KR101939950B1 - 가공부산물 처리어셈블리를 포함하는 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가공부산물 처리어셈블리를 포함하는 가공장치는, 가공영역에 위치된 가공 대상물을 가공하는 가공유닛, 상기 가공영역에 냉각용 유체를 분사하는 냉각유체분사유닛 및 상기 가공영역의 하부에 구비되며, 가공에 따라 발생하는 가공 부산물 및 냉각용 유체를 분리하여 회수하는 가공부산물 처리어셈블리를 포함한다.

Description

가공부산물 처리어셈블리를 포함하는 가공장치{Processing Apparatus Having Treating Assembly for Residual Products}

본 발명은 가공 대상물을 가공유닛으로 가공하는 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공부산물 처리어셈블리를 포함하여 가공 시 발생하는 가공 부산물을 회수하고, 냉각용 유체를 재사용할 수 있도록 형성된 가공장치에 관한 것이다.

공작기계와 같은 가공장치를 이용한 가공 공정은 다양한 절삭공구를 이용하게 되며, 그 종류에 따라 평삭가공, 측면가공, 구멍가공, 나사가공 등으로 분류될 수 있다.

이와 같은 가공장치를 이용하여 가공을 수행하는 과정에서는 가공유닛 및 가공 대상물에 심한 진동 및 열이 발생하게 되며, 또한 가공이 이루어지는 영역으로부터 버(Burr), 절삭유 등과 같은 가공 부산물이 비산하게 된다.

이와 같은 가공 부산물이 가공이 이루어지는 영역 및 가공장치 등에 누적될 경우 가공 품질을 크게 저하시키는 것은 물론, 가공장치의 부품 사이에 낀 가공 부산물이 가공장치의 수명을 감소시키게 된다.

따라서 이와 같은 가공 부산물이 누적되지 않도록 가공장치 및 가공영역 주변을 주기적으로 청소하여야 할 필요가 있으며, 종래에는 이와 같은 과정이 수작업에 의해 이루어지는 경우가 많았다.

이는 가공장치의 운휴 시간을 증가시키게 되어 생산성을 크게 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 추가적인 노동력이 소요되므로 운용 비용 자체를 증가시키게 되는 원인이 된다.

또한 가공 시 사용하는 냉각용 유체인 절삭유는 가공 과정에서 가공이 이루어지는 영역에 지속적으로 분사하여야 하는데, 이 과정에서 사용되고 버려지는 절삭유의 양이 많기 때문에 비용 측면에서의 부담이 크다는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국등록특허 제10-1759530호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 가공장치를 통해 가공 대상물을 가공하는 과정에서 발생하는 가공 부산물 및 냉각용 유체를 자동으로 회수할 수 있도록 하여 작업 환경을 개선하고, 가공 품질을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.

또한 냉각용 유체를 재사용할 수 있도록 회수하여 가공 시 소요비용 부담을 획기적으로 낮출 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가공부산물 처리어셈블리를 포함하는 가공장치는, 가공영역에 위치된 가공 대상물을 가공하는 가공유닛, 상기 가공영역에 냉각용 유체를 분사하는 냉각유체분사유닛 및 상기 가공영역의 하부에 구비되며, 가공에 따라 발생하는 가공 부산물 및 냉각용 유체를 분리하여 회수하는 가공부산물 처리어셈블리를 포함한다.

그리고 상기 가공부산물 처리어셈블리는, 상기 가공영역의 하부에 구비되며, 상기 가공영역보다 넓은 면적의 개구부를 형성하여 가공에 따라 발생하는 가공 부산물 및 냉각용 유체를 포집하는 포집부를 포함할 수 있다.

또한 상기 가공부산물 처리어셈블리는, 상기 포집부의 하부에 연결되고, 상기 포집부에 의해 포집된 가공 부산물 및 냉각용 유체가 하부로 유동되는 유동부를 더 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가공부산물 처리어셈블리를 포함하는 가공장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 가공장치를 통해 가공 대상물을 가공하는 과정에서 발생하는 가공 부산물 및 냉각용 유체를 자동으로 회수할 수 있도록 하여 작업 환경을 청결하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 냉각용 유체를 별도로 분리하여 회수함으로써 재활용할 수 있도록 하므로, 가공 시 소요비용 부담을 크게 낮출 수 있는 장점이 있다.

셋째, 가공 부산물의 제거를 통해 가공 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

다섯째, 청소를 위한 추가적인 노동력이 소요되지 않으므로 장치의 운용 비용을 절감하고, 운휴 시간을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치에 있어서, 가공부산물 처리 어셈블리에 구비되는 회수유닛의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치에 있어서, 회수블레이드모듈의 구조를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치에 있어서, 회수블레이드모듈의 결합/분리 구조를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치에 있어서, 가공부산물 처리 어셈블리의 회수탱크를 통해 냉각용 유체를 회수하는 모습을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공장치를 개략적으로 나타낸 도면;
도 7은 상기 도 6에서 받침모듈의 측단면도; 및
도 8은 상기 도 6에서 받침모듈의 평면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치의 모습을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치는 가공유닛(10)과, 냉각유체분사유닛(20)과, 가공부산물 처리어셈블리(100)를 포함한다.

상기 가공유닛(10)은 가공영역에 위치된 가공 대상물(1)을 가공하는 구성요소로서, 본 실시예의 경우 상기 가공유닛(10)은 스테이지(5) 상에 위치된 가공 대상물(1)을 가공하는 가공툴(12)을 포함하여, 상하 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 형성될 수 있다.

이에 따라 가공 시에는 상기 가공영역 방향으로 상기 가공툴(12)을 이동시키고, 상기 가공 대상물(1)을 가공하게 된다.

상기 냉각유체분사유닛(20)은 상기 가공유닛(10)에 의해 가공이 수행될 경우 상기 가공영역에 냉각용 유체를 분사하는 구성요소이다.

본 실시예의 경우 상기 냉각유체분사유닛(20)은 상기 냉각용 유체로서 절삭유를 사용하는 것으로 하였으며, 절삭유가 저장되는 저장탱크(22) 및 절삭유를 분사하는 분사노즐(24)을 포함한다.

한편 이와 같이 상기 가공유닛(10)을 이용하여 가공을 수행하는 과정에서는 상기 가공 대상물(1)로부터 발생하는 버(Burr) 등과 같은 가공 부산물(B)과, 상기 냉각유체분사유닛(20)으로부터 분사되어 상기 가공영역에서 발생하는 열을 냉각시킨 후의 냉각용 유체가 상기 가공영역의 외측으로 비산하게 된다.

그리고 본 발명의 가공부산물 처리어셈블리(100)는, 가공에 따라 발생하는 가공 부산물(B) 및 냉각용 유체를 회수하고, 서로 혼합된 상기 가공 부산물(B)과 냉각용 유체를 서로 분리할 수 있도록 상기 가공영역의 하부에 구비된다.

본 실시예에서 상기 가공부산물 처리어셈블리(100)는, 포집부(110)와, 유동부(120)와, 회수유닛(200)을 포함하여 구성된다.

상기 포집부(110)는 상기 가공영역의 하부에 구비되며, 상기 가공영역보다 넓은 면적의 개구부(112)를 형성하여 가공에 따라 발생하는 가공 부산물(B) 및 냉각용 유체를 포집하는 역할을 수행한다.

이때 본 실시예의 경우, 상기 가공영역의 둘레를 감싸도록 구비되는 에어 서큘레이터(30)를 더 포함할 수 있으며, 상기 에어 서큘레이터(30)는 외측 방향에서 내측 방향으로 유동되는 강풍을 발생시켜 상기 가공영역으로부터 비산되는 가공 부산물(B) 및 냉각용 유체가 상기 포집부(110) 내측으로 유입되도록 유도할 수 있다.

그리고 상기 유동부(120)는 상기 포집부(110)의 하부에 연결되고, 상기 포집부(110)에 의해 포집된 가공 부산물(B) 및 냉각용 유체가 하부로 유동되는 유동경로(122)가 형성된다.

즉 상기 포집부(110)에 의해 포집된 가공 부산물(B) 및 냉각용 유체는, 상기 유동부(120)를 따라 하부로 낙하하게 된다.

이때 상기 유동부(120)의 유동경로(122) 상에는, 상기 포집부(110)에 의해 포집된 가공 부산물(B) 및 냉각용 유체 중 가공 부산물(B) 만을 선별적으로 회수하는 회수유닛(200)이 하나 이상 구비될 수 있다.

이하에서는, 상기 회수유닛(200)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치에 있어서, 가공부산물 처리 어셈블리에 구비되는 회수유닛(200)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 회수유닛(200)은 상기 유동부(120)의 소정 위치에 좌우 방향으로 길게 구비되고, 내부에 수용공간(212)이 형성된 하우징(210)과, 상기 수용공간 내에 위치된 회수블레이드모듈(220)을 포함한다.

이때 상기 수용공간(212)은 상기 유동부(120)의 유동경로(122)와 연통된 상태로 형성되며, 이에 따라 상기 회수블레이드모듈(220)은 상기 유동경로(122)에 노출된 상태로 구비된다.

그리고 상기 회수블레이드모듈(220)은 구동모터(240)에 의해 회전 구동력을 전달받아 회전하는 회전바(222)와, 상기 회전바의 둘레 방향으로 방사형으로 돌출된 복수의 블레이드(230)를 포함한다.

즉 상기 구동모터(240)에 의해 상기 회전바(222)가 회전될 경우, 상기 복수의 블레이드(230)는 상기 회전바(222) 둘레를 따라 회전하며 상기 유동경로(122)를 따라 낙하하는 가공 부산물(B) 및 냉각용 유체 중 가공 부산물(B)를 분리하여 회수하게 된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회수블레이드모듈(220)의 블레이드(230)는 상기 블레이드(230)의 일면을 형성하는 제1메시부(232a)와, 상기 블레이드(230)의 타면을 형성하는 제2메시부(232b)와, 상기 제1메시부(232a) 및 상기 제2메시부(232b) 사이에 구비되는 회수플레이트(234)를 포함할 수 있다.

상기 제1메시부(232a) 및 상기 제2메시부(232b)는 복수의 통과공을 포함하므로, 상기 블레이드(230)가 상기 회전바(222)의 둘레를 회전하는 과정에서 상기 가공 부산물(B)은 상기 제1메시부(232a) 및 상기 제2메시부(232b)의 통과공에 끼거나, 또는 통과공을 통과하여 내측으로 인입되어 상기 회수플레이트(234)에 부착될 수 있다.

이때 상기 회수플레이트(234)는 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 상기 회전바(222) 내측에 구비된 정전기 발생부(223)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 회수플레이트(234)는 상기 정전기 발생부(223)에 의해 발생된 정전기를 통해 상기 가공 부산물(B)을 표면에 부착시킨 상태로 고정시킬 수 있다.

그리고 도 4와 같이, 상기 회수블레이드모듈(220)은 상기 구동모터(240)와 선택적으로 분리 및 결합 가능하게 형성될 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 회전바(222)의 일단에는 제1자석부(244)가 구비되며, 상기 구동모터(240)의 회전축 타단에는 제2자석부(242)가 구비된 형태를 가지며, 상기 제1자석부(244) 및 상기 제2자석부(242)는 서로 인력에 의해 부착될 수 있다.

이에 따라 상기 회수블레이드모듈(220)은 상기 제1자석부(244) 및 상기 제2자석부(242)가 서로 부착된 상태에서 상기 구동모터(240)에 의해 회전될 수 있으며, 상기 제1자석부(244)를 상기 제2자석부(242)로부터 외력을 가해 분리할 경우에는 상기 회수블레이드모듈(220)을 외부로 이탈시킬 수 있다.

이와 같이 하는 이유는, 상기 회수블레이드모듈(220)을 청소, 유지/보수 또는 가공 부산물(B)의 회수 등을 목적으로 필요 시 분리 또는 교체할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편 다시 도 2를 참조하면, 상기 회전바(222)의 타단 측에는 상기 회전바(222)를 회전 가능하게 고정시키는 고정부재(250)가 구비되며, 상기 고정부재(250)의 하부에는 지지부(254) 및 하중측정부(252)가 각각 구비될 수 있다.

상기 지지부(254)는 상기 고정부재(250) 및 상기 하중측정부(252)를 상기 하우징(210)의 바닥으로부터 지지하는 역할을 수행하며, 상기 하중측정부(252)는 상기 회수블레이드모듈(220)의 무게를 실시간으로 측정하기 위한 것이다.

이에 따라 상기 하중측정부(252)는 상기 회수블레이드모듈(220)의 무게가 기준값 이상으로 측정될 경우, 상기 블레이드(230)를 통해 회수된 가공 부산물(B)의 양이 포화 상태인 것으로 인지할 수 있으며, 이와 같은 경우 상기 회수블레이드모듈(220)을 상기 구동모터(240)로부터 분리하여 처리를 수행할 수 있다.

또한 상기 하우징(210)은, 상기 회전바(222)의 일단부를 회전 가능하게 지지하는 동시에, 상기 제1자석부(224) 및 상기 제2자석부(242)를 상기 블레이드(230)와 구획하는 구획부(214)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 상기 구획부(214)가 구비되는 이유는, 상기 유동경로(122)를 통해 낙하하는 가공 부산물(B)이 상기 제1자석부(224) 및 상기 제2자석부(242)의 자력에 의해 이동되어 상기 제1자석부(224) 및 상기 제2자석부(242)에 부착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이를 위해 상기 구획부(214)는 자력을 효과적으로 차단할 수 있는 재질로 형성될 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치에 있어서, 가공부산물 처리 어셈블리(100)의 회수탱크(300)를 통해 냉각용 유체(L)를 회수하는 모습을 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이 상기 유동부(120)에는 하나 이상의 회수유닛(200)이 구비될 수 있으며, 본 실시예의 경우 상기 유동부(120)의 길이 방향을 따라 복수 개의 회수유닛(200)이 구비되는 것으로 하였다.

이때 상부에 위치된 회수유닛(200)에서 미처 회수하지 못한 가공 부산물(B)은 하부에 위치된 다른 회수유닛(200)을 거치며 회수될 수 있다.

그리고 상기 복수의 회수유닛(200)은 상부로부터 하부로 갈수록, 상기 블레이드(230, 도 3 참조)에 구비되는 제1메시부(232a, 도 3 참조) 제2메시부(232b, 도 3 참조)에 형성된 통과공의 크기가 점차 작아질 수 있으며, 이에 따라 상부의 회수유닛(200)에서 회수되지 못한 미세한 크기의 가공 부산물(B)까지 효과적으로 회수가 가능하도록 할 수 있다.

또한 상기 유동부(120)의 하부에는, 상기 회수유닛(200)에 의해 가공 부산물(B)이 제거된 상태의 냉각용 유체(L)를 회수하는 회수공간(302)이 형성된 회수탱크(300)가 구비될 수 있다.

이에 따라 상기 회수탱크(300)에 수용된 냉각용 유체(L)는 재사용이 가능하도록 회수되거나, 또는 상기 냉각유체분사유닛(20, 도 1 참조)에 재공급되어 재사용되도록 할 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 상기 도 6에서 받침모듈의 측단면도이고, 도 8은 상기 도 6에서 받침모듈의 평면도이다.

본 실시예에 따른 가공장치는 상술한 스테이지(5) 대신에 상기 가공유닛(10) 하측으로 가공 대상물이 고정되게 설치되는 받침모듈(102)을 더 포함하여 구성된다.

상기 받침모듈(102)은 외관을 이루는 몸체부(170)와, 상기 몸체부(170) 상부에 구비되며 금형블록이 설치되는 소정 깊이의 설치홈(175)을 포함한다.

상기 설치홈(175) 하측에는 블록 형태의 금형블록 저부가 맞닿아 지지되도록 하는 지지리브(177)가 소정 이격된 간격마다 두 개 이상 구비된다.

또한, 상기 지지리브(177)를 사이로 양측 공간이 연통되도록 하는 연통홀(176)이 상기 지지리브(177)에 구비된다.

한편 본 실시예에 따른 금형 제조 장치는 상기 설치홈(175) 하측으로 상기 지지리브(177)에 간섭되지 않는 위치로 가열봉(192)이 적절한 위치로 각각 한 개 이상이 구비된다.

그리고, 상기 가열봉(192)의 단부에 연결되어 상기 가열봉(192)을 가열시키는 가열부(180)가 상기 몸체부(170)에 구비된다.

또한, 상기 몸체부(170)는 상기 설치홈(175)과 연통된 형태를 이루되 몸체부(170)의 일측 단부까지 형성된 확인공간부(185)가 구비된 확인용홈(178)이 구비되며, 상기 확인공간부(185)에 상기 가열봉(192)와 연결되어 상기 가열봉(192)을 통하여 전달되는 열을 전달받는 보조가열봉(194)이 설치된다.

그리고, 상기 확인공간부(185)의 외측 개구된 부위로 상기 몸체부(170)는 내부 확인공간부(185)의 시각적 확인이 가능하도록 투명창(196)이 구비된다.

또한, 상기 몸체부(170)는 상기 설치홈(175)으로 고정용충진재(a)를 주입하기 위한 주입홈(162)이 구비된다.

본 실시예에 따른 가공장치는 상온에서는 고체 상태를 이루다가 열가열봉(192)에 의하여 기 설정 온도로 가열된 경우에는 용융된 상태를 이루는 납과 같은 물질이나 열가소성물질로 이루어진 고정충진재(a)를 상기 설치홈(175) 내측으로 가공 대상물을 감싸도록 주입한 후 소정 시간이 지나게 되면, 상기 고정충진재(a)가 굳어져 가공 대상물이 완전히 고정된 상태를 이룰 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 가공유닛(10)을 이용하여 가공 대상물의 가공 작업이 이루어지게 되어 안정적이면서도 정밀한 드릴 작업이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 가공 작업이 모두 완료된 후에는 상기 열가열봉(192)을 가열하여 고정충진재(20)를 용융시킴으로써 가공 대상물을 몸체부(170)로부터 분리가 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

1: 가공 대상물
5: 베이스
10: 가공유닛
12: 가공툴
20: 냉각유체분사유닛
22: 저장탱크
24: 분사노즐
30: 에어 서큘레이터
100: 가공부산물 처리어셈블리
110: 포집부
112: 개구부
120: 유동부
122: 유동경로
200: 회수유닛
210: 하우징
212: 수용공간
214: 구획부
220: 회수블레이드모듈
222: 회전바
223: 정전기 발생부
224: 제1자석부
230: 블레이드
232a: 제1메시부
232b: 제2메시부
234: 회수플레이트
240: 구동모터
242: 제2자석부
250: 고정부재
252: 하중측정부
254: 지지부
300: 회수탱크
302: 회수공간
B: 가공 부산물
L: 냉각용 유체

Claims (3)

1. 가공 대상물이 설치되는 받침모듈; 상기 받침모듈에 설치된 가공 대상물을 가공하는 가공유닛; 상기 받침모듈측으로 냉각용 유체를 분사하는 냉각유체분사유닛; 및 상기 받침모듈의 하부에 구비되며, 상기 가공유닛의 가공에 따라 발생하는 가공 부산물 및 냉각용 유체를 분리하여 회수하는 가공부산물 처리어셈블리;를 포함하며,
   상기 가공부산물 처리어셈블리는 상기 가공 대상물의 가공영역보다 넓은 면적의 개구부를 형성하여 가공에 따라 발생하는 가공 부산물 및 냉각용 유체를 포집하는 포집부를 포함하며,
   상기 받침모듈은 외관을 이루는 몸체부와, 상기 몸체부 상부에 구비되며 가공 대상물이 설치되는 소정 깊이의 설치홈을 포함하며,
   상기 설치홈 하측에는 가공 대상물 저부가 맞닿아 지지되도록 하는 지지리브가 소정 이격된 간격마다 두 개 이상 구비되되, 상기 지지리브를 사이로 양측 공간이 연통되도록 하는 연통홀이 상기 지지리브에 구비되며,
   상기 설치홈 하측으로 상기 지지리브에 간섭되지 않는 위치로 가열봉이 구비되며,
   상기 가열봉의 단부에 연결되어 상기 가열봉을 가열시키는 가열부가 상기 몸체부에 구비되며,
   상기 몸체부는 상기 설치홈과 연통된 형태로 이루어진 확인공간부가 구비되며,
   상기 확인공간부에 상기 가열봉와 연결되어 상기 가열봉을 통하여 전달되는 열을 전달받도록 보조가열봉이 구비되며,
   상기 몸체부는 상기 설치홈으로 고정용충진재를 주입하기 위한 주입홈이 구비되는,
   가공부산물 처리어셈블리를 포함하는 가공장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가공부산물 처리어셈블리는,
   상기 포집부의 하부에 연결되고, 상기 포집부에 의해 포집된 가공 부산물 및 냉각용 유체가 하부로 유동되는 유동부를 더 포함하는 가공부산물 처리어셈블리를 포함하는 가공장치.

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