KR101850626B1

KR101850626B1 - 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치

Info

Publication number: KR101850626B1
Application number: KR1020160163548A
Authority: KR
Inventors: 김상오
Original assignee: (주)오토텍
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-04-19

Abstract

본 발명은 엔진용 흡배기매니폴드의 제작완료 후 발생한 버를 자동으로 제거할 수 있고, 복잡한 구조를 가진 흡배기매니폴드의 디버링작업을 수행하기 위한 각각의 디버링툴이 하나의 디버링가공유니트에 장착되어 용이하게 디버링작업을 수행할 수 있어 생산성 향상을 제고할 수 있는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치에 관한 것으로, 메인프레임, 디버링지그유니트, 디버링가공유니트 및 제어부를 포함하고, 상기 디버링지그유니트는, 디버링지그프레임과, 승강프레임과, 일단이 상기 승강프레임의 전면에 고정 결합되고, 타단이 전방을 향하도록 연장 형성된 연결프레임과, 일단이 상기 연결프레임의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제1 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제1 회전암과, 일단이 상기 제1 회전암의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제2 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제2 회전암과, 상기 제2 회전암의 타단 상부에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제3 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하며, 상부에 상기 디버링대상물이 안착되는 지그회전부재와, 상기 제2 회전암의 상부에 설치되고, 상기 지그회전부재의 상부에 안착된 상기 디버링대상물의 상부를 압박 고정하는 상부압박고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치{APPARATUS FOR DEBURRING INTAKE OR OUTTAKE MANIFOLD OF ENGINE}

본 발명은 엔진의 실린더내에 공기 또는 혼합기체를 끌어들이거나 배출하기 위해 설치되는 흡기 또는 배기매니폴드의 제작 완료 후 발생한 버를 제거하기 위한 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치에 관한 것이다.

일반적으로 모든 기계, 기구는 여러 개의 부품들의 조합으로 구성되며, 이들에 사용되는 금속 또는 비금속 부품들은 각각 그에 적합한 가공방법에 따라 가공되는 과정을 거친다. 이중 금속 부품들은 주조나 단조 등과 같은 비절삭가공, 선삭이나 드릴링 등과 같은 절삭가공에 의해 제작되어 필연적으로 가공에 따른 버(burr)가 발생하게 된다.

이러한 버는 그다지 큰 정밀도가 요구되지 않는 장치에서는 별다른 문제가 없겠지만, 고정밀도가 요구되는 장치에 있어서는 장치의 동작에 악영향을 미치게 되고, 특히 부품의 운반, 보관 및 조립시 작업자에게 상처를 줄 수 있으므로 확실히 제거, 즉 디버링(deburring)하지 않으면 안된다.

특히, 차량의 심장인 엔진을 구성하는 모든 부품들은 고정밀도가 요구되는 장치로서, 그 중에서도 자동차의 흡기 또는 배기매니폴드의 가공완료 후 발생한 버를 확실히 제거해야 한다.

내연기관인 엔진은 연소실 내부로 연료와 공기가 혼합된 혼합기체를 유입시킨 다음, 이 혼합기체를 가압연소시켜 동력을 발생시키는데, 이러한 과정에서 연소실 내부로 유입된 연료와 공기가 혼합된 조건에 따라 이 혼합기체의 연소상태가 달라지게 된다. 즉, 연소실 내부에 주입된 연료와 공기가 균일하게 혼합된 상태에서 연소될 때 체적효율이 커져서 가장 강력한 폭발력을 얻게 되므로 엔진의 성능이 향상된다.

이러한 엔진의 연소실 내부로 공기 또는 혼합기체를 끌어들이는 것이 흡기매니폴드이고, 가압연소된 혼합기체를 연소실 외부로 배출하는 것이 배기매니폴드이다. 예컨대, 공개특허공보 제10-1998-078634호의 '흡기매니폴드의 냉각장치'에는 엔진의 실린더헤드의 흡기포트 및 배기포트에 각각 흡기매니폴드 및 배기매니폴드가 장착되어 있는 것을 알 수 있다. 이러한 흡기 또는 배기매니폴드는 주철이나 알루미늄합금 또는 강관으로 제조된다.

예컨대, 공개특허공보 제10-1997-0064783호의 '자동차의 흡기매니폴드 제조방법'의 경우 알루미늄 소재를 이용하여 사형주조법으로 제조되는데, 상하 양분된 성형체로 주조한 다음 이렇게 양분된 성형체를 접합시켜 제품화하는 것을 특징으로 하고 있다. 이렇게 흡배기매니폴드의 제작을 위해 주조나 접합공정을 수행하게 되면, 금형의 절개면이나 접합면을 따라 지느러미 형상의 버가 형성된다.

이렇게 형성되는 버는 고속으로 회전하는 그라인더 등을 이용하여 연삭 작업으로 제거된다. 보통 이러한 작업은 수작업에 의해 이루어지기 때문에 안전사고 발생의 위험이 다분하며, 작업자의 숙련도와 성실도에 따라 생산능률이 크게 좌우되어 인건비 및 작업시간의 상승, 생산성 및 작업성 저하는 물론 품질의 균일성을 담보하기 어려운 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하고자 최근에는 디버링장치를 사용하는데, 디버링 작업의 효율성을 기하면서 생산성을 높일 수 있도록 자동화를 통한 여러가지의 디버링장치나 로봇시스템들이 제안되고 있다.

그러나, 상술한 흡기 또는 배기매니폴드의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 원통형으로 된 복수의 흡기관 또는 배기관이 하나의 원통형 몸체로부터 분기되어 있어 복잡한 구조를 가지고 있고, 장착되는 차량의 배기량이나 종류에 따라 다양한 형상을 가지고 있으므로 이를 고정하고 이동시키기 위한 다양한 형상의 지그수단이 요구되고, 따라서 종래 일반적인 디버링장치를 단순히 적용할 수 없는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 엔진용 흡배기매니폴드의 제작완료 후 발생한 버를 자동으로 제거할 수 있고, 복잡하고 다양한 구조를 가진 흡배기매니폴드를 용이하게 고정할 수 있으며, 디버링작업시 고정된 흡배기매니폴드를 상하, 전후 및 좌우 방향을 따라 이동시키면서도 회전시킬 수 있어 디버링작업의 효율성 및 생산성 향상을 제고할 수 있는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치을 제공하는데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치는, 좌우 길이방향을 X축, 전후 길이방향을 Y축 및 상하 길이방향을 Z축으로 각각 정의되는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 일측에 설치되고, 다관절 매니퓰레이터의 작업단에 디버링대상물인 엔진용 흡기매니폴드 또는 배기매니폴드가 고정되어 X-Y-Z의 3축 방향으로 상기 디버링대상물을 이동시키는 디버링지그유니트와, 상기 디버링지그유니트와 인접하게 상기 메인프레임에 설치되고, 상기 디버링지그유니트의 작업단에 고정된 상기 디버링대상물의 표면에 형성된 버를 제거하는 디버링가공유니트와, 상기 디버링지그유니트에 고정된 상기 디버링대상물의 형상정보에 기초하여 상기 디버링지그유니트 및 디버링가공유니트의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 디버링지그유니트는, 상기 메인프레임에 직립하여 설치된 디버링지그프레임과, 상기 디버링지그프레임의 전면에 상하로 승강 가능하게 설치된 승강프레임과, 일단이 상기 승강프레임의 전면에 고정 결합되고, 타단이 전방을 향하도록 연장 형성된 연결프레임과, 일단이 상기 연결프레임의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제1 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제1 회전암과, 일단이 상기 제1 회전암의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제2 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제2 회전암과, 상기 제2 회전암의 타단 상부에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제3 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하며, 상부에 상기 디버링대상물이 안착되는 지그회전부재와, 상기 제2 회전암의 상부에 설치되고, 상기 지그회전부재의 상부에 안착된 상기 디버링대상물의 상부를 압박 고정하는 상부압박고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디버링지그유니트는, 하부가 상기 지그회전부재의 상부에 삽입 고정되어 함께 회전하고, 상부가 상기 디버링대상물의 하면을 받치도록 상기 디버링대상물의 형상정보에 기초하여 제작된 고정지그를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부압박고정부는, 상기 제2 회전암의 상부에 직립하여 고정 설치된 압박고정프레임과, 상기 압박고정프레임의 상부에 설치되고, 자유도 1의 한정연쇄를 이루면서 4개의 링크가 모두 회전대우에 의해 연쇄를 이루고 있는 4절 링크기구와, 상기 링크기구를 이루는 복수의 링크 중 출력링크로부터 연장 형성되고, 상기 링크기구의 작동에 따라 상기 디버링대상물의 상부를 압박 고정 또는 해제하는 압박고정부재와, 상기 압박고정프레임의 일측에 설치되고, 피스톤로드의 끝단이 상기 링크기구를 이루는 복수의 링크 중 입력링크와 힌지결합되어 상기 피스톤로드의 전후진에 따라 상기 링크기구를 작동시키는 압박고정실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 링크기구는, 그래스호프(Grashof)의 정리를 만족하지 않는 4절 링크기구로서, 복수의 링크 중 어떠한 링크도 360도 회전하지 않는 이중레버(double lever) 기구인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 링크기구는, 상기 압박고정프레임의 상부에 고정 결합되고, 복수의 링크 중 2번째로 긴 길이를 가진 베이스링크와, 일단이 상기 베이스링크의 일단에 힌지 결합되고, 복수의 링크 중 1번째로 긴 길이를 가지며, 타단에 상기 피스톤로드의 끝단이 힌지결합된 입력링크와, 일단이 상기 베이스링크의 타단에 힌지 결합되고, 복수의 링크 중 3번째로 긴 길이를 가지며, 타단으로부터 상기 압박고정부재가 연장 형성된 출력링크와, 양단이 상기 입력링크의 타단 및 상기 출력링크의 타단과 각각 힌지결합된 커플러링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압박고정부재는, 상기 출력링크의 타단으로부터 연장 형성된 압박고정몸체와, 상기 압박고정몸체의 끝단에 베어링을 매개로 회전 가능하게 직각으로 돌출 결합되고, 상기 압박고정몸체의 회전에 따라 상기 디버링대상물의 상부를 접촉하여 압박 고정하는 압박고정팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압박고정부재는, 상기 압박고정팁이 상기 디버링대상물의 상부를 접촉하여 압박 고정할 경우 상기 입력링크 타단의 회전반경 상에 간섭되도록 상기 압박고정몸체의 시작단에 길이방향을 따라 결합되어 상기 입력링크 타단의 회전을 제한하는 회전제한바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치는, 엔진용 흡배기매니폴드의 제작완료 후 발생한 버를 자동으로 제거할 수 있고, 복잡하고 다양한 구조를 가진 흡배기매니폴드를 용이하게 고정할 수 있으며, 디버링작업시 고정된 흡배기매니폴드를 상하, 전후 및 좌우 방향을 따라 이동시키면서도 회전시킬 수 있어 디버링작업의 효율성 및 생산성 향상을 제고할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 엔진용 흡기 또는 배기매니폴드의 일 실시예를 실제 촬영한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치의 일 실시예를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 실시예 중 디버링지그유니트를 도시한 요부 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예의 평면도이며,
도 5 및 6은 도 3의 실시의 측단면도이고,
도 6은 도 5의 실시예에서 상부압박고정부의 압박 해제과정을 도시한 측단면도이며,
도 7 및 8은 도 6의 실시예에서 지그회전부재에 고정지그 및 디버링대상물을 삽입 결합 및 안착 고정시키는 과정을 도시한 요부 측단면도이고,
도 9는 도 7의 실시예 중 고정지그 및 디버링대상물을 실제 촬영한 사시도이며,
도 10은 도 8의 실시예에서 상부압박고정부의 압박 고정과정을 도시한 요부 측단면도이고,
도 11 내지 13은 도 8 및 10의 실시예에 따라 디버링대상물이 상부압박고정부의 작동에 의해 압박 고정되는 과정을 실제 촬영한 사시도이며,
도 14는 도 8의 실시예에서 상부압박고정부 중 링크기구 및 압박고정부재의 압박 해제 동작을 도시한 측면도이고,
도 15는 도 14의 실시예 중 링크기구만을 별도로 확대 도시하여 입력링크 및 출력링크 각각의 회전반경을 도시한 측면도이며,
도 16은 도 10의 실시예에서 상부압박고정부 중 링크기구 및 압박고정부재의 압박 고정 동작을 도시한 측면도이고,
도 17은 도 16의 실시예 중 링크기구만을 별도로 확대 도시하여 입력링크 및 출력링크 각각의 회전반경을 도시한 측면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치는, 도 1을 참조하여 도 2 내지 17에 도시된 바와 같이 메인프레임(100), 디버링지그유니트(200), 디버링가공유니트(300) 및 제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 디버링지그유니트(200)는 디버링지그프레임(210), 승강프레임(220), 연결프레임(230), 제1 회전암(240), 제2 회전암(250), 지그회전부재(260)를 상부압박고정부(270) 포함하고, 고정지그(280)를 더 포함할 수 있다.

메인프레임(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 좌우 길이방향을 X축, 전후 길이방향을 Y축 및 상하 길이방향을 Z축으로 각각 정의하고, 후술하는 각종 구성요소가 취부 및 결합된다. 상기 X축, Y축 및 Z축의 3축 직교좌표는 각 구성요소의 설명시 방향성을 미리 정의하기 위한 것일 뿐으로서, 좌표계의 방향은 임의로 설정할 수 있다.

디버링지그유니트(200)는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(100)의 일측에 설치되고, 다관절 매니퓰레이터의 작업단에 디버링대상물(W)인 엔진용 흡기매니폴드 또는 배기매니폴드가 고정되어 X-Y-Z의 3축 방향으로 상기 디버링대상물(W)을 이동시킨다. 이러한 디버링지그유니트(200)는 후술하는 디버링가공유니트(300)를 향해 디버링대상물(W)을 접근시켜 디버링작업을 수행하게 되는 것이다.

디버링가공유니트(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 디버링지그유니트(200)와 인접하게 상기 메인프레임(100)에 설치되고, 상기 디버링지그유니트(200)의 작업단에 고정된 상기 디버링대상물(W)의 표면에 형성된 버를 제거한다. 이러한 디버링가공유니트(300)는 그라인드휠디버링툴에 의해 평면 디버링작업이 이루어지고, 코인휠디버링툴에 의해 작은 면적의 평면 디버링작업 또는 원통형 내주면 디버링작업이 이루어지며, 엔드밀디버링툴에 의해 곡면이나 교차면 디버링작업이 이루어진다.

즉, 상기 디버링지그유니트(200) 및 디버링가공유니트(300)는 디버링대상물(W)의 형상정보에 기초하여 연계동작을 수행하게 되는데, 이는 제어부(미도시)에 의해 이루어진다. 제어부는 상기 디버링지그유니트(200)에 고정된 상기 디버링대상물(W)의 형상정보를 기초로 디버링작업 순서를 프로그래밍하여 상기 디버링지그유니트(200) 및 디버링가공유니트(300)의 동작을 제어한다.

이때 상기 디버링지그유니트(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 복잡한 구조를 가진 디버링대상물(W)인 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링작업을 수행하기 위하여 상기 디버링대상물(W)을 회전 가능하게 고정하고 디버링가공유니트(200)를 향해 이동시키면서 용이하게 디버링작업을 수행할 수 있어야 한다. 따라서, 디버링지그유니트(200)에 디버링대상물(W)을 어떠한 구조 및 결합관계를 통해 어떠한 방식으로 고정시키고, 이동시키면서 회전시킬 수 있도록 하여 다양한 디버링 작업을 이루어낼 수 있는지에 그 특징이 있다.

구체적으로, 상기 디버링지그유니트(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 디버링지그프레임(210), 승강프레임(220), 연결프레임(230), 제1 회전암(240), 제2 회전암(250), 지그회전부재(260)를 상부압박고정부(270) 포함하고, 고정지그(280)를 더 포함할 수 있다.

디버링지그프레임(210)은 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(100)에 직립하여 설치되고, 승강프레임(220)은 상기 디버링지그프레임(210)의 전면에 상하로 승강 가능하게 설치된다. 디버링지그프레임(210)은 디버링지그유니트(300)의 베이스프레임으로서 메인프레임(100)에 고정 설치되고, 상하로 직립하여 설치된다. 이러한 디버링지그프레임(210)의 전면에 승강프레임(220)이 승강 가능하게 설치되어 최종 디버링대상물(W)을 상하 Z축 방향으로 이동시키는 역할을 수행한다.

연결프레임(230)은 일단이 상기 승강프레임(220)의 전면에 고정 결합되고, 타단이 전방을 향하도록 연장 형성되며, 제1 회전암(240)은 일단이 상기 연결프레임(230)의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제1 회전모터(241)에 의해 회전력을 전달받아 회전하며, 제2 회전암(250)은 일단이 상기 제1 회전암(240)의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제2 회전모터(251)에 의해 회전력을 전달받아 회전한다.

상기 승강프레임(220)으로부터 연결프레임(230), 제1 회전암(240) 및 제2 회전암(250)이 순차로 회전 결합되어 있으므로 승강프레임(220)의 상하 승강에 따라 순차 결합된 연결프레임(230), 제1 회전암(240) 및 제2 회전암(250) 역시 함께 승강 하게 된다. 이때, 승강프레임(220)에 고정 결합된 연결프레임(230)을 기준으로 제1 회전암(240) 및 제2 회전암(250)은 각각의 일단 Z축 방향을 기준으로 각각의 타단이 회전 가능하게 결합되고, 각각이 제1 회전모터(241) 및 제2 회전모터(251)의 작동에 따라 전후 및 좌우의 X-Y 평면 상을 이동할 수 있게 된다. 이때, 상기 제2 회전암(250)의 타단이 최종 작업단이 되며, 제2 회전암(250)의 타단인 작업단에 후술하는 지그회전부재(260)가 설치되어 디버링대상물(W)이 안착 고정된다.

지그회전부재(260)는 상기 제2 회전암(250)의 타단 상부에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제3 회전모터(261)에 의해 회전력을 전달받아 회전하며, 상부에 상기 디버링대상물(W)이 안착된다. 지그회전부재(260)에 안착된 디버링대상물(W)은 제3 회전모터(261)의 작동에 따라 지그회전부재(260)가 회전하면서 함께 자전하게 된다. 결과적으로, 제1 회전암(240) 및 제2 회전암(250)의 X-Y평면 상의 회전동작에 의한 이동시 지그회전부재(260)에 안착된 디버링대상물(W)의 자전이 연동하면서 상기 디버링가공유니트(300)의 디버링툴에 일정한 방향성을 가지거나 디버링하고자 하는 위치를 결정할 수 있게 되는 것이다.

지그회전부재(260)에 안착된 디버링대상물(W)이 단순히 놓여있다면 디버링 작업시 위치를 유지하기 어려울 것이므로, 지그회전부재(260)의 상부에 복잡 다양한 디버링대상물(W)의 하면을 별도 지지함과 동시에 지그회전부재(260)의 상부에 안착된 디버링대상물(W)을 상부에서 압박하여 고정할 수 있는 수단이 요구된다. 즉, 디버링 작업시 디버링툴에 최대한 간섭되지 않도록 하면서도 지그회전부재(260)에 의해 자전하는 디버링대상물(W)을 회전지지할 수 있어야 하는데, 이를 위하여 상기 디버링지그유니트(200)는 상부압박고정부(270) 및 고정지그(280)를 포함할 수 있다.

먼저, 고정지그(280)는 도 1 및 7 내지 13에 도시된 바와 같이 하부가 상기 지그회전부재(260)의 상부에 삽입 고정되어 함께 회전하고, 상부가 상기 디버링대상물(W)의 하면을 받치도록 상기 디버링대상물(W)의 형상정보에 기초하여 제작된다. 디버링대상물(W)인 엔진용 흡배기매니폴드의 경우 차종이나 배기량 및 엔진방식에 따라 크기나 형상이 다양하므로 이러한 디버링대상물(W)의 하면을 받치기 위해서는 별도의 고정지그(280)가 요구되며, 이렇게 제작된 고정지그(280)를 지그회전부재(260)에 삽입 고정시켜 함께 회전되도록 구성함으로써 다양한 형상의 디버링대상물(W)에 대하여 각각의 고정지그(280)를 교체하여 주기만 한다면 본 발명의 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치에 적용하기가 매우 용이한 것이다.

또한, 상부압박고정부(270)는 상기 제2 회전암(250)의 상부에 설치되고, 상기 지그회전부재(260)의 상부에 안착된 상기 디버링대상물(W)의 상부를 압박 고정한다. 보다 구체적으로, 상기 상부압박고정부(270)는 도 3 내지 8 및 10 내지 17에 도시된 바와 같이 압박고정프레임(271), 링크기구(272), 압박고정부재(273) 및 압박고정실린더(274)를 포함하여 이루어진다.

압박고정프레임(271)은 도 7 내지 10에 도시된 바와 같이 상기 제2 회전암(250)의 상부에 직립하여 고정 설치되며, 링크기구(272)는 상기 압박고정프레임(271)의 상부에 설치되고, 자유도 1의 한전연쇄를 이루면서 4개의 링크가 모두 회전대우에 의해 연쇄를 이루고 있는 4절 링크기구이다. 또한, 압박고정부재(273)는 상기 링크기구(272)를 이루는 복수의 링크 중 출력링크(272c)로부터 연장 형성되고, 상기 링크기구(272)의 작동에 따라 상기 디버링대상물(W)의 상부를 압박 고정 또는 해제한다. 이때, 압박고정실린더(274)는 상기 압박고정프레임(271)의 일측에 설치되고, 피스톤로드(274a)의 끝단이 상기 링크기구(272)를 이루는 복수의 링크 중 입력링크(272b)와 힌지결합되어 상기 피스톤로드(274a)의 전후진에 따라 상기 링크기구(272)를 작동시킨다.

즉, 제2 회전암(250)의 타단 상부에 회전 가능하게 설치된 지그회전부재(260)에 직접 또는 고정지그(280)를 통해 안착된 디버링대상물(W)의 상부를 압박 고정하기 위해서는 제2 회전암(250)으로부터 디버링대상물(W)의 안착된 높이 보다 높은 위치에서 압박할 수 있는 수단이 요구된다. 따라서, 압박고정프레임(271)이 제2 회전암(250)에 직립하여 디버링대상물(W)의 안착된 높이보다 높은 위치에 놓이도록 한다. 이때, 지그회전부재(260)의 상부에 디버링대상물(W)의 안착 고정을 원활히 수행하면서 디버링대상물(W)의 자전시 회전지지가 이루어지도록 하며, 디버링대상물(W)을 향한 디버링툴의 접근시 간섭을 최소화하고자 링크기구(272) 및 압박고정실린더(274)의 작동에 따른 압박고정부재(273)의 회전작동 구조를 도입한 것이다.

도 14 내지 17에 도시된 바와 같이 상기 압박고정실린더(274)의 피스톤로드(274a)의 전후진에 따라 상기 링크기구(272)가 작동하고, 링크기구(272)의 작동에 연동하여 출력링크(272c)로부터 연장 형성된 압박고정부재(273)가 디버링대상물(W)의 상부를 압박 고정 또는 해제한다. 따라서, 링크기구(272)는 4절 링크기구 중에서 입력링크(272b)의 요동에 따라 출력링크(272c)가 요동하는 이중레버기구를 채택하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 링크기구(272)는 그래스호프(Grashof)의 정리를 만족하지 않는 4절 링크기구로서, 복수의 링크 중 어떠한 링크도 360도 회전하지 않는 이중레버(double lever) 기구로 설계될 수 있다.

그래스호프의 정리는 4절 링크기구에서 최단링크가 다른 링크에 대하여 완전히 회전하기 위해서는 최단링크와 가장 긴 링크의 길이의 합이 나머지 두 링크 길이의 합보다 작아야만 한다는 것이다. 반대로 그래스호프의 정리를 만족하지 않는 4절 링크기구는 도 15 및 17에 도시된 바와 같이 입력링크(272b)와 출력링크(272c)가 이론상 점선으로 표시된 각도만큼만 요동하고, 360도 회전하지 않는 구조를 가진다. 그에 따라, 최단링크와 가장 긴 링크의 길이의 합이 나머지 두 링크 길이의 합보다 큰 경우인 것이다.

보다 구체적으로, 상기 링크기구(272)는 도 14 내지 17에 도시된 바와 같이 상기 압박고정프레임(271)의 상부에 고정 결합되고, 복수의 링크 중 2번째로 긴 길이를 가진 베이스링크(272a)와, 일단이 상기 베이스링크(272a)의 일단에 힌지 결합되고, 복수의 링크 중 1번째로 긴 길이를 가지며, 타단에 상기 피스톤로드(274a)의 끝단이 힌지결합된 입력링크(272b)와, 일단이 상기 베이스링크(272a)의 타단에 힌지 결합되고, 복수의 링크 중 3번째로 긴 길이를 가지며, 타단으로부터 상기 압박고정부재(273)가 연장 형성된 출력링크(272c)와, 양단이 상기 입력링크(272b)의 타단 및 상기 출력링크(272c)의 타단과 각각 힌지결합된 커플러링크(272d)를 포함할 수 있다.

상기 베이스링크(272a)는 고정된 링크로서, 베이스링크(272a)와 마주보는 링크는 커플러링크(272d)가 된다. 이때, 입력링크(272b)는 압박고정실린더(274)의 피스톤로드(274a)의 끝단과 결합되어 Z축 방향 힘을 입력받아 회전하면서 커플러링크(272d)를 통해 출력링크(272c)에 전달하여 압박고정부재(273)를 회동시키게 되며, 압박고정부재(273)의 회동에 의해 디버링대상물(W)이 상부가 압박 고정 또는 해제되는 것이다.

여기서, 상기 입력링크(272b)의 길이가 가장 길고, 가장 짧은 길이를 가진 커플러링크(272d)와 비슷하게 출력링크(272c)의 길이를 3번째로 짧게 구성한다. 왜냐하면, 입력링크(272b)의 타단과 연결된 압박고정실린더(274)의 피스톤로드(274a)가 상하 Z축 방향으로 입력링크(272b)의 타단에 힘을 전달하기 때문에 입력링크(272b)의 타단 회전반경을 최대한 길게 잡아 Z축 방향의 힘 전달시 길이방향 축이 최대한 틀어지지 않도록 하기 위함이다. 또한, 출력링크(272c)의 길이를 다소 짧게 구성한 이유는, 출력링크(272c)의 타단으로부터 연장 형성된 압박고정부재(273)가 디버링대상물(W)의 접근 및 이탈 시 회전반경을 크게 하여 디버링대상물(W)의 지그회전부재(260)에 대한 안착 고정 및 탈거시 작업의 편의성을 높이기 위한 것이다.

한편, 상기 압박고정부재(273)는 지그회전부재(260)에 의해 안착 고정된 디버링대상물(W)을 회전지지할 수 있도록 구성되어야 하며, 이를 위하여 도 10, 14 및 16에 도시된 바와 같이 상기 출력링크(272c)의 타단으로부터 연장 형성된 압박고정몸체(273a)와, 상기 압박고정몸체(273a)의 끝단에 베어링(273b1)을 매개로 회전 가능하게 직각으로 돌출 결합되고, 상기 압박고정몸체(273a)의 회전에 따라 상기 디버링대상물(W)의 상부를 접촉하여 압박 고정하는 압박고정팁(273b)을 포함할 수 있다. 이러한 압박고정팁(273)은 압박고정몸체(273a)의 끝단에 베어링(273b1)을 매개로 회전 가능하게 결합되므로 디버링대상물(W)의 자전시 상부를 압박 고정한 상태에서 함께 회전하면서 지지하는 것이다.

또한, 상기 압박고정부재(273)는 도 15 및 17을 참조하여 도 10, 14 및 16에 도시된 바와 같이 상기 압박고정팁(273b)이 상기 디버링대상물(W)의 상부를 접촉하여 압박 고정할 경우 상기 입력링크(272b) 타단의 회전반경 상에 간섭되도록 상기 압박고정몸체(273a)의 시작단에 길이방향을 따라 결합되어 상기 입력링크(272b) 타단의 회전을 제한하는 회전제한바(273c)를 더 포함할 수 있다. 이러한 회전제한바(273c)를 두는 이유는, 첫째 압박고정실린더(274)로부터 상방으로 전진하는 피스톤로드(274a)의 끝단의 높낮이 조절을 임의로 하기 어렵고, 두번째 입력링크(272b)를 과도하게 회전시켜 압박고정팁(273b)에 접촉되는 디버링대상물(W)의 상부에 과도한 눌림을 방지하며, 세번째 링크기구(272)를 이루는 복수의 링크 간의 힌지결합부에 집중되는 힘을 댐핑시켜 파손을 방지하기 위한 것이다. 즉, 압박고정실린더(274)는 그 자체 공압실린더로서 댐핑기능을 가지므로 과도하게 걸리는 힘을 분산하여 저장할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치는, 엔진용 흡배기매니폴드의 제작완료 후 발생한 버를 자동으로 제거할 수 있고, 복잡하고 다양한 구조를 가진 흡배기매니폴드를 용이하게 고정할 수 있으며, 디버링작업시 고정된 흡배기매니폴드를 상하, 전후 및 좌우 방향을 따라 이동시키면서도 회전시킬 수 있어 디버링작업의 효율성 및 생산성 향상을 제고할 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

W : 디버링대상물(엔진용 흡기 또는 배기매니폴드)
100 : 메인프레임
200 : 디버링지그유니트
210 : 디버링지그프레임
220 : 승강프레임
230 : 연결프레임
240 : 제1 회전암 241 : 제1 회전모터
250 : 제2 회전암 251 : 제2 회전모터
260 : 지그회전부재 261 : 제3 회전모터
270 : 상부압박고정부
271 : 압박고정프레임
272 : 링크기구
272a : 베이스링크 272b : 입력링크
272c : 출력링크 272d : 커플러링크
273 : 압박고정부재
273a : 압박고정몸체 273b : 압박고정팁
273b1 : 베어링 273c : 회전제한바
274 : 압박고정실린더 274a : 피스톤로드
280 : 고정지그
300 : 디버링가공유니트

Claims

좌우 길이방향을 X축, 전후 길이방향을 Y축 및 상하 길이방향을 Z축으로 각각 정의되는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 일측에 설치되고, 다관절 매니퓰레이터의 작업단에 디버링대상물인 엔진용 흡기매니폴드 또는 배기매니폴드가 고정되어 X-Y-Z의 3축 방향으로 상기 디버링대상물을 이동시키는 디버링지그유니트와, 상기 디버링지그유니트와 인접하게 상기 메인프레임에 설치되고, 상기 디버링지그유니트의 작업단에 고정된 상기 디버링대상물의 표면에 형성된 버를 제거하는 디버링가공유니트와, 상기 디버링지그유니트에 고정된 상기 디버링대상물의 형상정보에 기초하여 상기 디버링지그유니트 및 디버링가공유니트의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 디버링지그유니트는,
상기 메인프레임에 직립하여 설치된 디버링지그프레임과, 상기 디버링지그프레임의 전면에 상하로 승강 가능하게 설치된 승강프레임과, 일단이 상기 승강프레임의 전면에 고정 결합되고, 타단이 전방을 향하도록 연장 형성된 연결프레임과, 일단이 상기 연결프레임의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제1 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제1 회전암과, 일단이 상기 제1 회전암의 타단에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제2 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제2 회전암과, 상기 제2 회전암의 타단 상부에 Z축 방향을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 제3 회전모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하며, 상부에 상기 디버링대상물이 안착되는 지그회전부재와, 상기 제2 회전암의 상부에 설치되고, 상기 지그회전부재의 상부에 안착된 상기 디버링대상물의 상부를 압박 고정하는 상부압박고정부를 포함하고,
상기 상부압박고정부는,
상기 제2 회전암의 상부에 직립하여 고정 설치된 압박고정프레임과,
상기 압박고정프레임의 상부에 설치되고, 자유도 1의 한정연쇄를 이루면서 4개의 링크가 모두 회전대우에 의해 연쇄를 이루고 있는 4절 링크기구와,
상기 링크기구를 이루는 복수의 링크 중 출력링크로부터 연장 형성되고, 상기 링크기구의 작동에 따라 상기 디버링대상물의 상부를 압박 고정 또는 해제하는 압박고정부재와,
상기 압박고정프레임의 일측에 설치되고, 피스톤로드의 끝단이 상기 링크기구를 이루는 복수의 링크 중 입력링크와 힌지결합되어 상기 피스톤로드의 전후진에 따라 상기 링크기구를 작동시키는 압박고정실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치.
제1항에 있어서,
상기 디버링지그유니트는,
하부가 상기 지그회전부재의 상부에 삽입 고정되어 함께 회전하고, 상부가 상기 디버링대상물의 하면을 받치도록 상기 디버링대상물의 형상정보에 기초하여 제작된 고정지그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 링크기구는,
그래스호프(Grashof)의 정리를 만족하지 않는 4절 링크기구로서, 복수의 링크 중 어떠한 링크도 360도 회전하지 않는 이중레버(double lever) 기구인 것을 특징으로 하는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치.
제4항에 있어서,
상기 링크기구는,
상기 압박고정프레임의 상부에 고정 결합되고, 복수의 링크 중 2번째로 긴 길이를 가진 베이스링크와,
일단이 상기 베이스링크의 일단에 힌지 결합되고, 복수의 링크 중 1번째로 긴 길이를 가지며, 타단에 상기 피스톤로드의 끝단이 힌지결합된 입력링크와,
일단이 상기 베이스링크의 타단에 힌지 결합되고, 복수의 링크 중 3번째로 긴 길이를 가지며, 타단으로부터 상기 압박고정부재가 연장 형성된 출력링크와,
양단이 상기 입력링크의 타단 및 상기 출력링크의 타단과 각각 힌지결합된 커플러링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치.
제5항에 있어서,
상기 압박고정부재는,
상기 출력링크의 타단으로부터 연장 형성된 압박고정몸체와,
상기 압박고정몸체의 끝단에 베어링을 매개로 회전 가능하게 직각으로 돌출 결합되고, 상기 압박고정몸체의 회전에 따라 상기 디버링대상물의 상부를 접촉하여 압박 고정하는 압박고정팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치.
제6항에 있어서,
상기 압박고정부재는,
상기 압박고정팁이 상기 디버링대상물의 상부를 접촉하여 압박 고정할 경우 상기 입력링크 타단의 회전반경 상에 간섭되도록 상기 압박고정몸체의 시작단에 길이방향을 따라 결합되어 상기 입력링크 타단의 회전을 제한하는 회전제한바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡배기매니폴드의 디버링장치.