드라이빙 롤러는 상기 거치대의 상면 높이 이상으로 상승할 때 상기 가공 대상물에 접촉해 상기 가공 대상물을 지지하는 것을 특징으로 한다.

상기 드라이빙 롤러는 상기 메인 프레임의 일측에 설치되고, 상기 드라이빙 롤러와 대향되는 상기 메인 프레임의 타측에는 상기 가공 대상물을 지지하는 복수의 아이들 롤러가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 아이들 롤러는 상기 가공 대상물의 회전에 의한 마찰력으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치는 롤 또는 샤프트를 가공 위치에 맞게 세팅하고, 미세 조정으로 정밀하게 회전시킬 수 있어 셋 업 작업의 효율성 및 작업자의 안전성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 길이 방향 측면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 별도 구성을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 폭 방향 측면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 평면도,
도 5는 도 1에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 주요 부위를 확대한 길이 방향 측면도,
도 6은 도 2에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 주요 부위를 확대한 폭 방향 측면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 길이 방향 측면도, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 별도 구성을 도시한 평면도, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 폭 방향 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 평면도, 도 5는 도 1에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 주요 부위를 확대한 길이 방향 측면도, 도 6은 도 2에 따른 밀링 가공용 셋업 장치의 주요 부위를 확대한 폭 방향 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 1실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치(10)는 설치면에 설치되는 메인 프레임(100)과, 롤 또는 샤프트(1)와 같은 원통형의 가공 대상물을 지지해 승강 및 회전 시키는 복수의 드라이빙 롤러(200)와, 롤 또는 샤프트(1)를 지지하는 복수의 아이들 롤러(300)와, 드라이빙 롤러(200)의 구동을 위한 드라이빙 유닛(400)을 포함하여 구성된다. 유압 발생을 위한 유압 펌프 및 유압 탱크로 구성된 유압 장치(500)와, 제어를 위한 컨트롤 패널(600)은 밀링 가공용 셋업 장치(10)의 외부에 별도로 구비되며, 컨트롤 패널(600)은 셋업 장치(10)에 무선으로 연결된다(본 실시 예는 유압을 이용하는 것을 예로 하여 설명하나, 수압이나 전기로 대체할 수도 있다).

메인 프레임(100)은 설치면에 설치되는 베이스 프레임(110)과, 각종 부속품들을 지지 및 고정하는 복수의 서브 프레임(미도시)와, 메인 프레임(100)의 길이 방향 양측 외부에 구비되어 롤 또는 샤프트(1)가 거치되는 거치대(130)를 포함한다. 서브 프레임은 지지 대상에 따라 그 형태나 개수가 달라지나, 본 발명의 주요 구성품은 아니므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

거치대(130)는 직경이 최소 1m 이상의 초대형 롤 또는 샤프트(1, 이하 편의상 샤프트만 기재하기로 함)를 지지하기 위한 것으로, 메인 프레임(100)의 외측에 길이 방향을 따라 한 쌍으로 설치된다. 거치대(130)는 샤프트(1)의 지지를 위해 소정의 폭을 갖는 블록 형태를 갖는다. 또한, 거치대(130)는 도 1을 기준으로 한 방향에서 보면 상면(132)이 중앙으로 갈수록 'V'자 형태로 요입 형성된다. 거치대(130)가 이러한 형태를 갖는 이유는 원통형의 샤프트(1)의 외주면을 안정적으로 지지하기 위함이다. 거치대(130)는 샤프트(1)가 가공을 위해 최초 세팅될 때 샤프트(1)를 지지하는 역할을 하며, 가공 완료 후 샤프트(1)가 가공 위치에서 복귀될 때 샤프트(1)를 지지하는 역할을 한다.

롤 또는 샤프트(1)를 지지해 승강시키거나 회전시키기 위한 구성품으로 전술한 바와 같이 복수의 드라이빙 롤러(200)와 아이들 롤러(300)가 구비된다. 드라이빙 롤러(200)는 메인 프레임(100)의 길이 방향 일측에 나란히 설치되며, 아이들 롤러(300)는 드라이빙 롤러(200)에 대향되는 메인 프레임(100)의 길이 방향 타측에 나란히 설치된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 드라이빙 롤러(200)는 메인 프레임(100)으로부터 상승 또는 하강하면서 샤프트(1)를 승강시키며, 샤프트(1)의 외주면에 접촉된 상태에서 회전함으로써 샤프트(1)를 회전시키는 역할을 한다. 드라이빙 롤러(200)의 외주면은 샤프트(1)의 외주면과 마찰력을 발생시켜 샤프트(1)가 미끄러지지 않도록 고무나 실리콘 등의 소재로 만들어진다. 드라이빙 롤러(200)는 초기 위치가 거치대(130)의 상면 높이 이하로 설정되며, 이때에는 샤프트(1)가 거치대(130)에 의해 지지된다. 드라이빙 롤러(200)가 구동하여 거치대(130)의 상면 높이 이상으로 상승하면 거치대(130)가 아닌 드라이빙 롤러(200)에 의해 샤프트(1)가 지지된다.

드라이빙 롤러(200)는 롤러 샤프트(202)를 중심으로 회전하며, 롤러 샤프트(1)의 양단은 롤러 지지부(250)에 의해 지지된다. 롤러 지지부(250)는 롤러 샤프트(202)를 지지하기 위한 수직 프레임(번호 미표기)과, 수직 프레임들을 연결하는 수평 프레임(번호 미표기)으로 구성된다. 드라이빙 롤러(200) 및 아이들 롤러(300)는 수직 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고, 수평 프레임에 의해 한 세트로 승강한다(이에 대해서는 후술하기로 함)

일측 롤러 지지부(250)와 아이들 롤러(300)의 사이에는 롤러 구동부(230)가 구비되며, 롤러 구동부(230)에는 롤러 구동모터(232)가 구비된다. 롤러 구동모터(232)는 유압 모터일 수도 있고, 전동 모터일 수도 있다(롤러 구동모터 이외 이를 지지하는 프레임 등의 구성은 도면에는 도시하였으나 본 발명의 요지가 아니므로 상세한 설명을 생략함). 드라이빙 롤러(200)는 롤러 구동모터(232)에 의해 회전하고, 롤러 지지부(250)는 후술할 유압 실린더(430)에 의해 승강함으로써 드라이빙 롤러(200) 및 아이들 롤러(300)를 승강시킨다. 드라이빙 롤러(200)는 롤러 지지부(250)의 상승에 의해 샤프트(1)를 들어 올릴 수 있고, 롤러 구동모터(232)에 의해 회전하므로 샤프트(1)를 회전시킬 수 있다. 드라이빙 롤러(200)가 샤프트(1)를 상승시켜 가공 위치에 세팅한 후 필요한 만큼 회전하여 샤프트(1)를 원하는 위치로 회전시킬 수도 있다.

아이들 롤러(300)는 롤러 지지부(250) 상에 회전 가능하게 결합된다. 아이들 롤러(300)는 샤프트(1)의 회전 시 샤프트(1)와의 마찰에 의해 회전하는 구조로, 별도의 구동력을 전달받지 않는다. 즉, 아이들 롤러(300)는 드라이빙 롤러(200)의 구동에 의해 샤프트(1)가 회전할 때 샤프트(1)의 외주면에 접촉된 상태에서 샤프트(1)에 의해 샤프트(1)의 반대 방향으로 회전하면서 샤프트(1)를 지지하는 역할을 한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 드라이빙 유닛(400)은 메인 프레임(100)의 일측에 설치되는 유압 모터(410)와, 유압 모터(410)에 의해 작동되는 유압 실린더(430)와, 유압 모터(410)의 구동력을 유압 실린더(430)로 전달하는 전달계통으로 구성된다(전달 계통은 모터의 회전력을 유압으로 전환해 실린더에 공급하는 것으로, 주지 관용의 기술이므로 상세한 설명을 생략하기로 함).

유압 모터(410)는 셋업 장치(1)의 외부에 별도로 구비된 유압 장치(500)로부터 작동유를 공급받아 구동되며, 유압을 회전력으로 변환시킨다. 유압 모터(410)의 회전력은 전달 계통에 의해 유압 실린더(430)로 전달되어 드라이빙 롤러(200)의 승강 방향에 따른 직선 운동으로 전환된다.

유압 실린더(430)는 메인 프레임(100)의 네 모서리에 각각 설치되며, 롤러 지지부(250)에 유압을 제공한다. 유압 실린더(430)는 롤러 지지부(250)와 연결되며, 유압 실린더(430)가 상승하면 롤러 지지부(250)가 유압 실린더(430)에 의해 상승한다. 반대로 유압 실린더(430)가 하강하면 롤러 지지부(250)가 유압 실린더(430)에 의해 하강한다. 롤러 지지부(250)가 상승하면서 드라이빙 롤러(200)가 샤프트(1)의 외주면에 접촉한 상태로 계속 상승하면 샤프트(1)를 들어 올리게 된다.

유압 실린더(430)는 4개소에 설치되므로, 각각 한 쌍의 유압 실린더(430)가 한 쌍의 롤러 지지부(250)를 승강시키는 역할을 할 수 있다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀링 가공용 셋업 장치에 있어서, 롤 또는 샤프트가 가공 위치로 상승 및 회전하는 과정을 간단하게 정리하면 다음과 같다.

먼저 작업자에 의해 컨트롤 패널(600)이 조작되면, 샤프트(1)의 가공 위치가 세팅되고, 그에 따른 유압의 세기, 드라이빙 롤러(200)의 상승 높이, 드라이빙 롤러(200)의 회전 정도가 세팅된다. 이러한 세팅은 컨트롤 패널(600)에 미리 저장된 정보에 따라 자동으로 설정될 수 있다.

작업자의 컨트롤 패널(600) 조작에 따른 제어 신호가 발생되면, 유압 장치(500)에서 설정된 유압을 유압 모터(410)로 보내 유압 모터(410)를 구동시킨다.

유압 모터(410)의 회전력은 4개의 유압 실린더(430)로 각각 보내지고, 유압 실린더(430)가 상승하면서 롤러 지지부(250)가 함께 상승하게 된다. 롤러 지지부(250)에는 드라이빙 롤러(200) 및 아이들 롤러(300)가 결합되어 있으므로 롤러 지지부(250)의 상승에 의해 드라이빙 롤러(200) 및 아이들 롤러(300) 역시 상승하게 된다.

드라이빙 롤러(200)가 상승하다가 샤프트(1)의 외주면과 접촉하게 되고, 드라이빙 롤러(200)가 샤프트(1)에 접촉한 상태에서 계속 유압이 가해지면 드라이빙 롤러(200)에 의해 샤프트(1)가 가공 높이까지 상승하게 된다.

그 후 상승이 멈추고 샤프트(1)를 가공하게 되며, 샤프트(1)를 회전시킬 필요가 있으면 드라이빙 롤러(200)가 미리 설정된 대로 회전하게 된다. 이때 아이들 롤러(300)는 샤프트(1)와의 마찰력에 의해 함께 회전하며 샤프트(1)를 지지한다. 드라이빙 롤러(200)와 샤프트(1)의 외주면과의 마찰에 의해 샤프트(1)가 함께 회전하여 필요한 위치까지 회전이 완료되면 드라이빙 롤러(200)의 회전을 정지시킨다.

샤프트(1)의 가공이 완료되면 반대의 순서로 드라이빙 롤러(200) 및 아이들 롤러(300)가 하강하면서 샤프트(1)가 하강하게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 롤 또는 샤프트를 가공 위치에 맞게 세팅하고, 미세 조정으로 정밀하게 회전시킬 수 있어 셋 업 작업의 효율성 및 작업자의 안전성이 향상되는 효과가 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.

10: 밀링 가공용 셋업 장치 100: 메인 프레임
130: 거치대 200: 드라이빙 롤러
230: 롤러 구동부 250: 롤러 지지부
300: 아이들 롤러 400: 드라이빙 유닛
410: 유압 모터 430: 유압 실린더
500: 유압 장치 600: 컨트롤 패널

Claims

설치면에 설치되는 메인 프레임과,
원통형의 가공 대상물을 지지해 가공 위치로 승강 및 회전시키는 복수의 드라이빙 롤러와,
상기 드라이빙 롤러를 회전 구동하는 롤러 구동부와,
상기 드라이빙 롤러를 승강시키는 드라이빙 유닛과,
상기 드라이빙 유닛을 제어하는 컨트롤 패널을 포함하고,
상기 메인 프레임은 상기 가공 대상물이 상기 가공 위치로 이동하기 전 상기 가공 대상물을 지지하는 거치대를 포함하며,
상기 드라이빙 롤러의 초기 위치가 상기 거치대의 상면 높이 이하로 설정되어 상기 가공 대상물이 상기 거치대에 의해 지지되고, 상기 드라이빙 롤러가 구동하여 상기 거치대의 상면 높이 이상으로 상승하면 상기 가공 대상물이 상기 드라이빙 롤러에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 밀링 가공용 셋업 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 거치대는 상면이 'V'자 형태로 요입 형성된 것을 특징으로 하는 밀링 가공용 셋업 장치.
제3항에 있어서,
상기 드라이빙 롤러를 회전 가능하게 지지하는 롤러 지지부를 더 포함하고,상기 롤러 구동부는 상기 드라이빙 롤러를 회전시키는 롤러 구동모터를 포함하는 밀링 가공용 셋업 장치.
제4항에 있어서,
상기 드라이빙 유닛은 상기 메인 프레임의 일측에 설치되는 유압 모터와, 상기 유압 모터에 의해 작동되는 복수의 유압 실린더를 더 포함하는 밀링 가공용 셋업 장치.
제5항에 있어서,
상기 유압 모터로 유압을 제공하는 유압 펌프 및 유압 탱크를 갖는 유압 장치를 더 포함하는 밀링 가공용 셋업 장치.
제6항에 있어서,
상기 롤러 지지부는 상기 유압 실린더와 연결되고, 상기 유압 실린더의 승강 시 상기 롤러 지지부가 연동하여 승강함으로써 상기 드라이빙 롤러를 승강시키는 것을 특징으로 하는 밀링 가공용 셋업 장치.
제7항에 있어서,
상기 드라이빙 롤러는 상기 거치대의 상면 높이 이상으로 상승할 때 상기 가공 대상물에 접촉해 상기 가공 대상물을 지지하는 것을 특징으로 하는 밀링 가공용 셋업 장치.
제8항에 있어서,
상기 드라이빙 롤러는 상기 메인 프레임의 일측에 설치되고, 상기 드라이빙 롤러와 대향되는 상기 메인 프레임의 타측에는 상기 가공 대상물을 지지하는 복수의 아이들 롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 밀링 가공용 셋업 장치.
제9항에 있어서,
상기 아이들 롤러는 상기 가공 대상물의 회전에 의한 마찰력으로 회전하는 것을 특징으로 하는 밀링 가공용 셋업 장치.