KR101909662B1 - 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 피 가공물의 내경을 가공시 미세절입장치에 의해 자동으로 연삭툴이 기설정된 시간만큼만 이동되게 함으로서 연삭기 오차 범위를 최소화하고 품질을 균일화하여 인건비를 줄이고 공정을 개선할 수 있게 한 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법을 제공한다.
이러한 본 발명은, 원통 형상으로 이루어지는 피 가공물의 내경을 연삭할 수 있는 원통형 연삭기에서, 상기 피 가공물의 내경을 연삭하는 연삭툴이 고속 회전하도록 구비되고, 상기 연삭툴이 상기 피 가공물의 길이방향을 따라 정밀하게 왕복 이동 가능하도록 결합되는 미세절입장치; 및 상기 미세절입장치를 제어하기 위한 제어장치;를 포함한다.

Description

미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법{GRINDING METHOD}

본 발명은 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속으로 이루어지는 피 가공물의 내경을 가공시 미세절입장치에 의해 연삭툴을 기설정된 시간만큼만 자동으로 이동되게 하여 오차 범위를 최소화하고 품질을 균일화하여 인건비를 줄이고 공정을 개선할 수 있게 한 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 금속과 같은 재료(피 가공물)를 절삭 또는 연삭과 같은 공정을 통하여 필요한 모양을 만들어내는 기계를 공작기계라고 하고, 공작기계에 사용될 수 있는 드릴은 금속에 구멍을 뚫기 위한 공구를 말한다. 피 가공물의 보링을 위한 드릴링 머신은 절삭공구가 장치된 스핀들을 임의의 위치로 이동시키거나 또는 임의의 각도를 형성하여 공작물을 가공하는 장치를 말한다.

한편, 연삭장치는 연삭기를 이용하여 피 가공물의 외경, 내경, 단면을 연삭하는 기계로서, 피 가공물을 척에 고정시켜 회전시키고, 이 상태에서 연삭기(연삭툴)를 회전시키면서, 피 가공물에 접촉시켜 정밀 다듬질하는데 사용되는 장치이다.

그러나 종래에는 피 가공물의 내경을 연삭하기 위해 연삭툴을 피 가공물의 길이 방향으로 따라 이동시킬 때 작업자가 수동으로 이동시킴으로써, 정밀한 연삭이 불가능하고, 작업자가 가공면을 항상 확인하여야 되는 문제점이 있었다.

국내 특허 공개번호 10-2010-0045068호, 고속 내경연삭기. 국내 특허 등록번호 10-1173494호, 내경 연삭장치.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피 가공물의 내경을 가공시 미세절입장치에 의해 자동으로 연삭툴이 기설정된 시간만큼만 이동되게 함으로서 연삭기 오차 범위를 최소화하고 품질을 균일화하여 인건비를 줄이고 공정을 개선할 수 있게 한 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법은, 원통 형상으로 이루어지는 피 가공물의 내경을 연삭할 수 있는 원통형 연삭기에서, 상기 피 가공물의 내경을 연삭하는 연삭툴이 고속 회전하도록 구비되고, 상기 연삭툴이 상기 피 가공물의 길이방향을 따라 정밀하게 왕복 이동 가능하도록 결합되는 미세절입장치; 및 상기 미세절입장치를 제어하기 위한 제어장치;를 포함하고, 상기 미세절입장치는 유압장치로부터 공급되는 유압유에 의해 구동하되, 상기 미세절입장치로 유압유가 공급되도록 유압유를 바이패스시키고, 바이패스되는 유압유를 단속할 수 있도록 설치되는 바이패스밸브와, 상기 바이패스밸브를 개방시키도록 설치되는 푸시버튼과, 상기 푸시버튼의 조작시 기설정된 시간만큼만 상기 바이패스밸브를 개방한 후 폐쇄하도록 작동하는 타이머로 이루어지며, 상기 푸시버튼을 조작함에 의해 상기 바이패스밸브를 기설정된 시간만큼만 개방하여 상기 미세절입장치를 기설정된 시간만큼만 구동하는 것이 바람직하다.

상기 미세절입장치는 베드 상에 설치되며, 상기 베드는 상기 제어장치의 콘트롤을 받으면서 이동수단에 의해 상기 피 가공물의 길이 방향을 따라 정밀하게 왕복운동 가능하도록 구동하는 것이 바람직하다.

상기 제어장치와 상기 미세절입장치는 무선으로 통신하여 콘트롤되도록 구동하는 것이 바람직하다.

상기 제어장치는, 상기 미세절입장치의 상대변위를 측정하는 감지부와, 상기 감지부에서 검출한 신호를 데이터화 하여 신호를 처리 및 분석하는 검출부를 구비하고, 상기 검출부에서 전송된 신호를 이용하여 상기 미세절입장치의 변위를 제어하도록 구동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 장치는, 원통 형상으로 이루어지는 피 가공물의 내경을 연삭하는 원통형 연삭기로서, 상기 피 가공물의 내경을 연삭하는 연삭툴이 고속 회전하도록 구비되고, 상기 연삭툴이 상기 피 가공물의 길이방향을 따라 정밀하게 왕복 이동 가능하도록 결합되는 미세절입장치; 및 상기 미세절입장치를 제어하기 위한 제어장치;를 포함하고, 상기 미세절입장치는: 유압장치로부터 공급되는 유압유에 의해 구동하도록 이루어지되, 상기 유압유가 미세절입장치로 공급되도록 유압유를 바이패스시키고, 바이패스되는 유압유를 단속할 수 있도록 설치되는 바이패스밸브와, 상기 바이패스밸브를 개방시키도록 설치되는 푸시버튼과, 상기 푸시버튼의 조작시 기설정된 시간만큼만 상기 바이패스밸브를 개방한 후 폐쇄하도록 작동하는 타이머로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 연삭툴은: 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 단부에 설치되어 고속 회전되면서 피 가공물의 내경을 연삭할 수 있는 내경연삭팁으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제어장치와 상기 미세절입장치는 무선으로 통신하여 콘트롤하도록 구성되되, 상기 제어장치에는 무선엑세스포인트가 설치되고, 상기 무선엑세스포인트와 무선으로 송수신하는 무선어댑터가 상기 미세절입장치에 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제어장치에는 가공과 관련된 데이터가 출력되는 모니터링부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법 및 장치에 의하면, 피 가공물의 내경을 가공시 미세절입장치에 의해 자동으로 연삭툴이 기설정된 시간만큼만 이동되게 함으로서 오차 범위를 최소화하고 품질을 균일화하여 인건비를 줄이고 공정을 개선할 수 있음으로, 전체 연삭사이클 및 절입시간 통제할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 2는 본 발명에 적용되는 원통형 연삭기를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에서 가공되는 피 가공물의 일예를 보인 실물 사진이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 원통형 연삭기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에서 가공되는 피 가공물의 일예를 보인 실물 사진이다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명은 원통 형상으로 이루어지는 피 가공물(R)의 내경을 연삭할 수 있는 원통형 연삭기(100)로서, 상기 피 가공물(R)의 내경을 연삭하는 연삭툴(102)이 고속 회전하도록 구비되고, 상기 연삭툴(102)이 상기 피 가공물(R)의 길이방향을 따라 정밀하게 왕복 이동 가능하도록 결합되는 미세절입장치(110)가 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 피 가공물(R)은 원통형 연삭기에 구비되는 척(104)에 고정되어 회전되도록 구비되는 것이 바람직하고, 상기 연삭툴(102)은 회전샤트프(102a)와 상기 회전샤트프(102a)의 단부에 설치되어 고속 회전되면서 피 가공물(R)의 내경을 연삭할 수 있는 내경연삭팁(102b)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상세히 설명하지는 않았지만 상기 피 가공물(R)과 연삭툴(102)은 서로 반대 방향으로 회전되어야 함은 자명하다.

여기에서, 상기 회전샤트프(102a)는 WC, WC-TiC-Co, WC-Co, Wc-TiC-Co를 포함하는 초경 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 내경연삭팁(102b)은 회전샤트프의 선단 외주면에 구비되는 CBN 입자 또는 다이아몬드 입자를 포함하여 연삭재가 팁 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 연삭재의 집중도는 100∼220% 정도가 바람직한데, 그 이유는 집중도가 너무 작은 경우에는 연삭 효율이 떨어지고 수명이 저하되고, 너무 큰 경우에는 연삭재가 부하를 많이 받게 되어 버닝현상을 일으키기 때문이다.

또한, 상기 연삭재의 크기는 60∼325메쉬(mesh)로 설정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 연삭재 입자가 너무 작으면 연삭 효율이 떨어져 눈막힘 현상에 따른 버닝 현상이 일어날 우려가 있고, 너무 큰 경우에는 연삭효율은 증가할 수 있으나 요구하는 피삭재의 연삭가공 표면의 거칠기가 너무 거칠게 되기 때문이다.

한편, 내경연삭팁에 형성되는 기공의 양은 25∼50% 정도가 바람직하다. 상기 내경연삭팁의 결합제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 유리질 결합제라면, 어느 것이나 가능하며, 가장 바람직한 결합제로는 붕규산염 유리를 들 수 있고, 그 외에 인산염 유리, 알카리 유리 등도 사용될 수 있다.

상기 붕규산염 유리는 SiO2, Al2O3, B2O3, CaCO3 및 CaO 등을 함유하고 있다. 한편, 내경연삭팁은 10 ~ 40vol%의 결합제, 0 ~ 30 vol%의 필러, 0 ~ 20 vol%의 기공제 및 나머지 연삭재로 조성될 수 있다.

상기 필러로는 알루미나, 탄화규소, 물라이트 등의 연삭입자 보조재를 들 수 있다. 상기 기공제는 연삭시 연삭 부하 감소 및 칩(chip) 배출을 용이하게 하는 성분들이다.

한편, 상기 미세절입장치(110)는 유압장치(120)로부터 공급되는 유압유에 의해 구동하도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 미세절입장치(110)로 유압유가 공급되도록 유압유를 바이패스시키고, 바이패스되는 유압유를 단속할 수 있도록 바이패스밸브(122)가 설치되며, 상기 바이패스밸브(122)를 개방시키도록 푸시버튼(124)이 설치되고, 상기 푸시버튼(124)의 조작시 기설정된 시간만큼만 상기 바이패스밸브(122)를 개방한 후 폐쇄하도록 작동하는 타이머(126)가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징은, 상기 푸시버튼(124)을 조작함에 의해 상기 바이패스밸브(122)를 기설정된 시간만큼만 개방하여 상기 미세절입장치(110)를 기설정된 시간만큼만 구동하도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 푸시버튼(124)의 조작으로 개방되는 바이패스밸브(122)는 타이머(126)에 의해 기설정된 시간, 예컨대 1~20초의 간격을 두고 바이패스밸브를 닫도록 하여, 전체 연삭사이클 및 절입시간을 통제할 수 있도록 하는 것이 바람지하다.

또한, 상기 바이패스밸브(122)의 개방은 상기 푸시버튼(124)을 작업자가 수동 조작하여 개방되도록 하거나, 혹은 제어장치에 의해 자동 조작되어 개방되도록 할 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 미세절입장치(110)를 제어하기 위한 제어장치(200)를 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 제어장치(200)는 상기 미세절입장치(110)를 구동하기 위한 것으로, 상기 미세절입장치(110)는 베드(112) 상에 설치되는 것이 바람직하며, 상기 베드(112)는 상기 제어장치(200)의 콘트롤을 받으면서 이동수단(114)에 의해 상기 피 가공물(R)의 길이 방향을 따라 정밀하게 왕복운동 가능하도록 구동하는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 베드(112)는 본 발명의 대부분 구성들을 받치는 기초가 되는 곳으로, 수평하고 넓게 포진된 형태가 바람직할 것이며, 특정의 형상으로 한정하지는 않아도 될 것이다. 이러한 베드(112)는 지면이나 또는 하부지지물위에 설치되는 것으로, 경우에 따라서는 X축 방향으로 왕복운동이 가능한 기능을 가질 수도 있다. 즉, X축 방향이란 피 가공물의 길이방향을 말하는 것으로, 피 가공물의 절삭위치로 연삭툴(102)을 이동시킬때에 급이송하는 경우 사용될 수 있다. 또는, 급이송 외에도 가공을 위한 정밀이동도 가능하게 할 수 있다. 따라서 베드(112)의 하부는 LM가이드 및 볼스크류 등의 이동수단(114)으로 구축되어 제어장치의 콘트롤에 따라 선택적으로 X축 방향으로 이동이 가능하게 될 수 있는 것이다.

또한, 상기 제어장치(200)와 상기 미세절입장치(110)는 무선으로 통신하여 콘트롤되도록 구동하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 미세절입장치(110)의 콘트롤을 무선으로 제어하기 위해 상기 제어장치(200)에는 무선엑세스포인트(Wireless Access Point, WAP)(212)를 설치하고, 상기 미세절입장치(110)에는 무선어뎁터(214)를 설치하여 제어신호를 전달하도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제어장치(200)에는 가공에 필요한 정보를 입력하거나 그에 따른 정보 데이터가 내장될 수 있고, 각종 가공 패턴이나 범위 등이 프로그램화되어 있을 수 있다. 그리고 현재의 가공 상태나 움직임 등을 작업자(operator)에게 보여주기 위한 모니터링부(220)가 제어장치(200)와 연결될 수 있다.

한편, 상기 제어장치(200)는 상기 미세절입장치(110)의 상대변위를 측정하는 감지부(132)와, 상기 감지부(132)에서 검출한 신호를 데이터화 하여 신호를 처리 및 분석하는 검출부(134)를 구비하고, 상기 검출부(134)에서 전송된 신호를 이용하여 상기 미세절입장치(110)의 변위를 제어하도록 구동할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 미세절입장치(110)의 상대변위를 측정하여 그 변위를 제어함으로서, 정밀한 가공 및 가공 오차를 최소화할 수 있다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100 - 원통형 연삭기 110 - 미세절입장치
120 - 유압장치 122 - 바이패스밸브
124 - 푸시버튼 126 - 타이머
200 - 제어장치 R - 피 가공물

Claims (8)

1. 원통 형상으로 이루어지는 피 가공물은 원통형 연삭기에 구비되는 척에 고정되어 회전되도록 구비되며,
   상기 피 가공물의 내경을 연삭할 수 있는 원통형 연삭기에서, 상기 피 가공물의 내경을 연삭하는 연삭툴이 상기 피 가공물과는 반대방향으로 고속 회전하도록 구비되고, 상기 연삭툴이 상기 피 가공물의 길이방향을 따라 정밀하게 왕복 이동 가능하도록 결합되는 미세절입장치; 및
   상기 미세절입장치를 제어하기 위한 제어장치;를 포함하고,
   상기 연삭툴은,
   회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 단부에 설치되어 고속 회전되면서 피 가공물의 내경을 연삭할 수 있는 내경연삭팁으로 이루어지고,
   상기 미세절입장치는 유압장치로부터 공급되는 유압유에 의해 구동하되,
   상기 미세절입장치로 유압유가 공급되도록 유압유를 바이패스시키고, 바이패스되는 유압유를 단속할 수 있도록 설치되는 바이패스밸브와, 상기 바이패스밸브를 개방시키도록 설치되는 푸시버튼과, 상기 푸시버튼의 조작시 기설정된 시간만큼만 상기 바이패스밸브를 개방한 후 폐쇄하도록 작동하는 타이머로 이루어지며, 상기 푸시버튼을 조작함에 의해 상기 바이패스밸브를 기설정된 시간만큼만 개방하여 상기 미세절입장치를 기설정된 시간만큼만 구동하고,
   상기 미세절입장치는 베드 상에 설치되며, 상기 베드는 상기 제어장치의 콘트롤을 받으면서 이동수단에 의해 상기 피 가공물의 길이 방향을 따라 정밀하게 왕복운동 가능하도록 구동하며,
   상기 제어장치와 상기 미세절입장치는 무선으로 통신하여 콘트롤하도록 구성되되, 상기 제어장치에는 무선엑세스포인트가 설치되고, 상기 무선엑세스포인트와 무선으로 송수신하는 무선어댑터가 상기 미세절입장치에 구비되고, 상기 제어장치에는 가공과 관련된 데이터가 출력되는 모니터링부를 더 포함하여 상기 미세절입장치의 제어를 무선으로 수행하는 것을 특징으로 하는 미세절입장치를 이용한 금속 자동 연삭 방법.
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