KR101934555B1 - 기어 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하 방향으로 왕복운동하는 가공부가 하측 방향에 위치한 대상물을 가공하여 기어를 제조하는 장치로서, 가공부의 하측에 위치하고 대상물을 고정하는 복수 개의 고정 척을 포함하는 몸체부, 몸체부의 하측에 구비되고 제1 호 길이만큼의 회전 운동을 통해 몸체부를 전방 및 후방으로 제1 길이만큼 이동시키는 왕복 이동부 및 몸체부의 하측에 구비되고 제2 호 길이만큼의 회전 운동을 통해 몸체부를 회전시키는 회전 이동부를 포함하고, 대상물의 표면에는 가공부의 형상에 대응되는 1개의 음각부가 음각 형성되고, 1개의 음각부가 형성된 이후 회전 이동부가 몸체부를 회전시킨 후 가공부가 상하방향으로 왕복운동함에 따라, 음각부가 복수 개 형성되는 기어 제조 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 양질의 기어를 제조할 수 있고 불량품의 제조를 원천 방지할 수 있어 생산 효율을 극대화할 수 있고, 제조 과정에서 대상물 및 가공부의 상황을 육안으로 확인하기 위해 장치의 구동을 정지하지 않아도 되기 때문에, 번거로움을 덜 수 있고 작업 효율을 현저하게 높일 수 있다.

Description

기어 제조 장치{GEAR MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 기어 제조 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 기어 제조 과정을 자동화하여 편의성을 제공하고 양질의 기어를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

기어는 복수 개의 톱니를 통해 동력을 전달하는 장치이다. 이에 따라, 기어는 다양한 산업 현장에서 동력을 전달하는 장치 및 동력 전달을 목적으로 하는 장치에 보편적으로 사용된다. 이러한 기어는 절삭 가공, 방전 가공 및 소성 가공 등의 방법에 의하여 제조되는데, 이 중에서 복수 개로 구비되는 톱니의 형상이 일정한 기어의 경우 선행문헌 1(대한민국 공개특허 제10-1996-0033624호)과 같이 돌출부가 구비된 제1 다이 및 제2 다이를 대상물의 일측 및 타측에 위치시킨 다음, 제1 다이 및 제2 다이의 사이에 배치된 대상물을 전조가공함으로써 기어를 제조하였다. 하지만, 선행문헌 1의 경우 제1 다이 및 제2 다이에 형성된 돌출부가 균일한 형상으로 이루어져 있지 않거나 상기 돌출부가 크랙 등을 가지고 있어 변질된 경우, 돌출부에 의해 표면이 음각 형성되어 제조되는 기어의 품질이 크게 저하되는 문제점이 있다. 또한, 선행문헌 1은 상기와 같은 기어 제조 과정에서 제1 다이 및 제2 다이와 대상물이 계합되지 않는 상황을 즉시 인지하기 어려워 불량품이 양산됨에 따라 생산 효율이 극히 저하된다는 문제점이 있다.

이에 따라, 최근에는 CNC 호빙머신의 테이블에 대상물을 장착한 후 공구를 이용하여 대상물을 절삭 가공함에 따라 기어를 제조하는 방법이 개시되고 있다. 하지만, 상기와 같은 경우 대상물을 가공함에 있어 작업자가 육안으로 대상물과 공구의 접촉면을 일일이 확인해야 하는 번거로움이 있고, 이러한 육안 확인 작업은 기어 제조에 소요되는 시간을 증가시켜 생산 효율을 저하시키는 문제점이 있다. 또한 대상물이 공구와 접하여 절삭되는 과정에서, 대상물의 가장자리 부분 등과 같이 공구가 접하기 어려운 부분은 절삭되지 않아 양질의 기어로 제조되기 어렵다. 또한, 양질의 기어로 제조가 되었는지 확인해야 하는 별도의 선별 작업을 요하게 되어, 불필요한 인적 및 물적 소모를 야기한다는 문제점이 있다.

선행문헌 1: 대한민국 공개특허 제10-1996-0033624호 (1996.10.22. 공개)

본 발명의 기술적 과제는 기어의 제조 과정에 있어 불량품이 제조되지 않도록 하는 기어 제조 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 제조가 완료된 기어를 육안으로 확인하는 작업을 생략할 수 있는 기어 제조 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 상하 방향으로 왕복운동하는 가공부가 하측 방향에 위치한 대상물을 가공하여 기어를 제조하는 장치로서, 가공부의 하측에 위치하고 대상물을 고정하는 복수 개의 고정 척을 포함하는 몸체부, 몸체부의 하측에 구비되고 제1 호 길이만큼의 회전 운동을 통해 몸체부를 전방 및 후방으로 제1 길이만큼 이동시키는 왕복 이동부 및 몸체부의 하측에 구비되고 제2 호 길이만큼의 회전 운동을 통해 몸체부를 회전시키는 회전 이동부를 포함하고, 대상물의 표면에는 가공부의 형상에 대응되는 1개의 음각부가 음각 형성되고, 1개의 음각부가 형성된 이후 회전 이동부가 몸체부를 회전시킨 후 가공부가 상하방향으로 왕복운동함에 따라, 음각부가 복수 개 형성되는 기어 제조 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 양질의 기어를 제조할 수 있고 불량품의 제조를 원천 방지할 수 있어 생산 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제조 과정에서 대상물 및 가공부의 상황을 육안으로 확인하기 위해 장치의 구동을 정지하지 않아도 되기 때문에, 번거로움을 덜 수 있고 작업 효율을 현저하게 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기어 제조 장치를 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가공부 및 몸체부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 왕복 이동부에 의해 몸체부가 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 이동부에 의해 몸체부가 회전하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정 척을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가공부 및 센서부의 접촉 인식을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유효접촉을 인식하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기어 제조 공정을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이제부터, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기어 제조 장치를 전체적으로 나타내는 사시도이다.

본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, “상측 방향”은 도면에서의 상측을 향하는 방향을 뜻하고, “하측 방향”은 “상측 방향”의 반대 방향을 뜻한다. 또한, “시계 방향으로의 회전”은 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이 도면을 기준으로 시계방향으로 회전하는 것을 뜻한다. 또한, “왕복 이동부(130)의 회전 운동”은 전방을 향하도록 구비되는 왕복 이동부(130)의 중심축을 중심으로 회전 운동하는 것을 지칭한다. 또한, “전방”은 왕복 이동부(130)가 구비되는 방향으로서 도 1에서의 우측 하단을 향하는 방향이고 “후방”은 “전방”의 반대 방향을 의미한다.

또한, 대상물(o)은 기어로 제조되기 전의 원료를 뜻하는 것으로서 엔지니어링 플라스틱, 합성수지 및 금속 재질 등으로 다양하게 구비될 수 있고, 이는 기어를 제조하고자 하는 작업자의 요구사항에 따라 변경 가능하다.

(추가 정의할 것 기재)

본 발명의 제1 실시예에 따른 기어 제조 장치는 대상물(o)의 상측에 위치하고 상하방향으로의 왕복운동을 통해 하측 방향에 위치한 대상물(o)을 가공하는 가공부(110), 가공부(110)의 하측에 위치하고 대상물(o)을 고정하는 복수 개의 고정 척(121)을 포함하는 몸체부(120), 몸체부(120)의 하측에 위치하고 제1 호 길이(l1)만큼의 회전 운동을 통해 몸체부(120)를 전방 및 후방으로 이동시키는 왕복 이동부(130) 및 몸체부(120)의 하측에 배치되고 제2 호 길이(l2)만큼의 회전 운동을 통해 몸체부(120)를 회전시키는 회전 이동부(140)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가공부(110) 및 몸체부(120)를 나타내는 도면이다.

가공부(110)는 대상물(o)을 절삭하여 음각부를 형성함으로써 대상물(o)을 기어로 제조하기 위한 구성이다. 상세하게, 가공부(110)는 대상물(o)의 표면을 절삭하여 톱니를 형성한다. 이를 위해, 가공부(110)는 대상물(o)의 상측 방향에 위치하고, 별도의 구동부를 통해 동력을 공급받아 상하 방향으로 왕복운동한다. 가공부(110)의 일단은 톱니를 형성하기 위해 수평방향으로의 단면이 마름모, 정사각형, 직사각형 등의 형상을 갖는다. 하지만, 가공부(110)의 일단의 단면 형상은 이에 한정되지 않고, 타원 형상 등으로 구비되어 톱니의 모서리가 라운드지도록 할 수 있다. 또한, 가공부(110)는 수직으로 상승 및 하강하는 운동을 반복하기 때문에, 가공부(110)의 상하방향으로의 왕복운동 경로 상에 위치한 대상물(o)의 외주면은 가공부(110)의 일단에 대응되어 음각되고 이에 따라 음각부가 형성된다. 보다 바람직한 실시예로서, 가공부(110)는 보다 미세한 속도로 상승 또는 하강하기 위해 유압모터로부터 동력을 공급받을 수 있다. 이는 대상물(o)이 과도하게 큰 속도로 상승 또는 하강하는 가공부(110)의 일단에 의해 파손되거나 대상물(o)을 가공하는 가공부(110)가 파단되는 것을 방지하고, 보다 작은 속도로 상승 및 하강함에 따라 대상물(o)의 표면에 크랙이 발생하는 것을 방지하며, 가공부(110)가 과도하게 큰 속도로 상승 및 하강함에 따라 가공하고자 하는 대상물(o)의 일 부분이 모두 가공되지 않는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

몸체부(120)는 가공하고자 하는 대상물(o)의 위치를 고정시키는 구성이다. 이를 위해, 몸체부(120)는 가공부(110)의 하측 방향에 위치하고, 보다 견고한 대상물(o)의 위치 고정을 위해 몸체부(120)의 하면은 별도로 구비된 작업 테이블과 접하도록 구비된다. 또한, 몸체부(120)는 원기둥 또는 원판 형상으로 형성되어 상면에 대상물(o)을 위치시키는데, 이러한 몸체부(120)의 형상은 한정되지 않는다. 또한, 몸체부(120)의 상면에는 후술할 복수 개의 고정 척(121)이 삽입되도록 삽입홈이 더 구비되고, 상기 삽입홈은 복수 개의 고정 척(121)의 형상 및 개수에 대응되도록 형성된다. 보다 바람직한 실시예로서, 몸체부(120)의 외측 방향에는 복수 개의 고정 척(121) 간의 간격을 조절하여 대상물(o)을 가압하기 위한 별도의 가압 고정부가 더 구비될 수 있고, 이러한 가압 고정부는 종래의 선반 가공 등의 일반적인 가공에서 대상물(o)을 가압 고정하는 구성이므로, 본 발명에서의 고정 척(121) 및 가압 고정부의 체결에 관련된 보다 자세한 설명은 생략하도록 한다. 또한, 몸체부(120)는 후술할 왕복 이동부(130)에 의해 전방 및 후방으로 이동하고, 후술할 회전 이동부(140)에 의해 몸체부(120)의 중심축을 중심으로 회전하는데 이에 대한 보다 자세한 설명은 도 3 및 도 4에서 후술하도록 한다.

몸체부(120)는 고정 척(121)을 더 포함한다. 고정 척(121)은 대상물(o)을 내측 방향으로 가압하여 고정하기 위한 구성이다. 이를 위해, 고정 척(121)은 복수 개로 구비되고 몸체부(120)의 중심축을 중심으로 방사 배열을 이룬다. 또한, 고정 척(121)은 계단 형상의 부재로 형성되되 상단이 대상물(o)의 하단을 가압하도록 구비된다. 하지만 고정 척(121)의 형상은 이에 한정되지 않고 보다 견고한 가압을 위한 막대 형상, 봉 형상 등의 다양한 형상을 갖을 수 있다. 고정 척(121)은 선술한 몸체부(120)의 삽입홈에 삽입됨과 동시에 별도의 가압 고정부와 연결된 상태에서, 대상물(o)을 가압함에 따라 대상물(o)이 몸체부(120)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 대상물(o)을 가공하는 과정에서 대상물(o)의 위치 가변에 따른 불량품 제조 확률을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 왕복 이동부(130)에 의해 몸체부(120)가 이동하는 것을 나타내는 도면이다.

왕복 이동부(130)는 몸체부(120)를 이동시키기 위한 구성이다. 상세하게, 왕복 이동부(130)의 회전 운동을 통해 몸체부(120)를 전방 및 후방으로 이동시킨다. 이를 위해, 왕복 이동부(130)는 몸체부(120)의 하측 방향에 구비되고 전방을 향하는 부분은 원형의 테 또는 휠 형상을 갖는다. 보다 바람직한 실시예로서, 몸체부(120) 및 왕복 이동부(130)는 복수 개의 베벨 기어로 연결될 수 있다. 이에 따라, 왕복 이동부(130)의 회전 운동을 통해 몸체부(120)가 전방 및 후방으로 직선운동할 수 있는 동력을 제공할 수 있다. 또한, 왕복 이동부(130)는 제1 호 길이(l1)만큼 회전 운동함에 따라 몸체부(120)를 제1 길이(l3)만큼 이동시킬 수 있다. 도 3을 일례로 들어 설명하자면 왕복 이동부(130)는 시계 방향으로 제1 호 길이(l1)만큼 회전 운동하고, 복수 개의 베벨 기어를 통해 왕복 이동부(130)와 연결되는 몸체부(120)는 이에 대응되어 제1 길이(l3)만큼 후방으로 이동한다. 보다 바람직한 실시예로서, 왕복 이동부(130)는 별도의 제1 동력 공급부(131)를 통해 동력을 공급받아 회전 운동하고, 여기서 상기 별도의 제1 동력 공급부(131)는 왕복 이동부(130)와 벨트 연결됨으로써, 왕복 이동부(130)는 보다 작은 크기의 동력을 순차적으로 공급받을 수 있다. 이는 크기가 작은 대상물(o)에 대해 몸체부(120)가 보다 작은 제1 길이(l3)만큼 이동해야 하는 경우, 몸체부(120)가 과도하게 전방 및 후방으로 이동하는 것을 방지하여 용이한 기어 제조가 가능하다는 효과를 갖는다. 추가적으로, 몸체부(120)가 전방 및 후방으로 이동하기 위해서, 몸체부(120)가 위치하는 별도의 작업 테이블의 상면에는 별도의 가이드 홈이 구비되어야 함이 바람직할 것이다.

왕복 이동부(130)를 통해, 몸체부(120)는 전방 및 후방으로 이동하여 대상물(o)이 가공되기 위한 환경을 제공할 수 있다. 상세하게, 대상물(o)의 외주면과 가공부(110)의 일단과 과도하게 접하는 경우 절삭 과정에서 대상물(o) 및 가공부(110)의 파단 현상이 발생하고, 제조가 완료된 기어의 품질이 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 대상물(o)의 가공하고자 하는 부분을 1차 가공한 후, 왕복 이동부(130)의 회전 운동을 통해 몸체부(120)르 후방으로 이동시킨 다음 가공부(110)를 통해 대상물(o)을 재차 가공하여 음각부를 형성한다. 이를 통해, 과도한 대상물(o) 및 가공부(110)의 접촉에 따른 파단 현상을 방지하고, 톱니의 표면이 2번 이상 가공되기 때문에 표면의 품질을 현저하게 상승시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 이동부(140)에 의해 몸체부(120)가 회전하는 것을 나타내는 도면이다. 도 4를 설명함에 앞서, 회전 이동부(140)의 원테 형상으로 돌출 형성되는 방향을 일측 방향(도 4b의 우측 방향을 뜻함)으로 지칭하여 설명하도록 한다. 회전 이동부(140)는 몸체부(120)를 회전시켜 대상물(o)의 외주면에 음각부를 추가 형성되도록 하는 구성이다. 상세하게, 회전 이동부(140)는 회전 이동부(140)의 중심축을 중심으로 회전하고, 이에 대응하여 몸체부(120)는 회전된다. 이를 위해, 회전 이동부(140)는 몸체부(120)의 하측 방향에 위치하고 일단은 원테 또는 휠 형상으로 구비된다. 또한, 회전 이동부(140)와 몸체부(120)는 복수 개의 베벨 기어로 연결됨으로써, 몸체부(120)는 회전 이동부(140)로부터 동력을 공급받아 회전할 수 있다. 또한, 회전 이동부(140)는 제2 호 길이(l2)만큼 회전하여 몸체부(120)를 회전시킬 수 있다. 여기서, 회전 이동부(140)가 회전하는 길이인 제2 호 길이(l2)는 제조하고자 하는 기어의 톱니 크기에 따라 가변 가능하고, 이는 회전 이동부(140)와 몸체부(120)를 연결하는 복수의 베벨 기어의 크기 및 각각의 베벨 기어에 구비되는 톱니의 개수 비에 따라 다양하게 조절 가능하다. 보다 바람직한 실시예로서, 회전 이동부(140)는 선술한 제1 동력 공급부(131)와 동일한 역할을 수행하는 제2 동력 공급부(141)를 더 포함하고, 회전 이동부(140) 및 제2 동력 공급부(141)는 벨트 연결된다. 앞서 언급한 바와 같이, 제2 동력 공급부(141)를 통해 몸체부(120)는 보다 미세한 크기로 회전할 수 있어 보다 많은 수의 음각부를 요하는 기어도 용이하게 제조할 수 있다.

이하, 대상물(o)을 가공하여 기어로 제조하는 과정을 상술한 일련의 구성과 함께 설명하도록 한다. 대상물(o)이 몸체부(120) 상에 위치하여 복수 개의 고정 척(121)으로 고정된 상태에서, 가공부(110)는 상하방향으로 왕복운동하여 음각부를 형성한다. 그 다음, 가공부(110)는 대상물(o)의 상측 방향에 위치한 상태로 정지되고, 왕복 이동부(130)는 제1 호 길이(l1)만큼 회전(도 3a의 시계 방향을 뜻함)하여 몸체부(120)를 전방으로 제1 길이(l3)만큼 이동(도 3b의 상측 방향을 뜻함)시킨다. 그 후 가공부(110)는 대상물(o)을 향해 상하방향으로 왕복운동을 개시하여, 표면에 크랙 등의 변질이 발생하지 않은 양질의 음각부를 형성한다. 1개의 음각부가 형성된 이후, 가공부(110)는 다시 대상물(o)의 상측 방향에 위치한 상태로 정지되고, 회전 이동부(140)는 제2 호 길이(l2)만큼 회전(도 4a의 시계 방향을 뜻함)하여 몸체부(120) 및 대상물(o)을 회전(도 4b의 반시계 방향을 뜻함)시킨다. 그 다음 가공부(110)는 재차 상하방향으로 왕복운동한다. 이를 통해, 음각부는 대상물(o)의 둘레면을 따라 복수 개 형성되어, 최종적으로 기어로 제조된다. 상술한 일련의 과정을 통해 작업자가 손으로 대상물(o)을 돌려가면서 가공하지 않아도 되어 번거로움을 덜 수 있기 때문에 작업 효율을 극대화할 수 있다. 또한, 보다 작은 크기의 음각부가 복수 형성되거나, 보다 작은 크기로 형성되는 기어도 용이하게 제조할 수 있어 범용성이 큰 효과를 갖는다. 또한, 1개의 음각부를 형성할 때 복수 번의 가공부(110)의 왕복 운동을 진행하기 때문에 양질의 기어를 생산할 수 있다. 즉, 음각부가 형성된 후 바로 대상물(o)을 회전시키는 것이 아니라, 왕복 이동부(130)를 통해 가공부(110)를 대상물(o)의 내측 방향으로 더욱 접근시킨 상태에서 가공부(110)의 추가적인 왕복운동이 이루어지기 때문에, 표면이 매끄럽고 절삭이 모두 이루어진 음각부를 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정 척(121)을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가공부(110) 및 센서부(122)의 접촉 인식을 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유효접촉을 인식하는 과정을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 비교하여 고정 척(121)의 구성이 상이하고, 제어부(150)를 더 포함한다. 본 발명의 제2 실시예는 작업자가 아예 배제된 상태에서도 대상물(o)을 가공하여 양품의 기어를 제조할 수 있는 실시예이다.

가공부(110)의 일단에는 전류가 인가된다. 상세하게, 별도의 전원 공급부와 전기적으로 연결된 가공부(110)의 일단은 전류가 인가되고, 후술할 고정 척(121)에 구비되는 센서부(122)와 접촉하게 되어, 센서부(122)에 전기적 신호를 보내게 된다. 보다 바람직한 실시예로서, 가공부(110)의 일단 중 일 부분은 전류가 인가되는 전원층이 별도로 구비되고, 상기 전원층의 하면을 제외한 모든 부분을 감싸는 절연층이 별도로 더 구비될 수 있다. 이는 전류가 인가되는 가공부(110)와의 접촉을 통한 감전 사고 등을 미연에 방지할 수 있는 효과를 도출한다.

고정 척(121)은 센서부(122)를 더 포함한다. 센서부(122)는 가공부(110)의 일단과의 접촉을 인식하는 구성이다. 이를 위해, 센서부(122)는 복수 개의 고정 척(121)의 개수에 대응되는 개수로 구비되고 고정 척(121)의 상면에 배치되며, 센서부(122)는 제어부(150)와 연결된다. 따라서, 가공부(110)는 대상물(o)의 가공이 완료된 상태에서 하측 방향으로 이동하는 경우 일단이 센서부(122)와 접하게 된다. 여기서 가공부(110)가 대상물(o)을 가공하는 과정에서 일단이 센서부(122)와 접하는 경우, 가공부(110) 및 센서부(122)는 전기적으로 연결되고, 센서부(122)는 제어부(150)에 접촉을 인식함을 뜻하는 신호를 송신하게 된다.

제어부(150)는 대상물(o)의 가공 여부를 판단한다. 상세하게, 제어부(150)는 대상물(o)의 가공 완료를 감지 및 판단하고, 판단 결과에 따라 미리 저장된 공정을 수행한다. 보다 상세하게, 제어부(150)는 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 횟수 및 접촉 시간에 따라 대상물(o)의 가공 여부를 판단하는데, 이를 위해 제어부(150)는 기준 접촉 시간(h0)을 포함한다. 여기서, 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간은 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)가 맞닿은 시점부터 다시 이격된 시점까지의 시간을 뜻한다. 기준 접촉 시간(h0)은 0.01초, 0.5초 등의 시간으로 구비될 수 있으며 이에 한정되지 않는다. 센서부(122)는 가공부(110)의 일단과 접한 사실 및 접촉 시간(h1)을 감지하여 제어부(150)에 송신하고, 제어부(150)는 센서부(122)로부터 이를 제공받아 기준 접촉 시간(h0)과 비교한다. 여기서, 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간(h1)이 기준 접촉 시간(h0)보다 작은 경우 제어부(150)는 이를 유효접촉으로 인식하지 않고, 가공부(110)가 왕복운동을 지속적으로 실시하도록 지시한다. 반면, 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간(h1)이 기준 접촉 시간(h0)보다 크거나 같은 경우, 제어부(150)는 이를 유효접촉으로 인식한다.

또한, 제어부(150)는 미리 설정된 기준 접촉 횟수(a0)를 포함한다. 기준 접촉 횟수(a0)는 제어부(150)가 인식하는 유효접촉과 비교되고, 제어부(150)는 유효접촉의 횟수(a1)와 기준 접촉 횟수(a0)를 비교한다. 여기서, 유효접촉의 횟수(a1)가 기준 접촉 횟수(a0)보다 작은 경우 제어부(150)는 가공부(110)가 상하방향으로의 왕복운동을 지속적으로 실시하도록 한다. 반면, 유효접촉의 횟수(A1)가 기준 접촉 횟수(a0)보다 큰 경우 제어부(150)는 미리 저장된 공정을 수행한다. 상기 미리 저장된 공정은 도 8에서 후술하도록 한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기어 제조 공정을 나타내는 도면이다.

제어부(150)는 앞서 언급한 바와 같이, 유효접촉(a1)의 횟수가 기준 접촉 횟수(a0)보다 큰 경우 미리 저장된 공정을 수행한다. 상기 저장된 공정은 기초 공정(s100), 제1 공정(s200), 제2 공정(s300) 및 제3 공정(s400)을 포함한다.

기초 공정(s100)은 대상물(o)을 가공하기 위해 준비하는 공정으로서, 그 다음에 진행되는 제1 공정(s200)을 용이하게 수행할 수 있는지 진단하는 공정이다. 여기서, 왕복 이동부(130)는 왕복 이동부(130)의 중심축을 중심으로 회전(도 3a의 시계 반대방향을 뜻함)하여 몸체부(120)를 전방으로 제1 길이(l3)만큼 이동시키고, 가공부(110)는 대상물(o)의 상측 방향에 위치된 상태에서 상하방향으로 왕복운동하며 센서부(122)와 접촉하며, 제어부(150)는 이에 기반하여 유효접촉을 인식한다. 유효접촉의 횟수(a1)가 기준 접촉 횟수(a0)보다 큰 경우, 제어부(150)는 그 전까지 진행된 유효접촉을 제1 유효접촉으로 인식하고, 제1 공정(s200)을 수행하도록 한다.

제1 공정(s200)은 대상물(o)을 가공하여 음각부를 형성시키기 위한 공정이다. 제1 공정(s200)에서 가공부(110)는 제어부(150)의 신호에 따라 일단을 대상물(o)의 상측 방향에 위치시킨 상태에서 가동을 중지한다. 그 다음 왕복 이동부(130)는 중심축을 중심으로 제1 호 길이(l1)만큼 회전(도 3a의 시계 방향을 뜻함)하여 몸체부(120)를 후방으로 제1 길이(l3)만큼 이동시킨다. 몸체부(120)의 후방으로의 이동이 완료된 후 가공부(110)는 상하방향으로의 왕복운동을 시작하여 하측 방향에 위치한 대상물(o)을 절삭한다. 대상물(o)이 절삭되어 음각부가 형성되는 경우 가공부(110)의 일단은 센서부(122)와 접하게 되고, 제어부(150)는 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간을 기준 접촉 시간(h0)과 비교하여, 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간(h1)이 기준 접촉 시간(h0)보다 큰 경우 유효접촉으로 인식한다. 또한, 이러한 유효접촉의 횟수(a1)가 기준 접촉 횟수(a0)보다 큰 경우 제어부(150)는 이를 제2 유효접촉으로 인식하고 제2 공정(s300)을 진행한다.

제2 공정(s300)은 제1 공정(s200)에서 형성된 음각부에서 나타날 수 있는 크랙, 변질, 음각부의 미완성 등의 문제점을 해결하고자 수행되는 공정이다. 제2 공정(s300)에서 가공부(110)는 일단이 대상물(o)의 상측에 위치한 상태에서 가동이 중지되고, 왕복 이동부(130)는 제1 호 길이(l1)만큼 회전(도 3a의 시계 방향을 뜻함)하여 몸체부(120)를 후방으로 제1 길이(l3)만큼 이동시킨다. 그 다음 가공부(110)는 다시 가동되어 상하방향으로의 왕복운동을 수행함으로써 음각부를 최종적으로 형성한다. 음각부가 최종 형성된 경우 가공부(110)의 일단은 센서부(122)와 접하게 되고, 제어부(150)는 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간을 기준 접촉 시간(h0)과 비교한 다음 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간(h1)이 기준 접촉 시간(h0)보다 큰 경우 이를 유효접촉으로 인식한다. 또한, 상기와 같은 유효접촉의 횟수(a1)가 기준 접촉 횟수(a0)보다 큰 경우 제어부(150)는 이를 제3 유효접촉으로 인식하고 제3 공정(s400)을 수행한다.

제3 공정(s400)은 대상물(o)의 둘레면을 따라 복수 개의 음각부를 형성하기 위해 준비하는 공정으로서, 제2 공정(s300)에서 형성된 음각부와 연결되는 새로운 음각부를 형성하기 위해 준비하는 공정이다. 제3 공정(s400)에서 가공부(110)는 일단을 대상물(o)의 상측 방향에 위치시킨 상태에서 정지되고, 왕복 이동부(130)는 제1 호 길이(l1)의 2배에 해당하는 호 길이만큼 회전(도 3a의 시계 반대방향을 뜻함)하여 몸체부(120)를 제1 길이(l3)의 2배에 해당하는 길이만큼 전방으로 이동시킨다. 그 후 회전 운동부는 제2 호 길이(l2)만큼 회전(도 4a의 시계 방향을 뜻함)시켜 몸체부(120)를 회전(도 4b의 시계 반대방향을 뜻함)시킨다. 그 다음 가동부는 상하방향으로 왕복운동을 진행하게 되는데, 이 경우 가공부(110)의 일단은 대상물(o)과 접하지 않고 센서부(122)와 접한다. 이에 따라, 제어부(150)는 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간을 측정하여 기준 접촉 시간(h0)과 비교하고, 가공부(110)의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간(h1)이 기준 접촉 시간(h0)보다 큰 경우 유효접촉으로 인식하며, 이러한 유효접촉의 횟수(a1)가 기준 접촉 횟수(a0)보다 큰 경우 제어부(150)는 이를 제3 유효접촉으로 인식하고 선술한 제1 공정(s200)을 다시 수행한다.

기초 공정(s100)이 수행됨으로써, 가공부(110)의 일단이 상하방향으로 왕복운동 전 몸체부(120) 상에서 찌꺼기, 장애물 등의 존재 유무를 즉시 파악할 수 있어 즉각적인 대처가 가능하다. 또한, 기초 공정(s100)에서 대상물(o)이 절삭되는 경우는 대상물(o)이 고정 척(121)에 제대로 자착되지 않아 위치가 가변한 상태이므로, 작업자는 이를 즉시 인지하여 대상물(o)을 재고정시킬 수 있어 불필요한 대상물(o)의 소모를 방지할 수 있다. 또한, 제1 공정(s200) 내지 제3 공정(s400)을 통해 표면이 매끄럽고 크랙 등의 변질이 발생하지 않은 음각부를 포함하는 기어를 제조할 수 있다. 즉, 불량품 제조를 미연에 방지할 수 있어 생산 효율을 높일 수 있다. 이와 더불어, 기초 공정(s100), 제1 공정(s200) 내지 제3 공정(s400)이 모두 자동으로 수행되고, 가동부의 일단 및 센서부(122)의 접촉 시간(h1) 및 유효접촉의 횟수(a1)에 기반하여 공정이 순차적으로 진행되기 때문에, 제조 장치를 일시정지시킨 상태에서 대상물(o)의 품질을 확인하는 별도의 과정을 생략할 수 있어 번거로움을 덜 수 있다.

또다른 실시예로서, 제어부(150)는 미리 저장된 기준 유효접촉 시간을 더 포함한다. 기준 유효접촉 시간은 제1 공정(s200) 시 적용되는 것으로서, 제1 유효접촉을 인식한 시점부터 제2 유효접촉의 인식 시점까지 소요된 시간을 뜻한다. 보다 바람직한 실시예로서, 상기 기준 유효접촉 시간은 30초, 1분 등으로 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 제어부(150)는 기초 공정(s100)에서 수행되는 제1 유효접촉부터 제1 공정(s200)에서 인식되는 제2 유효접촉까지의 작업 소요 시간을 측정한다. 여기서, 측정한 작업 소요 시간이 기준 유효접촉 시간보다 작은 경우 제어부는 제2 공정을 진행한다. 하지만, 측정한 작업 소요 시간이 기준 유효접촉 시간보다 큰 경우 제어부(150)는 제1 공정(s200)을 즉각 취소한다. 이에 따라, 가공부(110), 왕복 이동부(130) 및 회전 이동부(140)는 즉시 가동이 중단되고, 작업자는 본 발명의 각 구성에 대한 정비 작업을 수행할 수 있다. 기준 유효접촉 시간이 구비됨에 따라, 제1 공정(s200)에서 불필요하게 시간이 소요되는 경우, 이를 본 발명의 각 구성 중 어느 한 구성의 고장 및 대상물의 위치 가변으로 인식할 수 있고, 이에 따라 제조 장치를 중단시켜 불필요한 대상물의 낭비 및 불량품 제조를 방지할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상술한 예시적인 시스템에서, 공정들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 가공부 120: 몸체부
121: 고정 척 122: 센서부
130: 왕복 이동부 140: 회전 이동부
150: 제어부 h0: 기준 접촉 시간
a0: 기준 접촉 횟수 s100: 기초 공정
s200: 제1 공정 s200: 제2 공정
s300: 제3 공정

Claims (4)

1. 상하 방향으로 왕복운동하는 가공부(110)가 하측 방향에 위치한 대상물(o)을 가공하여 기어를 제조하는 장치로서,
   상기 가공부(110)의 하측에 위치하고 상기 대상물(o)을 고정하는 복수 개의 고정 척(121)을 포함하는 몸체부(120);
   상기 몸체부(120)의 하측에 구비되고 제1 호 길이(l1)만큼의 회전 운동을 통해 상기 몸체부(120)를 전방 및 후방으로 제1 길이(l3)만큼 이동시키는 왕복 이동부(130); 및
   상기 몸체부(120)의 하측에 구비되고 제2 호 길이(l2)만큼의 회전 운동을 통해 상기 몸체부(120)를 회전시키는 회전 이동부(140);를 포함하고,
   상기 대상물(o)의 표면에는 상기 가공부(110)의 형상에 대응되는 1개의 음각부가 음각 형성되고, 상기 1개의 음각부가 형성된 이후 상기 회전 이동부(140)가 상기 몸체부(120)를 회전시킨 후 상기 가공부(110)가 상하방향으로 왕복운동함에 따라, 상기 음각부가 상기 대상물(o)의 둘레면을 따라 복수 개 형성되고,
   상기 가공부(110)의 일단에는 전류가 인가되고, 상기 고정 척(121)의 상면에는 상기 가공부(110)의 일단과 접촉 시 전기적으로 연결되어 상기 가공부(110)와의 접촉을 인식하는 센서부(122)가 더 구비되며,
   상기 가공부(110)의 일단 및 상기 센서부(122)의 접촉 횟수 및 접촉 시간에 따라 상기 대상물(o)의 가공 여부를 판단하는 제어부(150)를 더 포함하고,
   상기 제어부(150)는 미리 설정된 기준 접촉 횟수(a0) 및 기준 접촉 시간(h0)을 포함하며,
   상기 가공부(110)의 일단 및 상기 센서부(122)의 접촉 시간(h1)이 상기 기준 접촉 시간(h0)보다 크거나 같은 경우 유효접촉으로 인식하는 것을 특징으로 하는 기어 제조 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부(150)는 상기 유효접촉을 기준으로 미리 저장된 공정을 수행하되, 상기 유효접촉의 횟수(a1)가 상기 기준 접촉 횟수(a0)보다 큰 경우 미리 저장된 상기 공정을 수행하고,
   미리 저장된 상기 공정은,
   상기 가공부(110)를 상기 대상물(o)의 상측 방향에 위치시킨 다음 상기 왕복 이동부(130)를 통해 상기 몸체부(120)를 전방으로 제1 길이(l3)만큼 이동시키고, 상기 가공부(110)가 하측 방향으로 이동하여 상기 센서부(122)와 접함으로써 제1 유효접촉을 인식하는 기초 공정(s100);
   상기 가공부(110)를 상기 대상물(o)의 상측 방향에 위치시키고, 상기 왕복 이동부(130)를 통해 상기 몸체부(120)를 후방으로 제1 길이(l3)만큼 이동시키며, 상기 가공부(110)를 상하 방향으로 왕복 운동시켜 하측 방향에 위치한 상기 대상물(o)을 가공하여 상기 음각부를 형성시키고, 상기 가공부(110)를 왕복 운동시켜 제2 유효접촉을 인식하는 제1 공정(s200);
   상기 가공부(110)는 상기 대상물(o)의 상측 방향에 위치시키고, 상기 왕복 이동부(130)를 통해 상기 몸체부(120)는 후방으로 제1 길이(l3)만큼 이동하며, 상기 가공부(110)를 왕복 운동시켜 상기 음각부를 형성하고, 제어부(150)는 제3 유효접촉을 인식하는 제2 공정(s300); 및
   상기 가공부(110)를 상기 대상물(o)의 상측 방향에 위치시키고, 상기 왕복 이동부(130)는 상기 제1 호 길이(l1)의 2배에 해당하는 호 길이만큼 회전하여 상기 몸체부(120)를 전방으로 상기 제1 길이(l3)의 2배에 해당하는 길이만큼 이동시키며, 상기 회전 이동부(140)를 상기 제2 호 길이(l2)만큼 회전시켜 상기 몸체부(120)를 회전시킨 후, 상기 가공부(110)를 왕복 운동시킴으로써 제어부(150)는 제3 유효접촉을 인식하는 제3 공정(s400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 제조 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부(150)는 상기 제1 공정(s200)에 대응되고 미리 저장된 기준 유효접촉 시간을 더 포함하고,
   상기 제어부(150)는 상기 제1 유효접촉부터 상기 제2 유효접촉까지의 작업 소요 시간을 측정하며,
   상기 작업 소요 시간이 상기 기준 유효접촉 시간보다 큰 경우, 상기 제어부(150)는 상기 제1 공정(s200)의 취소를 결정함에 따라 상기 가공부(110), 상기 왕복 이동부(130) 및 상기 회전 이동부(140)의 가동을 중단하는 것을 특징으로 하는 기어 제조 장치.
   

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