KR101760678B1 - 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 도어 등 제작된 부품들을 검사할 수 있는 자동차용 부품 검사구를 5축 씨엔씨를 이용하여 정밀하게 제작할 수 있는 제작방법에 관련되는 기술로서, 구체적으로는 검사하고자 하는 자동차용 부품의 데이타를 바탕으로 상기 부품과 동일한 외형의 베이스를 제작하도록 하는 베이스 제작단계; 테이블 위에 베이스를 고정시키기 위해 복수의 픽스쳐를 이용하여 결합되도록 하는 픽스쳐 연결단계; 더미(DMMY) 등의 측정도구 장착을 위해 상기 베이스 주위로 브라켓을 설치하도록 하는 브라켓 설치단계; 상기 브라켓에 가공 전인 측정도구소재를 고정 부착시키도록 하는 소재고정단계; 상기 측정도구소재를 5축 씨엔씨로 가공하는 5축 가공단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 함으로써 정밀한 검사구를 제작할 수 있는 기술이다.

Description

자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법{MANUFACTURING METHOD USING 5-AXIS MACHINEING OF AUTOMOBILE PART CHECKING DEVICES}

본 발명은 자동차의 도어 등 제작된 부품들을 검사할 수 있는 자동차용 부품 검사구를 5축 씨엔씨를 이용하여 정밀하게 제작할 수 있는 제작방법에 관련되는 기술이다.

제조업의 기반이라 할 수 있는 기계가공산업은 오랜 역사를 가지고 있으며, 가공의 정밀도 및 작업성을 높이기 위한 다양한 가공장비들이 개량 및 개발되고 있다.

대표적인 기계가공 장비로는 선반, 밀링, NC,CNC 등이 있고, 선반이나 밀링은 작업자의 직접적인 노동이 필요함에 비해, CNC의 경우 프로그램을 통해 컴퓨터 제어로 자동 가공이 수행될 수 있도록 한다.

자동차는 수많은 부품들의 결합으로 제작이 되며, 갈수록 부품들의 형상이 복잡해짐에 따라 가공의 어려움도 증가되고 있는 추세이다. 즉, 기존과 차별화되도록 곡면이 점차 많아지고 있고 독특한 디자인이 적용되고 있다.

자동차의 도어와 같은 부품들은 그 크기가 큰 편이며, 따라서 제조 과정상 뒤틀림이 생기거나 치수가 맞지 않는 부분이 발생될 개연성이 높다. 따라서 필수적으로 이러한 부품들은 생산 후 검사구를 이용하여 설계도대로 모든 요소들이 공차범위 내에 들어오도록 제작되었는지를 확인해야 한다.

설계 공차를 벗어나는 부품을 이용하여 자동차를 조립하게 되면 조립이 원활하게 되지 않을 뿐더러 틈이 생기거나 하여 제품불량으로 이어지기 때문에 정밀한 검사구를 이용하여 제작된 부품들을 체크해야 한다.

즉, 부품보다 부품을 검사하기 위한 검사구는 더욱 정밀하게 제작되어야 하는데, 자동차 부품들이 갈수록 그 형상이나 구조가 복잡해짐에 따라 기존의 3축 제어되는 CNC로 부품 검사구를 제작하는데 어려움이 많이 발생되고 있었다.

보다 복잡하고 정밀한 가공을 위해 5축 CNC 장비가 보급되고 있으며, 정밀도를 높이고, 원가절감, 납기 단축, 경쟁력 확보를 위해 이러한 5축 CNC 장비의 사용은 필수적이라 할 수 있을 것이다.

5 축 가공의 가장 큰 이점은 한번의 공작물 세팅으로 복잡한 형상을 가공하여 가공 시간을 단축하는 것이며, 짧은 공구를 사용 할수 있어서 가공의 정밀도를 향상 시킬 수 있는 것이다.

5 축 가공기에는 5 면 가공, 위치결정 5 축 가공 , 연속 동시 5 축 가공으로 나눌수 있다.

가공 비율을 보면 5 면 가공이 25% 이며, 위치 결정 5 축 가옹의 비율이 70% 에 이르고 동시 5 축 가공이 5% 미만이다. 따라서 모든 가공을 동시 5 축 가공으로 이루어지는 것이 아니며, 3 축 가공이나 위치 결정 5 축 가공에 의해 처리 될수없는 부분만을 동시 5 축 가공으로 가공하는 것이 효율적이다.

동시 5 축 가공은 사용자가 복잡한 형상의 면, 솔리드, 트라이앵글 모델에 연속적이고 동시 5 축 가공 경로를 생성할 수 있다. 이 가공 경로는 완전한 간섭체크가 되고 광범위한 가공형태와 모든 공구 종류를 지원한다.

이하 기존의 자동차 부품들 중 복잡한 형상으로 제작된 부품을 검사하기 위한 부품 검사구를 제작하는 방식에 대해 설명하도록 한다.

해당 부품과 일치하는 부품 검사구를 제작하기 위해서는, 도 1과 같이 부품 데이타를 기초로 부품과 동일한 외형을 이루어 부품을 올릴 수 있는 베이스(1)를 제작하도록 한다.

다음으로 도 2와 같이 베이스(1)를 고정하기 위한 픽스쳐(2)를 제작한 후, 도 3과 같이 홀(HOLE) 측정을 위한 핀/부쉬 설치를 위한 CNC 가공을 하게 된다.

다음으로 갭(GAP) 측정을 위해 도4와 같이 같이 더미와 같은 측정도구(3)를 설치하게 된다.

이때 도 5와 같이 더미(DUMMY)는 CNC 가공으로 개별적으로 별도 제작한 후 브라켓(B)을 이용하여 고정시키게 되는데, 각각의 더미(측정도구)(3)를 3축 혹은 5축 CNC를 이용하여 제작하더라도 제작상 가공오차가 발생되고, 브라켓(B)에 고정할 때에는 조립오차가 발생되므로 정밀도가 떨어지는 문제가 있었고, 이런 문제로 더미의 설치에 많은 시간과 노력이 요구되었다.

따라서 정밀도가 요구되는 자동차 부품 검사구의 제작시 보다 정밀한 제작방법이 필요하다.

대한민국 등록실용신안 제20-0143854호

이에 본 발명에서는 자동차용 부품의 제작 후 완성도를 검사하기 위한 검사구를 제공하되, 더미(DUMMY)나 게이지와 같은 측정구들이 보다 정확하게 가공될 수 있도록 하는 제작방법을 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법은, 검사하고자 하는 자동차용 부품의 데이타를 바탕으로 상기 부품과 동일한 외형의 베이스를 제작하도록 하는 베이스 제작단계; 테이블 위에 베이스를 고정시키기 위해 복수의 픽스쳐를 이용하여 결합되도록 하는 픽스쳐 연결단계; 더미(DUMMY) 등의 측정도구 장착을 위해 상기 베이스 주위로 브라켓을 설치하도록 하는 브라켓 설치단계; 상기 브라켓에 가공 전인 측정도구소재를 고정 부착시키도록 하는 소재고정단계; 상기 측정도구소재를 5축 씨엔씨로 가공하는 5축 가공단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 측정도구소재는, 상기 5축 가공단계에서의 가공량을 줄이기 위해 상기 브라켓에 고정시키기 전에 러프(ROUGH)하게 1차가공단계를 거치도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법은 완성된 자동차용 부품의 검사의 완벽을 기하기 위해 반드시 필요한 검사구를 고정밀도로 효율적으로 제작할 수 있음으로 고객 만족도를 높여줄 것이고, 제품의 경쟁력을 제고할 수 있다는 효과가 있다.

도 1 내지 도 5는 기존방식에 의한 자동차용 부품 검사구의 제작방법을 보여주는 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법의 공정도.
도 7은 본 발명의 제작방법에 따른 작업 예시도.
도 8은 측정도구소재를 브라켓에 장착해 두고 5축 가공을 하는 예시도.
도 9은 측정도구소재를 브라켓에 장착해두고 핀홀을 5축 가공하는 예시도.
도 10은 완성된 부품 검사구의 사시도.

이하 본 발명에 의한 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명에 따른 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법의 공정도이며, 도 7은 본 발명의 제작방법에 따른 작업 예시도이며, 도 8은 측정도구소재를 브라켓에 장착해 두고 5축 가공을 하는 예시도이며, 도 9은 측정도구소재를 브라켓에 장착해두고 핀홀을 5축 가공하는 예시도를 나타낸 것이고, 도 10은 완성된 부품 검사구의 사시도를 나타낸 것이다.

도시된 것처럼, 본 발명은 베이스 제작단계(S100), 픽스쳐 연결단계(S200), 브라켓 설치단계(S300), 소재고정단계(S400) 및 5축 가공단계(S500)를 포함하여 이루어진다.

이하 설명에서 제시되는 참고도면은 수많은 자동차 부품 중 어느 한 부분을 검사하기 위한 것이며, 부품에 따라 기본적인 베이스(1)는 달라질 수 있다.

베이스 제작단계(S100)에서는 도 1과 같이 검사하고자 하는 자동차용 부품의 데이타를 바탕으로 해서 해당 부품과 동일한 외형의 베이스(1)를 제작하게 된다. 여기서 베이스(1)라 함은 실제 자동차용 부품의 형상으로 제작되어 자동차용 부품을 위에 올려서 안착시킬 수 있는 것을 말한다.

베이스(1) 제작이 완료되면 픽스쳐 연결단계(S200)가 뒤따르며, 픽스쳐 연결단계(S200)란 편평한 테이블(T) 위에 제작된 베이스(1)를 적정 높이와 각도로 고정시키는 것으로 다수의 픽스쳐(2)를 이용하도록 한다.

픽스쳐(2)는 테이블(T) 상면에서부터 연결되어 상방으로 향하는 봉상부재와 같은 것으로 베이스(1)의 하면에 결합되도록 한다.

베이스(1)의 형상 및 작업의 편의성을 고려하여 픽스쳐(2)로 베이스(1)를 고정 연결시킨다.

다음으로 브라켓 설치단계(S300)가 이어지며, 베이스(1) 주위로 테이블(T) 상면에 다수의 브라켓(B)을 설치하게 된다. 브라켓(B)은 더미(dummy)나 홀 등의 측정을 위한 게이지와 같은 측정도구(3) 장착을 위해 설치된다.

더미(DUMMY)란 베이스 주위로 장착되어 실제 자동차용 부품을 베이스에 올렸을 때 간격(GAP)을 확인하기 위한 것이고, 게이지는 홀의 구경이나 각도 등을 측정하기 위한 것이다.

다음으로 소재고정단계(S400)가 이어지며, 더미와 같은 측정도구를 위한 가공 전 소재를 브라켓(B)에 고정 부착시키도록 한다. 예를 들어 사각블럭과 같은 것을 측정도구소재(4)로 브라켓(B)에 고정 연결시키도록 한다.

바람직하게 후술될 5축 가공단계(S500)에서의 가공량을 줄이기 위해 측정도구소재(4)를 미리 러프하게 1차가공할 수 있다. 즉, 1차가공단계를 통해 측정도구소재(4)의 일측 모서리를 제거시킬 수 있을 것이며, 이를 통해 5축 가공단계에서의 가공량을 줄일 수 있다.

브라켓(B)에 고정된 측정도구소재(4)를 최종의 측정도구의 형상으로 제작하기 위해 5축 가공단계(S500)가 뒤따른다.

5축 가공단계(S500)는 5축 씨엔씨 장비를 이용하여 복잡한 형상의 측정도구를 정밀하게 가공하게 된다. 특히 본 발명의 경우 더미(DUMMY)와 같은 측정도구(3)를 위한 측정도구소재(4)를 미리 브라켓(B)에 고정 연결시킨 후 5축 씨엔씨 가공을 실시하도록 함으로써 보다 정밀한 가공이 가능하도록 한다는 이점이 있다.

종래기술에서는 각각의 측정도구를 별도 제작 후 브라켓에 고정 연결시키도록 하였기 때문에 가공시의 가공오차 뿐 아니라 조립에 따른 조립오차가 있고, 또한 브라켓으로 인한 오차도 있으므로 누적오차가 많아져서 정밀도가 떨어질 수 밖에 없었다.

이에 비하면, 본 발명과 같은 방식의 제작방법에 의하면 가공될 측정도구소재를 미리 브라켓에 고정연결 시킨 후 5축 씨엔씨 가공을 진행함으로써 오차를 최소화시킴으로써 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 정밀도가 요구되는 자동차용 부품 검사를 위한 검사구의 정밀제작에 사용될 수 있다.

S100 : 베이스 제작단계
S200 : 픽스쳐 연결단계
S300 : 브라켓 설치단계
S400 : 소재고정단계
S500 : 5축 가공단계
1 : 베이스
2 : 픽스쳐
3 : 측정도구
4 : 측정도구소재
B : 브라켓
T : 테이블

Claims (2)

1. 검사하고자 하는 자동차용 부품의 데이타를 바탕으로 상기 부품과 동일한 외형의 베이스를 제작하도록 하는 베이스 제작단계;
   테이블 위에 베이스를 고정시키기 위해 복수의 픽스쳐를 이용하여 결합되도록 하는 픽스쳐 연결단계;
   더미(DUMMY) 등의 측정도구 장착을 위해 상기 베이스 주위로 상기 테이블 위에 브라켓을 설치하도록 하는 브라켓 설치단계;
   상기 브라켓에 가공 전인 측정도구소재를 고정 부착시키도록 하는 소재고정단계;
   상기 측정도구소재를 5축 씨엔씨로 가공하는 5축 가공단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 측정도구소재는, 상기 5축 가공단계에서의 가공량을 줄이기 위해 상기 브라켓에 고정시키기 전에 러프(ROUGH)하게 1차가공단계를 거치도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 부품 검사구의 5축 씨엔씨 가공을 통한 제작방법.
   
   

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