KR101830574B1 - 자동차부품용 드릴링 장치 - Google Patents

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KR101830574B1
KR101830574B1 KR1020170029303A KR20170029303A KR101830574B1 KR 101830574 B1 KR101830574 B1 KR 101830574B1 KR 1020170029303 A KR1020170029303 A KR 1020170029303A KR 20170029303 A KR20170029303 A KR 20170029303A KR 101830574 B1 KR101830574 B1 KR 101830574B1
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Abstract

본 발명은 자동차부품용 드릴링 장치에 관한 발명으로, 설비부(100)와 지그부(200)로 이루어지는 자동차부품용 드릴링 장치에 있어서, 설비부(100)에는 가이드축(120)의 상단에 고정하는 상부베이스(130)와, 구동축(140)을 구동하는 승강구동부(150)와, 구동축(140)과 결합하여 가이드축(120)을 따라 승강하는 승강베이스(160)와, 승강베이스(160)에 장착하는 복수의 드릴링모터(170)와, 하부베이스(180)를 전, 후진하는 지그센터링유닛(190)을 포함하고; 지그부(200)에는 하부베이스(180)의 상측에 장착하는 제3지그베이스(211)와, 제3지그베이스(211) 상에서 복수의 블록을 형성하는 안착블록(212)으로 이루어진 하부지그(210)와, 승강베이스(160)에 체결하여 승강하는 제1지그베이스(221)와, 제1지그베이스(221)의 하측에서 이격하여 일체로 형성하고 드릴링유닛(230)을 장착하는 제2지그베이스(222)와, 제1,2지그베이스(221,222)의 사이에서 드릴링모터(170)의 동력을 드릴링유닛(230)에 전달하는 드릴구동부(223)로 이루어진 상부지그(220)를 포함하여 구성함에 따라 홀가공 공정 효율을 향상하는 드릴링 장치를 제공하는 것이 특징이다.

Description

자동차부품용 드릴링 장치{DRILLING APPARATUS FOR AUTOMOTIVE PARTS}
본 발명은 자동차부품용 드릴링 장치에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 자동차부품에 각종 볼트공 등의 관통 홀을 형성하는 드릴링 장치를 설비부와 지그부로 구성하되, 부품에 따라서 지그부만을 간편하게 교체 후 위치 규제하여 설비부에 자동 체결 가능한 구성을 포함함으로써 홀가공 공정을 효율화하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 자동차는 프레임을 기본으로 루프, 도어, 후드, 그릴, 트렁크, 범퍼 등 각종 구조물(부품)들의 조립에 의해 차체를 형성한다.
상기와 같은 부품들은 금형이나 사출 등의 방식에 의해 특정 형상으로 성형하여 볼트 등의 고정수단에 의해 조립되며, 볼트공과 같은 홀의 형성을 위해서는 별도의 홀가공 공정을 거치게 된다.
홀가공 공정은 부품의 특정 위치에 홀을 형성하는 드릴링 장치에 의해 실시된다. 예컨대, 등록실용신안 제 20 - 0439334 호에 공지된 범퍼 천공장치의 경우 지지 테이블에 복수의 천공기를 임의의 간격으로 배열하여 고정하고, 천공 테이블에 복수의 범퍼 거치대와 보조 커터를 설치하며, 지지 테이블의 일측에 장비를 기동시키기 위한 조작 스위치를 구비하는 컨트롤 박스를 설치하여 범퍼 천공장치를 구성한다.
일반적으로 홀가공 대상이 되는 자동차부품의 설계, 종류에 따라서 홀이 배치되는 위치나 개수는 상이하므로 드릴링 장치는 이러한 홀을 효과적으로 가공하기 위해 하기와 같은 구성을 탑재한다.
우선, 드릴링 장치에는 자동차부품을 형상에 따라 안착하기 위하여 상기 등록실용신안의 지지 테이블과 같은 소정의 거치대와, 거치대에 안착된 부품에 수직 방향으로 홀을 형성하기 위한 천공기를 구비한다.
상기 천공기에는 홀을 천공하는 드릴을 모터에 의해 회전하는 스핀들에 장착하고 부품에 홀이 배치되는 위치에 상응하도록 복수를 구비하여 소정의 승강대에 수직으로 설치한다.
상기 스핀들이 설치되는 승강대는 일반적으로 유압 모터 및 펌프, 실린더로 이루어진 유압시스템을 이용해 승강하여 거치대에 안착된 부품을 향해 수직으로 승강한다.
따라서, 상기와 같은 드릴링 장치는 부품의 종류별로 거치대의 위치 및 천공기에 배치되는 스핀들의 위치를 변경하도록 구성하여 부품의 설계에 따른 홀의 개수 및 위치에 상응하여 홀가공 공정이 이루어지도록 한다.
또 다른 예로서 등록특허 제 10 - 1353675 호에 공지된 기술에서는 메인프레임 상부에 설치되며 일측의 유압발생장치로부터 유압을 공급받아 상기 메인프레임 상부 측에서 전·후진작동되는 전후작동플레이트와, 상기 전후작동플레이트의 상부에 고정·설치되는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트 상부 측에서 수직 방향으로 고정설치된 양측의 가이드를 따라 상부 측 상하작동실린더에 의해 승·하강작동 가능하게 설치되는 스핀들헤드와, 상기 스핀들헤드의 전방측 상·하부에서 소정간격 이격되어 고속회전 가능하게 장착되는 드릴과 리이머를 포함하고, 상기 메인프레임상에서 스핀들헤드의 전방측으로 소정간격 이격·설치되어 피가공물을 고정시키기 위한 클램프본체를 포함하는 자동화장치를 구성한다.
등록실용신안 제 20 - 0439334 호 (2008.04.04) 등록특허 제 10 - 0573407 호 (2006.04.26) 등록특허 제 10 - 1353675 호 (2014.01.21)
전술한 바와 같이 종래 기술이 적용되는 드릴링 장치는 부품을 안착하는 거치대와 거치대에 안착된 부품에 홀을 형성하는 천공기로 이루어지되, 상기 천공기에는 드릴이 장착된 스핀들을 설치하는 승강대를 유압시스템을 이용해 승강하는 형태로 구성한다.
상기와 같은 종래 기술의 드릴링 장치는 부품의 종류별로 구분되는 공정 단위별로 상이한 배치 및 개수로 홀을 가공하기 위하여 거치대의 위치 및 천공기의 승강대에 배치되는 스핀들의 위치를 변경하도록 구성하는바, 일반적으로 부품의 교체 시마다 승강대를 유압시스템과 분리하고 유니버셜조인트와 같은 연결수단을 이용해 스핀들을 승강대에서 분리 및 교체하여 배치를 변경한 후, 승강대를 재차 유압시스템과 연결하는 일련의 작업을 작업자가 일일이 수동으로 실시하는 형태로 이루어진다. 따라서, 수동 작업에 의한 작업피로도 증대 및 생산성 저하와 같은 문제점을 수반한다.
또한, 종래 기술에서는 승강대의 승강이 유압시스템에 의해 이루어지는바, 유압실린더의 경우 승강 작동 중에 일시 정지가 사실상 불가능한 등 홀가공 공정에서 승강 위치의 정밀한 제어에 어려움이 따르므로 그로 인해 공정의 지연, 작업효율의 저하와 같은 문제점이 발생한다.
아울러, 종래 기술의 드릴링 장치는 천공기에 유압시스템 및 실린더를 탑재하는 구성에 의한 장치규모의 증대, 및 유압모터 및 펌프에서 발생하는 소음으로 인한 작업환경의 악화를 초래하는 단점이 있다.
특히, 기존의 드릴링 장치에서는 홀가공 공정에서 홀의 형상에 따라 스핀들에 장착하는 드릴의 직경이 상이한 구성으로 이루어지나 종래 기술의 드릴링 장치와 같이 유니버셜조인트를 연결수단으로 사용할 경우 대직경의 드릴은 소직경의 드릴에 비해 상대적으로 저속에서 구동이 이루어지게 되므로 결국 가공된 홀의 저부에 버(Burr)의 발생을 가중하게 된다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
외부 프레임을 형성하고 일측에 조작반을 구비하는 설비부(100)와, 설비부(100)의 내부에서 자동차부품(P)을 안착하여 일정 배치에 따라 홀을 드릴링하는 지그부(200)로 이루어지는 자동차부품용 드릴링 장치에 있어서,
상기 설비부(100)에는,
하부프레임(110)의 4개소에 수직 설치하는 가이드축(120)의 상단에 고정하는 상부베이스(130)와, 상부베이스(130)의 중심을 관통하는 구동축(140)을 구동하는 승강구동부(150)와, 상부베이스(130)의 하측에서 구동축(140)과 결합하여 가이드축(120)을 따라 승강하는 승강베이스(160)와, 승강베이스(160)에 장착하는 복수의 드릴링모터(170)와, 하부프레임(110)에 장착하여 하부베이스(180)를 전, 후진하는 지그센터링유닛(190)을 포함하고;
상기 지그부(200)에는,
상기 하부베이스(180)의 상측에 장착하는 제3지그베이스(211)와, 제3지그베이스(211) 상에서 자동차부품(P)의 드릴링 위치에 상응하는 복수의 블록을 형성하는 안착블록(212)으로 이루어진 하부지그(210)와,
상기 승강베이스(160)에 체결하여 승강하는 제1지그베이스(221)와, 제1지그베이스(221)의 하측에서 이격하여 일체로 형성하고 드릴링유닛(230)을 장착하는 제2지그베이스(222)와, 상기 제1,2지그베이스(221,222)의 사이에서 드릴링모터(170)의 동력을 드릴링유닛(230)에 전달하는 드릴구동부(223)로 이루어진 상부지그(220)를 포함하여 구성한다.
따라서, 피가공 부품의 종류에 따라서 지그부만을 간편하게 교체 후 위치 규제하여 설비부에 자동 체결 가능한 구성을 포함함으로써 홀가공 공정을 효과적으로 진행할 수 있는 드릴링 장치를 제공할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 자동차부품의 홀가공 공정에 사용하는 드릴링 장치를 설비부와 지그부로 구성하되, 부품에 따라서 지그부만을 간편하게 교체 후 위치 규제하여 설비부에 자동 체결 가능한 구성으로 이루어지는 드릴링 장치를 제공하는 이점이 있다.
특히, 부품을 안착하는 지그부에서 드릴의 구동을 담당하는 드릴구동부를 상부지그에 일체로 구성함으로써 부품의 종류에 따라 배치 변경이 이루어져야 하는 드릴링유닛의 교체 작업시 간편하게 지그부를 교체하여 설비부에 장착할 수 있으므로 공정 효율화가 가능한 이점이 있다.
아울러, 본 발명은 스핀들의 회전속도를 상이하게 변속할 수 있도록 구성하여 대직경 및 소직경의 드릴을 병행 구동하더라도 최적의 회전속도를 구현하여 홀가공 품질을 향상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지그센터링유닛에 의한 지그부의 위치규제 및 자동체결유닛에 의한 지그부와 설비부의 체결과정을 자동으로 실시할 수 있으므로 작업성을 향상할 수 있는 이점이 있다.
또한, 종래 기술의 유압시스템과 차별하여 서보모터에 의한 승강구동부를 구성함으로써 장치의 간소화는 물론, 정밀한 자동 및 임의 위치 승강제어가 가능하고 저소음 장치를 구현할 수 있는 등의 다양한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 내부 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 내부 측면도.
도 3은 도 1의 A부 확대도.
도 4는 도 2의 B부 확대도.
도 5는 도 2의 C부 및 지그센터링유닛의 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 지그부 구성도.
도 7 내지 도 13은 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 작동 상태 예시도.
이하, 본 발명의 자동차부품용 드릴링 장치의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 내부 정면도, 도 2는 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 내부 측면도, 도 3은 도 1의 'A'부 확대도, 도 4는 도 2의 'B'부 확대도, 도 5는 도 2의 'C'부 및 지그센터링유닛의 확대도, 도 6은 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 지그부 구성도, 도 7 내지 도 13은 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치의 작동 상태 예시도로서 함께 설명한다.
본 발명의 기술이 적용되는 자동차부품용 드릴링 장치는 자동차부품(P)에 각종 볼트공 등의 관통 홀을 형성하는 홀가공 공정에 사용하는 드릴링 장치를 설비부(100) 및 설비부(100) 내에 장착하는 지그부(200)로 구성하되, 피가공 부품(P)의 종류에 따라서 지그부(200)만을 간편하게 교체 후 위치 규제하여 설비부(100)에 자동 체결 가능한 구성으로 이루어짐으로써 종래 기술에 비해 장치의 간소화, 홀가공 공정의 효율화를 도모할 수 있는 기술에 관한 것임을 주지한다.
이를 위한 본 발명의 자동차부품용 드릴링 장치는 외부 프레임을 형성하고 일측에 조작반을 구비하는 설비부(100)와, 자동차부품(P)의 종류별로 설비부(100) 내에 교체 가능하도록 장착하는 지그부(200)를 포함하는 자동차부품용 드릴링 장치를 구성하며, 구체적으로는 하기와 같다.
상기 설비부(100)는, 본 발명의 드릴링 장치에서 홀가공 공정에 필수적인 작동이라 할 수 있는 승강 작동 및 드릴 작동 중 승강 작동을 담당하는 것이 주요 기능이다.
상기 설비부(100)는 자동차부품(P)을 안착하는 지그부(200)의 수용이 가능한 규모로 형성하며 전방에는 소정의 개폐식 도어(미도시)를 구비할 수 있다. 설비부(100)의 일측에는 각종 컨트롤패널을 구비하는 조작반을 설치하여 작업자에 의한 조작이 이루어지도록 구성한다.
상기 설비부(100)의 내부에는, 크게 상부베이스(130)와, 승강구동부(150)와, 승강베이스(160)와, 지그센터링유닛(190)을 포함하여 구성한다.
상기 상부베이스(130)는 하부프레임(110)의 4개소에 수직 설치하는 가이드축(120)의 상단에 고정한다.
상기 상부베이스(130)는 수평 패널 형상으로 이루어지며 소정의 체결수단을 이용해 4측 모서리에 가이드축(120)의 상단을 고정한다. 중심에는 승강베이스(160)를 승강시키는 구동축(140)을 관통한다.
상기 승강구동부(150)는 상부베이스(130)의 중심을 관통하는 구동축(140)을 구동한다.
구체적으로, 상기 승강구동부(150)에는 상부베이스(130)의 일측에 장착하는 모터(151)에 결합하는 구동풀리(152)와, 상기 구동축(140)에 결합하는 종동풀리(153)를 벨트(154)로 연결한다.
상기 구동축(140)은 볼스크류로 이루어져 종동풀리(153)의 회전에 의해 구동축(140) 및 승강베이스(160)를 승강한다.
상기와 같은 볼스크류로 이루어진 구동축(140)은 종래 기술의 유압 실린더 방식에 비해 비교적 간소화된 구성으로 이루어지는 것에 비해 작동성이 우수하여 종동풀리(153)의 회전에 필요한 동력을 상대적으로 적게 소요하므로 구동축(140)의 승강 작동 역시 원활하게 구현할 수 있다.
아울러, 상기 모터(151)는 서보모터로 이루어져 승강베이스(160)의 위치의 임의 설정이 가능하도록 구성한다.
상기와 같은 서보모터로 이루어진 모터(151)는 종래 기술의 유압시스템에 비해 외형적으로 장비의 규모를 현저히 축소할 수 있어 드릴링 장치의 중량을 간소화할 수 있으므로 경제적이다.
특히, 서보모터는 기본적으로 전압 입력을 회전각으로 변환하는 기제로 이루어지므로 승강베이스(160)의 보다 정밀한 위치제어가 가능하다. 즉, 후술하게 될 센서유닛(161)에 의한 승강베이스(160)의 자동 위치 제어뿐만 아니라 서보모터에 의한 프로그램상 수치를 임의로 지정하는 것이 가능하며, 순간적인 일시정지 제어도 가능하다.
따라서, 예컨대 자동차부품(P)에 홀가공이 시작되는 직전위치와 홀가공이 완료된 위치까지의 거리를 최소화할 수 있는 제어가 가능하므로, 홀가공 공정의 사이클타임을 최소화화여 효율을 증대하며 실제로, 본 발명을 이용한 테스트 결과 유압시스템이 적용된 종래 기술에 비해 약 1.5 ~ 2배 정도의 작업속도 향상 효과가 있는 것으로 확인하였다.
상기 승강베이스(160)는 상부베이스(130)의 하측에서 구동축(140)과 결합하여 가이드축(120)을 따라 승강한다.
상기 승강베이스(160) 역시 상부베이스(130)에 평행하는 수평 패널 형상으로 이루어지며 4측 모서리에는 소정의 리니어 부시(미부호)를 탑재하여 가이드축(120)을 타고 승강한다. 승강베이스(160)의 중심에는 상기 상부베이스(130)를 관통하여 하향 구비된 구동축(140)의 말단을 결합하여 구동축(140)과 함께 승강한다.
상기 승강베이스(160)에는 복수의 드릴링모터(170)를 장착한다. 드릴링모터(170)는 회전축이 수직 하향 구비되도록 장착하며, 후술하게 될 본 발명의 지그부(200)에 마련된 드릴구동부(223)에 회전력을 전달하여 드릴 작동이 구현되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서는 상기 드릴링모터(170)를 승강베이스(160)의 상측 4개소에 설치하였으나, 후술하게 될 드릴구동부(223)와 연계하여 그 구성을 변경할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
한편, 상기 지그센터링유닛(190)은 설비부(100)의 하부프레임(110)에 장착하여 하부베이스(180)를 전, 후진한다.
상기 하부베이스(180)의 상측에는 지그부(200)가 장착되는바, 상기 지그센터링유닛(190)은 지그부(200)를 설비부(100)의 전방 외부로 전, 후진 작동하여 지그부(200)의 교체 및 위치 규제가 이루어지도록 하는 기능을 담당한다.
상기 지그센터링유닛(190)은 구체적으로 하부프레임(110)의 일측 후방에 장착하는 실린더(191)와, 실린더(191)에 의해 하부프레임(110)의 일측 전방으로 왕복하고 선단 상측에는 상기 하부베이스(180)의 일측과 결합하여 전, 후진하는 슬라이더(192)로 이루어지며, 지그센터링유닛(190)에 의한 지그부(200)의 위치 규제는 조작반에 의해 자동 또는 수동으로 제어할 수 있다.
아울러, 상기 하부베이스(180)의 상면에는 복수의 베어링을 종횡으로 배치하는 베어링유닛(181)을 구비하여 하부베이스(180)에 장착하는 중량의 지그부(200)가 하중에 의한 무게중심 이동을 통해 자동으로 위치 규제되도록 구성한다.
한편, 상기 설비부(100)의 양측에는, 승강베이스(160)의 위치를 감지하도록 일정 높이로 설치하는 센서유닛(161)을 구비한다.
즉, 상기 센서유닛(161)은 승강구동부(150) 및 조작반과 연계하여 승강베이스(160)와 제1지그베이스(221)의 체결 가능 위치를 자동으로 감지하여 최적의 위치로 승강베이스(160)의 하강을 유도한다.
전술하였듯이, 본 발명에서는 센서유닛(161)에 의한 승강베이스(160)의 자동 위치 제어뿐만 아니라 상기 서보모터에 의한 프로그램상 수치를 임의로 지정하는 것 역시 가능하다.
상기 설비부(100) 내에서 피가공 대상이 되는 자동차부품(P)을 안착하는 상기 지그부(200)는 크게 하부지그(210)와 상부지그(220)로 구성한다.
상기 하부지그(210)는 상기 하부베이스(180)의 상측에 장착하는 제3지그베이스(211)와, 제3지그베이스(211) 상에서 자동차부품(P)의 드릴링 위치에 상응하는 복수의 블록을 형성하는 안착블록(212)으로 이루어진다.
상기 안착블록(212)은 자동차부품(P)의 설계에 따라 제3지그베이스(211) 상에 배치하여 하중을 지지하면서 드릴링 되는 홀가공 부위를 안정적으로 유지한다.
상기 제3지그베이스(211)의 4측 모서리에는 소정의 지그포스트(미부호)를 탈부착 가능하도록 수직 구비하여 홀가공 공정 시 발생할 수 있는 진동을 최소화하도록 상부지그(220)를 받치는 기능을 수행하도록 한다.
상기 상부지그(220)는 크게 제1지그베이스(221)와, 제2지그베이스(222)와, 드릴구동부(223)로 이루어진다.
상기 제1지그베이스(221)는 지그부(200)의 최상측에서 상기 설비부(100)의 승강베이스(160)에 체결하여 지그부(200)가 승강베이스(160)와 함께 승강하도록 한다.
상기 제2지그베이스(222)는 제1지그베이스(221)의 하측에서 일정 높이를 이격하여 일체로 형성하고 드릴(231)을 장착하는 복수의 스핀들(232)로 이루어진 드릴링유닛(230)을 장착한다.
상기 드릴구동부(223)는 상기 제1,2지그베이스(221,222)의 사이에서 상기 설비부(100)의 승강베이스(160)에 장착된 드릴링모터(170)의 동력을 상기 드릴링유닛(230)에 전달한다.
특히, 상기 드릴구동부(223)에는 드릴링유닛(230)의 복수의 드릴(231)을 장착하는 스핀들(232)마다 개별 종동풀리(224)를 결합하고, 드릴링모터(170)의 동력을 전달받는 구동풀리(225)와 상기 개별 종동풀리(224)를 각각의 타이밍벨트(226)로 연결하여 드릴(231) 별로 회전속도를 변속하도록 구성한다.
따라서, 예컨대 다양한 형상의 홀을 가공하기 위해 서로 다른 직경의 드릴(231)을 장착하는 복수의 스핀들(232)의 회전속도를 종동풀리(224)의 구성에 따라 상이하게 변속할 수 있으므로 대직경의 드릴(231)과 소직경 드릴(231)의 회전속도를 최적화하여 홀가공 시 각종 버의 발생 가능성을 현저히 저감할 수 있다.
한편, 상기 드릴구동부(223)의 상측에 구비되는 제1지그베이스(221)는 전술한 바와 같이 상기 설비부(100)의 승강베이스(160)에 체결하여 지그부(200)를 승강시키는바, 제1지그베이스(221)에는 자동체결유닛(227)을 구비한다.
상기 자동체결유닛(227)은, 승강베이스(160)에 장착하는 복수의 드릴링모터(170)의 연직 하방에 상응하는 위치의 제1지그베이스(221)에 장착하여 설비부(100)의 승강베이스(160)와 지그부(200)의 제1지그베이스(221)를 자동 체결한다.
또한, 상기 자동체결유닛(227)의 심부에는, 하측 드릴구동부(223)의 구동풀리(225)에 결합하고 드릴링모터(170)의 축에 체결하는 동력전달수단(228)을 구비한다.
상기 자동체결유닛(227)은 축과 축의 연결에 사용하는 부품인 유압커플러를 자동 체결 및 분리 가능하도록 구현한 오토 커플링 유닛의 형태로 이루어진다.
통상적인 유압커플러는 양단에 소켓(암커플러)과 플러그(수커플러) 구조를 형성하고 내부에 액츄에이터를 구비하여 유압을 공급하거나 배출하여 상호 결합 및 분리하는 부품으로써 구체적인 구성 및 작동기제는 주지 관용되는 기술을 참고하면 될 것이므로 생략한다.
본 발명에서는 상기와 같은 커플러의 소켓에 해당하는 자동체결유닛(227)을 제1지그베이스(221)에 장착한다. 이때, 자동체결유닛(227)의 내부에는 통상의 커플링과 같이 유압식 액츄에이터를 구비하되, 승강베이스(160)의 승강에 의해 커플러의 플러그에 해당하는 드릴링모터(170) 축이 자동체결유닛(227)에 반력 이상의 추부력으로 가압상태에서 유압의 공급에 의해 상호 결합하고, 반력에 의해 상호 자동 분리될 수 있는 오토 커플링 유닛의 형태로 구성한다.
따라서, 자동체결유닛(227)에 의해 설비부(100)의 승강베이스(160)에 지그부(200)의 제1지그베이스(221)를 자동으로 취부하여 승강시킬 수 있으며, 동시에 설비부(100)의 드릴링모터(170)의 구동력을 지그부(200)의 드릴링유닛(230)에 전달할 수 있는 상태를 마련한다.
이하에서는, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 자동차부품용 드릴링 장치의 작동 상태를 살펴보도록 한다.
도 7 내지 도 8에는 상기 지그센터링유닛(190)의 작동에 의해 지그부(200)를 설비부(100) 내에 위치 규제하는 과정을 도시하고 있다.
구체적으로, 도 7에는 본 발명의 드릴링 장치의 상기 설비부(100)에 지그부(200)가 위치 규제되기 전 상태, 즉 홀가공 공정 전의 상태를 도시한 것이다.
상기 지그부(200)를 장착하는 설비부(100)의 하부프레임(110)은 지그센터링유닛(190)의 슬라이더(192)에 결합하여 전,후 이동하는 바, 도 7에는 지그센터링유닛(190)의 슬라이더(192)가 설비부(100)의 전방으로 진출한 상태에 있다. 이 상태에서 작업자는 지그부(200)를 교체하거나, 혹은 드릴링유닛(230)의 배치를 변경할 수 있다.
도 8에는 상기와 같은 지그센터링유닛(190)이 조작반의 제어에 의해 슬라이더(192)를 실린더(191) 내로 진입하여 지그부(200)를 설비부(100)의 심부로 후진시킨 상태를 도시하고 있다.
상기 지그센터링유닛(190)은 지그부(200)의 위치를 상기 설비부(100)의 중심, 보다 정확하게는 승강베이스(160)에 상부지그(220)의 제1지그베이스(221)가 자동체결될 수 있는 위치로 이동시킨다.
도 9 내지 도 10은 자동차부품(P)이 하부지그(210)에 안착될 수 있는 상태를 마련하도록 상부지그(220)를 승강베이스(160)에 의해 상승시키는 과정을 도시하고 있다.
즉, 도 9에는 상기와 같이 위치 규제된 지그부(200)의 제1지그베이스(221)에 승강베이스(160)를 체결하여 상부지그(220)를 상승하는 과정을 도시하고 있다.
우선, 상기 설비부(100)의 승강베이스(160)를 상부지그(220)를 향해 하강하도록 승강구동부(150)의 모터(151)를 구동한다. 모터(151)의 동력에 의해 회전하는 종동기어(153)에 의해 구동축(140)은 하향한다.
상기 모터(151)는 서보모터로 구성하여 승강베이스(160)와 제1지그베이스(221)의 자동 체결이 이루어질 수 있는 최적의 위치를 임의의 값으로 입력하거나, 혹은 설비부(100)의 양측에 구비된 센서유닛(161)과 연계하여 자동으로 위치를 탐색하여 승강베이스(160)를 하강한다.
상기와 같이 구동축(140)과 함께 하강하는 승강베이스(160)가 제1지그베이스(221)에 이르면 상기 드릴링모터(170)의 축은 제1지그베이스(221)의 자동체결유닛(227)에 구비된 동력전달수단(228)과 결합하여 체결하고, 동시에 드릴링모터(170)의 동력이 상부지그(220)의 드릴구동부(223)로 전달될 수 있는 상태를 마련하며, 본 발명의 이와 같은 과정은 종래 기술에서 작업자에 의한 수동 체결 방식과는 차별하여 오토 커플링 유닛과 같은 자동 체결 방식에 의해 구현한다.
도 10에는 상기와 같이 승강베이스(160)에 제1지그베이스(221)가 체결된 상태에서 승강베이스(160)를 승강하여 상부지그(220)를 상승한 상태를 도시하고 있다. 따라서, 하부지그(210)의 안착블록(212) 상에 자동차부품(P)을 안착할 준비가 된 상태를 마련한다.
도 11 내지 도 12에는 하부지그(210)의 안착블록(212) 상에 자동차부품(P)을 안착하여 홀가공을 실시하기 위해 대기중인 상태를 도시하고 있으며, 도 13에는 상기 승강베이스(160)를 상부지그(220)와 함께 하강하여 자동차부품(P)에 드릴링을 실시하는 과정을 도시하고 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 자동차부품용 드릴링 장치는 부품(P)에 따라서 설비부(100)로부터 지그부(200)만을 간편하게 교체 후 지그센터링유닛(190)에 의한 지그부(200)의 위치규제 및 자동체결유닛(227)에 의한 지그부(200)와 설비부(100)의 체결과정을 자동으로 실시할 수 있는 드릴링 장치를 제공하여 홀가공 공정을 효율화하는 이점이 있다.
특히, 본 발명은 자동차부품(P)을 안착하는 지그부(200)에서 드릴(231)의 구동을 담당하는 드릴구동부(223)를 상부지그(220)에 일체로 구성하는바, 이와 같은 구성은 피가공 부품(P)의 종류에 따라 드릴링유닛(230)의 배치 변경이 이루어지는 과정에서 지그부(200)만을 간편하게 설비부(100)로부터 교체할 수 있도록 하므로 작업성을 증진하는 등의 효과를 도출할 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 드릴구동부(223) 구성을 통해 스핀들(232)의 대직경 및 소직경의 드릴(231)을 병행 배치하더라도 변속을 통해 최적의 회전속도를 구현하여 홀가공 품질을 향상하는 이점이 있다.
그 밖에도, 서보모터에 의한 승강구동부(150)를 구성함으로써 장치의 간소화, 정밀한 제어성능 및 저소음 장치를 구현할 수 있는 등의 다양한 이점이 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 클 것으로 기대한다.
100: 설비부 110: 하부프레임
120: 가이드축 130: 상부베이스
140: 구동축 150: 승강구동부
151: 모터 152: 구동풀리
153: 종동풀리 154: 벨트
160: 승강베이스 161: 센서유닛
170: 드릴링모터 180: 하부베이스
181: 베어링유닛 190: 지그센터링유닛
191: 실린더 192: 슬라이더
200: 지그부 210: 하부지그
211: 제3지그베이스 212: 안착블록
220: 상부지그 221: 제1지그베이스
222: 제2지그베이스 223: 드릴구동부
224: 종동풀리 225: 구동풀리
226: 타이밍벨트 227: 자동체결유닛
228: 동력전달수단 230: 드릴링유닛
231: 드릴 232: 스핀들
P: 자동차부품

Claims (6)

  1. 외부 프레임을 형성하고 일측에 조작반을 구비하는 설비부(100)와, 자동차부품(P)의 종류별로 설비부(100) 내에 교체 가능하도록 장착하는 지그부(200)를 포함하는 자동차부품용 드릴링 장치에 있어서,
    상기 설비부(100)에는,
    하부프레임(110)의 4개소에 수직 설치하는 가이드축(120)의 상단에 고정하는 상부베이스(130)와, 상부베이스(130)의 중심을 관통하는 구동축(140)을 구동하는 승강구동부(150)와, 상부베이스(130)의 하측에서 구동축(140)과 결합하여 가이드축(120)을 따라 승강하는 승강베이스(160)와, 승강베이스(160)에 장착하는 복수의 드릴링모터(170)와, 하부프레임(110)에 장착하여 하부베이스(180)를 전, 후진하는 지그센터링유닛(190)을 포함하고;
    상기 지그부(200)에는,
    상기 승강베이스(160)에 체결하여 승강하는 제1지그베이스(221)와, 제1지그베이스(221)의 하측에서 이격하여 일체로 형성하고 드릴링유닛(230)을 장착하는 제2지그베이스(222)와, 상기 제1,2지그베이스(221,222)의 사이에서 드릴링모터(170)의 동력을 드릴링유닛(230)에 전달하는 드릴구동부(223)로 이루어진 상부지그(220)와,
    상기 하부베이스(180)의 상측에 장착하는 제3지그베이스(211)와, 제3지그베이스(211) 상에서 자동차부품(P)의 드릴링 위치에 상응하는 복수의 블록을 형성하는 안착블록(212)으로 이루어진 하부지그(210)를 포함하고;
    상기 제1지그베이스(221)에는,
    드릴링모터(170)의 위치에 상응하는 연직 하방에 장착하여 설비부(100)의 승강베이스(160)와 지그부(200)의 제1지그베이스(221)를 체결하는 자동체결유닛(227)을 구비하여 설비부(100)의 승강베이스(160)에 지그부(200)의 제1지그베이스(221)를 취부하여 승강시키고;
    상기 자동체결유닛(227)의 심부에는, 드릴구동부(223)의 구동풀리(225)에 결합하고 드릴링모터(170)의 축에 체결하는 동력전달수단(228)을 구비하여 승강베이스(160)와 제1지그베이스(221)의 체결과 동시에 설비부(100)의 드릴링모터(170)의 구동력을 지그부(200)의 드릴링유닛(230)에 전달하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차부품용 드릴링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강구동부(150)에는, 상부베이스(130)의 일측에 장착하는 모터(151)에 결합하는 구동풀리(152)와, 상기 구동축(140)에 결합하는 종동풀리(153)를 벨트(154)로 연결하고;
    상기 구동축(140)은 볼스크류로 이루어져 종동풀리(153)의 회전에 의해 구동축(140) 및 승강베이스(160)를 승강하고;
    상기 모터(151)는 서보모터로 이루어져 승강베이스(160)의 위치의 임의 설정이 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차부품용 드릴링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 드릴구동부(223)에는,
    드릴링유닛(230)의 복수의 드릴(231)을 장착하는 스핀들(232)마다 개별 종동풀리(224)를 결합하고, 드릴링모터(170)의 동력을 전달받는 구동풀리(225)와 상기 개별 종동풀리(224)를 각각의 타이밍벨트(226)로 연결하여 드릴(231) 별로 회전속도를 변속하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차부품용 드릴링 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그센터링유닛(190)은,
    하부프레임(110)의 일측 후방에 장착하는 실린더(191)와, 실린더(191)에 의해 하부프레임(110)의 일측 전방으로 왕복하고 선단 상측에는 상기 하부베이스(180)의 일측과 결합하여 전, 후진하는 슬라이더(192)로 이루어지고;
    상기 하부베이스(180)의 상면에는, 복수의 베어링을 종횡으로 배치하는 베어링유닛(181)을 구비하여 하부베이스(180)에 장착하는 지그부(200)가 자동으로 위치 규제되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차부품용 드릴링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 설비부(100)의 양측에는, 승강베이스(160)의 위치를 감지하도록 일정 높이로 설치하는 센서유닛(161)을 구비하고;
    상기 센서유닛(161)은, 설비부(100)의 승강베이스(160)와 지그부(200)의 제1지그베이스(221)의 체결 가능 위치를 자동으로 감지하여 승강베이스(160)의 하강을 유도하는 것을 특징으로 하는 자동차부품용 드릴링 장치.
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