KR101933926B1 - 세레이션 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 플랜지면의 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있는 세레이션 가공장치에 관한 것이다.
본 개시의 실시예에 따른 세레이션 가공장치는 상부면에 기어부가 구비된 베이스부와, 베이스부의 상부에 회전되게 위치되고, 외주면 소정 위치에는 기어부와 치합되는 구동기어가 구비된 서보모터가 설치된 회전부와, 회전부의 상부에 설치되어 플랜지면을 가공하는 가공부와, 베이스부의 하부에 원주방향을 따라 이격되게 설치되어 베이스부를 플랜지면에 고정하는 복수개의 고정부를 포함한다.

Description

세레이션 가공장치{Apparatus for forming serration}

본 개시는 플랜지의 표면 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있는 세레이션 가공장치에 관한 것이다.

대다수의 산업 설비에는 가스 및 유체를 전달하기 위해 상호 연결된 파이프 시스템이 설치되어 있다.

이러한 파이프 시스템은 두 개의 파이프를 플랜지를 사용하여 상호 연결하거나, 플랜지를 이용하여 파이프를 컨테이너 또는 용기에 연결하도록 구성된다.

이때, 플랜지의 표면은 열화 또는 기타 다른 손상을 받기 쉬운 부분으로서, 플랜지의 표면이 손상되었을 경우에는 플랜지의 결합면에서 누설이 발생되기 때문에 플랜지의 표면을 재면취 가공(re-facing or re-grooving)하여 수리하는 것이 필요하다.

이러한 재면취 가공은 정밀한 표면을 형성하기 위해 손상된 플랜지의 표면에 금속을 증착시키거나 플랜지의 표면을 부분적으로 가공하는 것에 의해 달성되는데, 재면취 가공을 위해서는 파이프 시스템에서 파이프를 분리한 후 수선 전문 가공소로 옮기는 것이 불편하였고, 이러한 불편을 해소하고자 휴대용 플랜지 면취기가 개발되어 있다.

이와 관련된 종래의 기술로 한국등록특허 제10-0943767호에 "세레이션 조도를 임의로 조절할 수 있는 휴대용 세레이션 가공장치"가 개시되어 있다.

종래의 세레이션 가공장치는 본체와, 본체의 내부에 회전 가능하게 장착되는 링 기어와, 링 기어와 체결되는 회전 링과, 회전 링을 지지하는 주축 베어링과, 주축 베어링의 일부와 접촉하는 고정 링과, 주축 베어링의 일부와 접촉하며, 고정 링과 체결되는 고정형 베이스 링과, 주축 베어링의 일부와 접촉하며, 회전 링과 체결되는 가동형 베이스 링을 구비하는 구동 유닛과, 구동 유닛의 내부에 회전 가능하게 장착된 플랜지 가공 유닛을 포함하되, 회전 링은 내주면에서 내측으로 돌출하는 플랜지 가공 유닛과 결합하는 제1 플랜지와, 가동형 베이스 링과 결합하는 제2 플랜지로 구성된다.

그러나, 전술한 종래기술은 플랜지 가공 유닛이 본체의 상부에 설치된 패널로부터 동력을 공급받기 위해 케이블이 구비된 슬립링을 통해 패널과 연결되어 있어 플랜지 가공 유닛이 링 기어에 의해 회전되는 회전 링과 동일한 방향으로 회전될 때 슬립링에 구비된 케이블이 꼬이게 됨으로써 플랜지 가공 유닛의 회전이 원활하지 않게 되거나, 심한 경우에는 케이블이 절손되어 가공작업이 원활하게 이루어지지 않게 되는 경우가 발생된다.

본 개시는 플랜지면의 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있는 세레이션 가공장치를 제공하는 것이다.

실시예에 의한 세레이션 가공장치는 플랜지면을 가공하기 위한 것으로 상부면에 기어부가 구비된 베이스부와, 베이스부의 상부에 회전되게 위치되고, 외주면 소정 위치에는 기어부와 치합되는 구동기어가 구비된 서보모터가 설치된 회전부와, 회전부의 상부에 설치되어 플랜지면을 가공하는 가공부와, 베이스부의 하부에 원주방향을 따라 이격되게 설치되어 베이스부를 플랜지면에 고정하는 복수개의 고정부를 포함한다.

실시예에 따르면 가공부는 회전부의 상부에 설치된 지지플레이트와, 지지플레이트의 측면에 설치되고, 내부에 길이방향으로 회전축이 구비된 지지박스와, 지지박스의 일측에 설치되어 회전축을 회전시키는 구동모터와, 회전축의 회전에 의해 지지박스의 길이방향으로 슬라이드되게 회전축에 결합되는 툴지지대와, 툴지지대에 결합되는 가공툴로 이루어지고, 지지플레이트에는 구동모터의 회전속도를 제어하는 제어부가 설치된다.

실시예에 따르면 툴지지대는 회전축에 결합되는 이동블록과, 이동블록의 전면에 결합되고, 상부에 높이 조절 노브가 구비된 고정블록과, 높이 조절 노브에 결합되어 고정블록의 전면에 위치되고 측면에 가공툴이 결합되는 지지블록을 포함한다.

실시예에 따르면 제어부는 서보모터에 구비된 엔코더에 의해 측정된 서보모터의 회전속도를 전송받아 구동모터의 회전속도를 제어한다.

실시예에 따르면 제어부는 회전부의 외주면 소정 위치에 설치된 광센서와, 베이스부의 소정 위치에 설치된 반사부로 이루어진 회전속도측정부에 의해 측정된 회전부의 회전속도를 전송받아 구동모터의 회전속도를 제어한다.

전술한 구성을 갖는 실시예에 따르면, 플랜지면의 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 세레이션 가공장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 세레이션 가공장치의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 세레이션 가공장치의 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 A-A' 선의 단면도.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 세레이션 가공장치의 사용 상태도.

본 개시의 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 세레이션 가공장치(100)는 플랜지면을 가공하기 위한 것으로, 베이스부(110), 회전부(120), 가공부(130), 복수개의 고정부(150)로 구성된다.

베이스부(110)는 도 2를 참조하면, 링 형상으로 이루어지고, 상부면에는 기어부(112)가 구비된다.

회전부(120)는 베이스부(110)의 상부에 회전되게 위치되고, 외주면 소정 위치에는 기어부(112)와 치합되는 구동기어(122a)가 구비된 서보모터(122)가 설치된다.

여기서, 베이스부(110)의 상부에는 회전부(120)가 원활하게 회전할 수 있도록 회전부(120)의 회전을 지지하는 레일(미도시)이 설치될 수 있다.

가공부(130)는 플랜지면을 세레이션 가공하는 것으로서, 회전부(120)의 상부에 설치된다.

가공부(130)는 도 3과 도 4를 참조하면, 회전부(120)의 상부에 설치된 지지플레이트(132)와, 지지플레이트(132)의 측면에 설치되고, 내부에 길이방향으로 회전축(134a)이 구비된 지지박스(134)와, 지지박스(134)의 일측에 설치되어 회전축(134a)을 회전시키는 구동모터(136)와, 회전축(134a)의 회전에 의해 지지박스(134)의 길이방향으로 슬라이드 되게 회전축(134a)에 결합된 툴지지대(140)와, 툴지지대(140)에 결합되는 가공툴(148)과, 지지플레이트(132)에 설치되어 구동모터(136)의 회전속도를 제어하는 제어부(138)로 구성된다.

여기서, 제어부(138)는 서보모터(122)의 회전속도에 따라 구동모터(136)의 회전속도를 제어하는데, 이는 가공부(130)에 의해 세레이션 가공되는 피가공물의 플랜지면의 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있도록 하기 위함이다.

제어부(138)가 구동모터(136)의 회전속도를 서보모터(122)의 회전속도에 따라 제어하는 것은 서보모터(122)에 엔코더(미도시)를 설치하고, 엔코더에 의해 측정된 서보모터(122)의 회전속도를 제어부(138)가 전송받아 구동모터(136)의 회전속도를 제어하는 것이다.

즉, 서보모터(122)의 회전속도에 따라 구동모터(136)에 의해 회전되는 회전축(134a)의 회전속도를 제어함으로써 회전축(134a)에 결합되어 이동되는 툴지지대(140)의 이동 피치를 정밀하게 제어가 가능하여 플랜지면의 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있게 되는 것이다.

그러나 이에 한정되지 않고 회전부(120)의 회전속도에 따라 구동모터(136)의 회전속도를 제어하는 것도 가능한데, 이 경우 제어부(138)는 회전부(120)의 외주면 소정 위치에 설치된 광센서(124)와, 베이스부(110)의 소정 위치에 설치된 반사부(114)로 이루어진 회전속도측정부로부터 회전부(120)의 회전속도를 전송받는다.

구체적으로 설명하면, 회전부(120)와 함께 회전되는 광센서(124)의 발광부(미도시)에서는 지속적으로 조사되는 광신호가 베이스부(110)의 어느 한 곳에 고정되게 설치된 반사부(114)에 의해 반사되어 광센서(124)의 수광부(미도시)에 수신되는 것을 기반으로 하여 회전부(120)의 회전속도를 측정하는 것으로서, 예를 들어 회전부(120)가 1회전 하는 동안(발광부에서 조사된 광신호가 수신부에 수신되는 것) 걸리는 시간이 0.1sec라면, 회전부(120)의 회전속도는 600rpm이 되는 것이다.

툴지지대(140)는 회전축(134a)에 결합되는 이동블록(142)과, 이동블록(142)의 전면에 결합되고, 상부에 높이 조절 노브(144a)가 구비된 고정블록(144)과, 높이 조절 노브(144a)에 결합되어 고정블록(144)의 전면에 상하이동되게 위치되는 지지블록(146)으로 구성되고, 지지블록(146)에는 전술한 가공툴(148)이 결합된다.

복수개의 고정부(150)는 베이스부(110)를 피가공물의 플랜지면에 고정시키는 것으로서, 베이스부(110)의 하부에 원주방향을 따라 이격되게 설치된다.

이러한, 고정부(150)는 베이스부(110)의 하부에 설치된 지그(152)와, 지그(152)를 관통하여 나사결합된 조절구(154)와, 조절구(154)의 단부에 결합되어 피가공물에 구비된 플랜지면의 외측면을 가압하는 가압구(156)로 이루어진다.

여기서, 복수개의 고정부(150)가 플랜지면의 외측면을 가압하는 것을 실시예로서 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 복수개의 고정부(150)가 플랜지면의 내측면을 가합하도록 베이스부(110)의 하부에 설치되는 것도 가능하다.

이하, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 개시의 실시예에 따른 세레이견 가공장치의 작동을 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 개시의 세레이션 가공장치를 가공하고자 하는 피가공 플랜지면의 상부에 위치시킨 후, 베이스부(110)의 하부에 설치된 복수개의 고정부(150)를 이용하여 가공장치를 피가공 플랜지면에 고정한다.

즉, 고정부(150)의 지그(152)는 플랜지면의 측면에 위치되고, 가압구(156)가 조절구(154)의 작동에 의해 베이스부(110)의 직경방향으로 이동되면서 피가공 플랜지면의 측면을 가압함으로써 가공장치(100)가 피가공 플랜지면에 고정되는 것이다.

가공장치(100)가 피가공 플랜지면에 고정된 후, 베이스부(110)의 상부면에 구비된 기어부(112)와 치합된 구동기어(122a)가 회전되도록 서보모터(122)를 작동시키면 회전부(120)가 회전을 하게 된다. 이때, 회전부(120)의 상부에 설치된 가공부(130)도 함께 회전을 한다.

가공부(130)가 회전부(120)와 함께 회전을 하게 되면, 제어부(138)에 의해 작동되는 구동모터(136)에 의해 회전되는 회전축(134a)의 회전방향에 따라 툴지지대(140)가 회전축(134a)의 길이방향으로 왕복이동함으로써 툴지지대(140)에 결합된 가공툴(148)이 플랜지면을 세레이션 가공을 하게 된다.

이때, 제어부(138)는 서보모터(122) 또는 서보모터(122)에 의해 회전되는 회전부(120)의 회전속도에 따라 구동모터(136)의 회전속도를 제어함으로써 가공부(130)에 의해 세레이션 가공되는 플랜지면의 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있다.

따라서, 본 개시의 실시예에 따른 세레이션 가공장치에 의하면, 제어부가 구동모터의 회전속도를 서보모터 또는 회전부의 회전속도에 따라 제어함으로써 플랜지면의 세레이션 조도를 정밀하게 가공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가공부가 구동모터에 의해 서보모터 또는 서보모터에 의해 회전되는 회전부의 회전속도에 따라 제어부에 의해 독립적으로 작동이 되도록 구성되기 때문에 종래와 같이 플랜지 가공 유닛에 동력을 공급하기 위한 케이블이 구비된 슬립링과 같은 구성을 구비하지 않음으로써 케이블의 꼬임으로 인해 플랜지 가공 유닛의 회전이 원활하지 않게 되어 작업성이 저하되는 것과, 플랜지 가공 유닛이 무리하게 회전함으로써 케이블이 절손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 개시의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 개시를 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110; 베이스부 152; 지그
112; 기어부 154; 조절구
114; 광센서 156; 가압구
120; 회전부
122; 서보모터
122a; 구동기어
124; 반사부
130; 가공부
132; 지지플레이트
134; 지지박스
134a; 회전축
136; 구동모터
138; 제어부
140; 툴지지대
142; 이동블록
144; 고정블록
144a; 높이 조절 노브
146; 지지블록
150; 고정부

Claims (5)

1. 플랜지면을 가공하기 위한 가공장치에 있어서,
   상부면에 기어부가 구비된 베이스부;
   상기 베이스부의 상부에 회전되게 위치되고, 외주면 소정 위치에는 상기 기어부와 치합되는 구동기어가 구비된 서보모터가 설치된 회전부;
   상기 회전부의 상부에 설치되고, 상기 회전부와 일체로 회전하며, 상기 플랜지면을 가공하는 가공부; 및,
   상기 베이스부의 하부에 원주방향을 따라 이격되게 설치되어 상기 베이스부를 상기 플랜지면에 고정하는 복수개의 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세레이션 가공장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가공부는,
   상기 회전부의 상부에 설치된 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 측면에 설치되고, 내부에 길이방향으로 회전축이 구비된 지지박스와, 상기 지지박스의 일측에 설치되어 상기 회전축을 회전시키는 구동모터와, 상기 회전축의 회전에 의해 상기 지지박스의 길이방향으로 슬라이드되게 상기 회전축에 결합되는 툴지지대와, 상기 툴지지대에 결합되는 가공툴로 이루어지고,
   상기 지지플레이트에는 상기 구동모터의 회전속도를 제어하는 제어부가 설치되는 것을 특징으로 하는 세레이션 가공장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 툴지지대는,
   상기 회전축에 결합되는 이동블록과, 상기 이동블록의 전면에 결합되고, 상부에 높이 조절 노브가 구비된 고정블록과, 상기 높이 조절 노브에 결합되어 상기 고정블록의 전면에 위치되고 측면에 상기 가공툴이 결합되는 지지블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 세레이션 가공장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는 상기 서보모터에 구비된 엔코더에 의해 측정된 상기 서보모터의 회전속도를 전송받아 상기 구동모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 세레이션 가공장치.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는 상기 회전부의 외주면 소정 위치에 설치된 광센서와, 상기 베이스부의 소정 위치에 설치된 반사부로 이루어진 회전속도측정부에 의해 측정된 상기 회전부의 회전속도를 전송받아 상기 구동모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 세레이션 가공장치.

Images