KR101975208B1

KR101975208B1 - 가공장치의 제어방법

Info

Publication number: KR101975208B1
Application number: KR1020170104253A
Authority: KR
Inventors: 문창호
Original assignee: 주식회사 스맥
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2019-05-07
Also published as: KR20190019409A

Abstract

본 발명의 일측면에 따른 가공장치의 제어방법은, 가공대상물(100)이 설치되는 워크베드(10)와, 상기 워크베드(10)의 상측에 설치되어 상기 워크베드와 함께 이동되고 상기 가공대상물(100)을 고정하는 지그유닛(20)과, 상기 워크베드(10)의 일측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 제공되는 구동력에 의해 회전되는 주축스핀들이 수평방향의 가공축 선상에 배치되는 주축스핀들유닛(30)과, 상기 워크베드(10)의 타측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 상기 주축스핀들유닛(30)과 마주보게 배치되며 보조스핀들이 상기 가공축 선상에 배치되는 보조스핀들유닛(40)과, 상기 워크베드의 상측에 설치되어 상기 워크베드와 함께 이동되고 상기 가공축과 직교하는 수평방향의 공구축 선상을 따라 공구(50)를 이동시키는 그립퍼유닛(60)을 포함하는 가공장치의 제어방법에 있어서, 상기 지그유닛이 상기 가공대상물을 고정한 후, 상기 그립퍼유닛이 상기 가공대상물(100) 내부로 상기 공구(50)를 삽입하여 상기 공구(50)를 상기 가공축 선상에 위치시키는 단계(S10)와, 상기 워크베드가 워크베드 이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛 측으로 이동되어 상기 주축스핀들과 상기 공구의 일측이 결합되는 단계(S20)와, 상기 보조스핀들유닛이 보조이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛 측으로 이동되어 상기 보조스핀들과 상기 공구의 타측이 결합되는 단계(S30)와, 상기 그립퍼유닛이 상기 공구에서 분리된 후 후퇴되는 단계(S40)와, 상기 주축스핀들이 회전되어 상기 공구가 상기 가공축 선상의 제자리에서 회전되고, 상기 워크베드가 상기 워크베드 이송모듈에 의해 상기 가공축 방향으로 이동되어서 상기 가공대상물이 상기 공구에 접촉되어 상기 가공대상물의 내부가 절삭가공되는 단계를 포함한다.
본 발명은 가공대상물의 내부로 공구를 삽입한 후, 공구를 제자리에서 회전시키는 동작으로 가공대상물을 절삭가공할 수 있는 장점이 있다.

Description

가공장치의 제어방법{Method for controlling apparatus for cutting inside of an object}

본 발명의 가공장치의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공 대상물의 내부를 가공하기 위한 가공장치의 제어방법에 관한 것이다.

선반은 공작기계 중에서 가장 역사가 오래되며, 많이 사용되는 대표적인 것이다. H.모즐리가 근대적인 미끄럼공구대가 붙은 선반을 1877년 완성한 후, 바이트를 사용하는 작업을 사람의 손으로부터 기계로 할 수 있게 되었다. 또한, 기계동력으로 선반을 운전하면서, 변환기어 등을 사용하여 나사 깎는 작업은 물론 각종 기계부품을 정밀하게 가공할 수 있게 되었다.

주요 구성요소는 베드·주축대·심압대·왕복대·공구대 및 이송장치로 되어 있다. 주축대와 심압대 사이에 가공물을 고정시키고, 회전운동을 주축대로부터 받도록 설계되어 있다. 그러나 수직선반이나 터릿선반처럼 심압대 없이 주축대만으로 가공품을 유지하는 것도 있다.

절삭공구는 왕복대에 장치되어 있는 공구대에 유지하고, 공구대를 전후좌우로 움직여서 적당한 절삭길이를 주어 칩의 발생과 함께 가공물을 절삭해간다. 공구대는 베드의 전면에 있는 이송봉(移送棒)과 리드스크루를 따라 움직이게 된다. 이송봉이나 리드스크루의 회전을 위하여 주축의 회전운동을 이용한 기어장치가 널리 쓰이고, 이송속도 변환장치 역시 그 속도를 적당히 변화를 줄 수 있도록 되어 있다. 그리고 나사를 절삭할 때는 주축의 회전과 이송기구를 이용하게 된다.

베드는 주축대·심압대·공구대 등 선반의 본체를 구성하는 주요부분을 싣고 있으므로 견고한 구조로 되어 있다. 베드의 상부는 왕복대가 좌우로 미끄러져서 그것을 안내하는 부분이므로, 정밀한 다듬질을 통하여 높은 정밀도를 유지하게 되어 있다.

그런데 종래 선반은 가공 대상물의 외부를 가공할 수는 있지만 내부를 가공할 수는 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-1214695

본 발명은 가공 대상물의 내부를 절삭 가공하기 위한 가공장치의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일측면에 따른 가공장치의 제어방법은, 가공대상물(100)이 설치되는 워크베드(10)와, 상기 워크베드(10)의 상측에 설치되어 상기 워크베드와 함께 이동되고 상기 가공대상물(100)을 고정하는 지그유닛(20)과, 상기 워크베드(10)의 일측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 제공되는 구동력에 의해 회전되는 주축스핀들이 수평방향의 가공축 선상에 배치되는 주축스핀들유닛(30)과, 상기 워크베드(10)의 타측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 상기 주축스핀들유닛(30)과 마주보게 배치되며 보조스핀들이 상기 가공축 선상에 배치되는 보조스핀들유닛(40)과, 상기 워크베드의 상측에 설치되어 상기 워크베드와 함께 이동되고 상기 가공축과 직교하는 수평방향의 공구축 선상을 따라 공구(50)를 이동시키는 그립퍼유닛(60)을 포함하는 가공장치의 제어방법에 있어서, 상기 지그유닛이 상기 가공대상물을 고정한 후, 상기 그립퍼유닛이 상기 가공대상물(100) 내부로 상기 공구(50)를 삽입하여 상기 공구(50)를 상기 가공축 선상에 위치시키는 단계(S10)와, 상기 워크베드가 워크베드 이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛 측으로 이동되어 상기 주축스핀들과 상기 공구의 일측이 결합되는 단계(S20)와, 상기 보조스핀들유닛이 보조이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛 측으로 이동되어 상기 보조스핀들과 상기 공구의 타측이 결합되는 단계(S30)와, 상기 그립퍼유닛이 상기 공구에서 분리된 후 후퇴되는 단계(S40)와, 상기 주축스핀들이 회전되어 상기 공구가 상기 가공축 선상의 제자리에서 회전되고, 상기 워크베드가 상기 워크베드 이송모듈에 의해 상기 가공축 방향으로 이동되어서 상기 가공대상물이 상기 공구에 접촉되어 상기 가공대상물의 내부가 절삭가공되는 단계를 포함한다.

상기 그립퍼유닛은 상기 워크베드에 설치되고, 상기 S20 단계에서 상기 워크베드가 이동될 때, 상기 그립퍼유닛도 함께 이동될 수 있다.

상기 가공대상물을 고정하는 지그유닛이 더 포함하고, 상기 지그유닛은 상기 워크베드에 설치되고, 상기 지그유닛이 수직하게 설치되고, 상기 S20 단계에서 상기 워크베드가 이동될 때, 상기 주축스핀들은 상기 지그유닛을 관통하여 상기 가공대상물 내부로 삽입될 수 있다.

상기 S30 단계에서 상기 보조스핀들유닛은 상기 공구의 타측과 결합된 상태에서 상기 주축스핀들 측으로 상기 공구를 가압할 수 있다.

상기 S40 단계 후에, 상기 주축스핀들을 회전시키고, 상기 공구는 상기 가공축 선상에 위치되어 제자리에서 회전되고, 상기 워크베드를 상기 가공축 방향으로 이동시키고, 상기 가공대상물 및 공구를 접촉시켜 상기 가공대상물 내부를 절삭가공할 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 가공대상물의 내부로 공구를 삽입한 후, 공구를 제자리에서 회전시키는 동작으로 가공대상물을 절삭가공할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 가공축 선상에 위치된 가공대상물 내에서 공구를 조립 및 분리할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 가공대상물 내부에서 주축스핀들을 통해 제공된 회전력에 의해 공구가 제자리 회전되면서 가공대상물 내측면을 가공하기 때문에, 공구의 절삭력이 우수하고 절삭시간을 대폭 단축할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치의 작동 시 평면도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 좌측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 지그유닛의 상세도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물을 다른 측에서 본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치에서 작동 전 배치도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치에서 그립퍼유닛의 삽입상태가 도시된 작동예시 1도이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치에서 워크베드의 이동상태가 도시된 작동예시 2도이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치에서 보조스핀들 및 공구의 결합상태가 도시된 작동예시 3도이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치에서 그립퍼유닛의 분리 상태가 도시된 작동예시 4도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가공장치의 작동 시 평면도이다.
도 14는 도 13의 정면도이다.
도 15는 도 13의 좌측면도이다.
도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치의 제어방법이 도시된 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공장치에 대해 설명한다.

본 실시예에 따른 가공장치는 가공대상물(100)이 설치되는 워크베드(10)와, 상기 워크베드(10)의 상측에 설치되고, 상기 가공대상물(100)을 선택적으로 고정시킬 수 있는 지그유닛(20)과, 공구(50)를 상기 가공대상물(100) 내부로 삽입하는 그립퍼유닛(60)과, 상기 워크베드(10)의 일측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고, 제공되는 구동력에 의해 회전되고 상기 공구(50)와 상기 가공대상물(100) 내부에서 결합되는 주축스핀들(32)이 배치되는 주축스핀들유닛(30)과, 상기 워크베드(10)의 타측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고, 상기 주축스핀들유닛(30)과 마주보게 배치되며, 상기 공구(50)와 상기 가공대상물(100) 내부에서 결합되는 보조스핀들(42)이 배치되는 보조스핀들유닛(40)을 포함한다.

본 실시예에 따른 가공장치는 디퍼런셜 케이스의 내부를 절삭 가공한다. 본 실시예와 달리 상기 가공장치는 다른 형태의 부품 내부를 절삭 가공할 수 있다.

상기 주축스핀들유닛(30), 지그유닛(20) 및 보조스핀들유닛(40)은 일직선상에 배치된다. 상기 주축스핀들유닛(30)에는 주축스핀들(32)이 배치되고, 보조스핀들유닛(40)에는 보조스핀들(42)이 배치된다.

상기 주축스핀들(32) 및 보조스핀들(42)은 일직선상에 배치되고, 상기 주축스핀들(32) 및 보조스핀들(42)이 배치된 일직선을 수평방향의 가공축으로 정의한다.

상기 주축스핀들(32)은 상기 가공축 선상에서 원주방향으로 회전된다. 상기 보조스핀들(42) 역시 가공축 선상에서 원주방향으로 회전된다. 또한, 상기 그립퍼유닛(60)의 이동 방향을 상기 가공축과 직교하는 수평방향의 공구축으로 정의한다.

상기 워크베드(10)는 수평 또는 수직하게 배치될 수 있다. 본 실시예에서 상기 워크베드(10)는 수평하게 배치된다. 상기 워크베드(10)의 배치는 가공 대상물에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 워크베드(10)는 가공축 선상에서 상기 주축스핀들유닛(30) 또는 보조스핀들유닛(40) 측으로 상대 이동될 수 있다. 본 실시예와 달리 주축스핀들유닛(30) 또는 보조스핀들유닛(40)이 가공축을 따라 상대이동되게 구성될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 주축스핀들유닛(30)이 고정되고, 워크베드(10) 및 보조스핀들유닛(40)이 가공축 선상에서 각각 상대 이동될 수 있다.

상기 워크베드(10)를 가공축 선상으로 이동시키기 위해 워크베드 이송모듈(미도시)이 설치된다. 워크베드 이송모듈은 액추에이터 및 리니어가이드를 포함한다. 상기 워크베드 이송모듈은 상기 워크베드(10)를 가공축 선상에서 직선 왕복운동시킬 수 있다. 상기 워크베드 이송모듈은 상기 가공대상물(100)이 가공될 때, 상기 워크베드(10)를 지지한다. 상기 워크베드 이송모듈의 구성 및 작동은 당업자에게 일반적인 구성이기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

상기 지그유닛(20)은 워크베드(10)와 별도로 설치될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 지그유닛(20)이 워크베드(10)에 고정된다. 그래서 상기 워크베드 이송모듈에 의해 워크베드(10)가 이동될 때, 상기 지그유닛(20)도 함께 이동된다.

상기 지그유닛(20)은 본 실시예에서 상기 워크베드(10)에 수직하게 세워져 설치된다. 본 실시예와 달리 상기 지그유닛(20)은 상기 워크베드(10)와 평행하게 설치될 수 있다.

상기 지그유닛(20)은 상기 워크베드(10)에 고정된 지그베이스(22)에 복수인 4개로 설치된다. 상기 복수의 지그유닛(20) 각각은, 상기 지그베이스(22)에 설치되는 지그브라켓(25)과, 상기 지그브라켓(25)에 대해 회전되어 상기 가공대상물을 고정하는 지그암(24)과, 상기 지그암(24)을 지그브라켓(25)에 조립하고 상기 지그암(24)의 회전축을 형성하는 암축(26)과, 상기 지그브라켓(25)에 설치되어 상기 지그암(24)을 회전시키고 상기 지그암(24)을 지지하는 지그액추에이터(28)를 포함한다.

본 실시예에서는 지그베이스(22)에 지그브라켓(25)이 설치된다.

상기 지그브라켓(25)에 상기 암축(26) 및 지그암(24)이 설치된다.

상기 지그암(24)은 상기 지그브라켓(25)에 대해 회전된다.

상기 지그액추에이터(28)는 본 실시예에서 유압실린더가 사용된다.

상기 지그액추에이터(28)는 본 실시예에서 가공축과 평행한 방향(본 실시예에서 수평방향)으로 작동된다.

상기 지그암(24)의 일측(바깥쪽)에 대해 상기 지그액추에이터(28)가 구동력을 제공하고, 상기 지그암(24)의 타측(안쪽)이 회전되어 가공대상물(100)을 고정한다.

상기 지그암(24)의 중간에 상기 암축(26)이 위치된다.

상기 지그암(24)은 복수개 배치된다. 본 실시예에서 상기 지그암(24)은 4개가 배치된다. 상기 지그암(24)은 가공대상물(100)의 바깥쪽 가장자리를 지그베이스(22)에 밀착시킨다. 상기 지그액추에이터(28)에서 제공된 압력에 의해 상기 가공대상물(100)이 고정된 상태를 유지한다.

본 실시예에서는 지그액추에이터(28)를 구성하는 액추에이터로드(29)가 지그암(24)의 끝단에 핀(23, 도 13참조)을 통해 회전 가능하게 된다. 상기 액추에이터로드(29)가 상승(좌측에서 우측으로이동)되면 상기 지그암(24)이 가공대상물(100)을 고정하고, 상기 액추에이터로드(29)가 하강(우측에서 좌측으로 이동)되면 가공대상물(100)의 고정을 해제한다.

4개의 상기 액추에이터로드(29)는 동시에 작동된다. 본 실시예와 달리 상기 액추에이터로드(29)는 개별 제어될 수 있다.

상기 지그베이스(22)의 우측에 상기 주축스핀들유닛(30)이 배치된다.

상기 주축스핀들유닛(30)이 상기 가공대상물(100) 내부로 삽입될 수 있도록 삽입홀(21)이 형성된다. 상기 삽입홀은 상기 가공축 선상에 위치된다.

본 실시예에서 상기 가공대상물(100)은 차량에 사용되는 디퍼런셜 케이스이다. 상기 디퍼런셜 케이스 내부에는 차량의 디퍼런셜 기어가 설치된다.

디퍼런셜 기어는 차동장치로서, 좌측 휠 및 우측 휠의 회전차가 발생될 때, 상기 회전차를 완화시켜준다.

상기 가공대상물(100)에는 최소 2개의 개구부가 형성된다.

상기 개구부 중 하나는 가공축 선상에 위치되고, 나머지 하나는 공구축 선상에 위치된다.

본 실시예에서 상기 가공대상물(100)은 가공축 개구부(101)(102) 및 공구축 개구부(103)(104)가 형성된다. 본 실시예에서는 보조스핀들유닛(40)이 구비되기 때문에, 가공축 개구부(101)가 2개 형성된다. 그래서 상기 가공대상물(100)에는 주축스핀들유닛(30)의 주축스핀들(32)이 삽입되는 제 1 가공축 개구부(101)와, 보조스핀들유닛(40)의 보조스핀들(42)이 삽입되는 제 2 가공축 개구부(102)가 형성된다.

상기 가공대상물(100)은 가공바디(110)와, 상기 가공바디(110)에 형성된 제 1 가공축 개구부(101) 및 제 2 가공축 개구부(102)와, 상기 제 1, 2 가공축 개구부(101)(102)와 교차되게 배치된 공구축 개구부(103)(104)를 포함한다.

상기 제 1 가공축 개구부(101) 및 제 2 가공축 개구부(102)는 가공축 선상에 배치된다. 상기 가공대상물(100)은 가공축 선상을 따라 이동된다.

본 실시예에서 상기 공구축 개구부는 2개소가 형성된다. 제 1 공구축 개구부(103)는 지그유닛(20)이 수직하게 설치될 경우(제 1 실시예)에 사용되고, 제 2 공구축 개구부(104)는 지그유닛(20)이 수평하게 설치된 경우(제 2 실시예)에 사용된다.

상기 제 1 공구축 개구부(103)를 통해 공구(50)가 삽입된 경우와, 제 2 공구축 개구부(104)를 통해 공구가 삽입된 경우에 각기 다른 가공을 실시할 수 있다.

예를 들어 제 1 공구축 개구부(103)를 통해 공구(50)가 삽입된 경우, 가공대상물(100) 내부를 면삭가공할 수 있다. 상기 제 2 공구축 개구부(104)를 통해 공구(50)가 삽입된 경우, 가공대상물(100) 내부를 구삭가공할 수 있다.

상기 가공대상물(100)은 워크베드(10)를 따라 이동되기 때문에, 특정 위치에서만 상기 공구축 개구부(103)가 공구축 선상에 위치된다.

상기 가공바디(110)에는 상기 지그암(24)에 눌려 고정되는 지그플랜지(112)가 형성된다. 가공대상물에 따라 상기 지그플랜지가 형성되지 않을 수 있고, 상기 가공바디(110) 자체를 눌러 고정할 수도 있다.

상기 주축스핀들유닛(30)은 구동력을 제공받아 회전된다. 상기 주축스핀들유닛(30)은 선반의 스핀들을 회전시키는 구조와 동일하다. 본 실시예에서 상기 주축스핀들유닛(30)은 이동되지 않는다. 본 실시예와 달리 상기 주축스핀들유닛(30)이 가공축 선상을 따라 이동되게 구성할 수 있다.

상기 보조스핀들(42)은 상기 가공축 선상에 위치되고, 상기 가공축 선상에서 회전된다. 본 실시예에서 상기 보조스핀들유닛(40)은 자력으로 회전되진 않는다.

상기 보조스핀들유닛(40)은 가공축 선상을 따라 이동된다.

상기 보조스핀들유닛(40)은 가공축 선상에 배치되는 보조스핀들(42)과,상기 보조스핀들(42)을 상기 가공축 선상을 따라 이동시키는 보조이송모듈(미도시)을 포함한다.

상기 보조스핀들(42)을 상기 가공축 선상에서 원주방향으로 회전가능하다. 상기 보조스핀들(42)은 상기 공구(50)와 결합될 수 있다. 상기 보조스핀들(42)은 상기 공구(50)와 결합된 상태에서 회전될 수 있다.

상기 보조이송모듈은 상기 워크베드 이송모듈과 같이 액추에이터 및 리니어가이드를 포함한다. 상기 보조이송모듈은 상기 보조스핀들(42)을 가공축 선상을 따라 이동시킬 수 있고, 상기 보조스핀들(42)을 지지할 수 있다.

본 실시예에서 상기 액추에이터는 유압실린더가 사용된다. 본 실시예와 달리 볼스크류 및 서보모터를 이용한 구조가 적용될 수도 있다.

상기 보조이송모듈의 구조 및 작동은 당업자에게 일반적인 기술이기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에서 상기 그립퍼유닛(60)은 상기 워크베드(10)의 상측에 설치된다. 상기 워크베드(10)가 이동될 때, 상기 그립퍼유닛(60)도 함께 이동되고, 상기 공구축도 함께 이동된다.

상기 그립퍼유닛(60)은 공구(50)를 공구축 선상에서 이동시킨다.

상기 공구(50)는 상기 가공대상물(100)의 내부를 가공하기 위한 것이다.

상기 공구(50)는 상기 그립퍼유닛(60)에 의해 가공대상물(100) 내부에 삽입된다. 상기 가공대상물(100) 내부에 위치된 공구(50)는 상기 주축스핀들(32) 및 보조스핀들(42)과 결합된다.

상기 그립퍼유닛(60)은 워크베드(10)에 설치되는 그립퍼바디(62)와, 상기 그림퍼바디(62) 및 워크베드(10) 사이에 배치되고, 상기 그립퍼바디(62)의 이동을 안내하는 그립퍼가이드(64)와, 상기 그립퍼바디(62)에 배치되고, 상기 공구(50)가 고정되는 그립퍼(66)와, 상기 워크베드(10)에 설치되고, 상기 그립퍼바디(62)를 이동시키는 그립퍼이송모듈(68)을 포함한다.

상기 그립퍼바디(62)는 상기 그립퍼가이드(64)를 따라 이동될 수 있다.

상기 그립퍼가이드(64)는 상기 그립퍼바디(62)의 직선 이동을 안내하는 리니어가이드일 수 있다. 상기 리니어가이드 대신 레일이 설치되어도 무방하다.

상기 그립퍼(66)는 상기 클램프 형태로 제작되어 공구를 잡아 고정하게 제작될 수 있다. 본 실시예에서 상기 그립퍼(66)는 상기 공구(50)를 끼워서 이동시킨다.

상기 그립퍼(66)는 '⊂'자 형태로 형성된다. 상기 공구는 '⊂'의 내측에 위치된다. 공구(50)는 상기 그립퍼(66)에 거치된 상태로 공구축 선상을 이동한다.

상기 그립퍼(66)는 상기 공구(50)가 상하 방향으로 분리되는 것을 방지한다.

상기 그립퍼이송모듈(68)은 본 실시예에서 유압실린더가 사용된다.

상기 그립퍼이송모듈(68)은 상기 그립퍼바디(62)를 직선 이동시킨다. 상기 그립퍼이송모듈(68)의 작동로드(69)가 상기 그립퍼바디(62)에 결합된다. 상기 작동로드(69)가 이동될 때, 상기 공구축을 따라 상기 그립퍼(66)가 이동된다.

상기 공구(50)는 상기 주축스핀들(32) 및 보조스핀들(42)에 결합되어 회전된다. 상기 공구(50)는 상기 주축스핀들(32) 및 보조스핀들(42)이 결합되는 결합홈(51)이 형성된다.

가공대상물(100)을 가공할 때, 상기 결합홈(51)은 가공축 선상에 위치된다.

상기 공구(50)는 상기 가공축 선상에서 회전된다.

상기 공구(50)는 제자리에서 회전되고, 상기 워크베드(10)가 이동되면서 상기 가공대상물(100)을 이동시키며, 상기 가공대상물(100)의 이동에 의해 상기 공구(50) 및 가공대상물(100)이 접촉된다.

이하, 본 실시예에 따른 가공장치의 작동과정을 도 16을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가공장치의 제어방법은, 가공대상물(100)이 설치되는 워크베드(10)와, 상기 워크베드(10)의 상측에 설치되어 상기 워크베드(10)와 함께 이동되고 상기 가공대상물(100)을 고정하는 지그유닛(20)과, 상기 워크베드(10)의 일측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 제공되는 구동력에 의해 회전되는 주축스핀들(32)이 수평방향의 가공축 선상에 배치되는 주축스핀들유닛(30)과, 상기 워크베드(10)의 타측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 상기 주축스핀들유닛(30)과 마주보게 배치되며 보조스핀들(42)이 상기 가공축 선상에 배치되는 보조스핀들유닛(40)과, 상기 워크베드(10)의 상측에 설치되어 상기 워크베드(10)와 함께 이동되고 상기 가공축과 직교하는 수평방향의 공구축 선상을 따라 공구(50)를 이동시키는 그립퍼유닛(60)을 포함하는 가공장치의 제어방법에 있어서, 상기 지그유닛(20)이 상기 가공대상물(100)을 고정한 후, 상기 그립퍼유닛(60)이 상기 가공대상물(100) 내부로 상기 공구(50)를 삽입하여 상기 공구(50)를 상기 가공축 선상에 위치시키는 단계(S10)와, 상기 워크베드(10)가 워크베드 이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛(30) 측으로 이동되어 상기 주축스핀들(32)과 상기 공구(50)의 일측이 결합되는 단계(S20)와, 상기 보조스핀들유닛(40)이 보조이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛(30) 측으로 이동되어 상기 보조스핀들(42)과 상기 공구(50)의 타측이 결합되는 단계(S30)와, 상기 그립퍼유닛(60)이 상기 공구(50)에서 분리된 후 후퇴되는 단계(S40)와, 상기 주축스핀들(32)이 회전되어 상기 공구(50)가 상기 가공축 선상의 제자리에서 회전되고, 상기 워크베드(10)가 상기 워크베드 이송모듈에 의해 상기 가공축 방향으로 이동되어서 상기 가공대상물(100)이 상기 공구(50)에 접촉되어 상기 가공대상물(100)의 내부가 절삭가공되는 단계를 포함한다.

먼저, 가공대상물(100)이 지그유닛(20)에 고정된다. 상기 가공대상물(100)은 작업자가 수작업으로 설치할 수 있다. 상기 가공대상물(100)을 상기 지그유닛(20)에 자동으로 피딩하는 장치가 구비되어도 무방하다.

상기 가공대상물(100)이 지그유닛(20)에 배치된 후, 지그액추에이터(28)가 작동되고, 상기 지그암(24)이 상기 가공대상물(100)을 지그베이스(22)에 고정한다.(도 1 참조)

상기 가공대상물(100)이 고정된 후, 상기 그립퍼(66)는 공구축 선상을 따라 이동되어 상기 공구개구부(103)로 진입한다. 상기 그립퍼(66)에 거치된 공구(50)는 상기 공구개구부(103)를 통해 가공대상물(100) 내부에 위치된다. (도 9 참조, S10)

상기 공구(50)는 상기 가공축 및 공구축이 교차되는 위치에 정지된다.

상기 공구(50)가 상기 가공대상물(100) 내부에 위치된 상태에서 상기 워크베드(10)가 상기 주축스핀들(32) 측으로 이동된다.

상기 워크베드(10)가 이동될 때, 상기 공구(50)는 그립퍼(66)에 여전히 거치된 상태이다. 즉, 상기 워크베드(10)가 이동될 때, 상기 그립퍼유닛(60), 가공대상물(100)이 함께 주축스핀들(32) 측으로 이동된다. (도 10 참조, S20)

상기 워크베드(10)의 이동 시, 상기 가공대상물(100)은 가공축 선상에서 이동된다.

상기 워크베드(10)의 이동에 의해 상기 주축스핀들(32)은 공구(50)의 결합홈(51)에 삽입된다. 상기 주축스핀들(32)은 상기 지그베이스(22)를 관통하여 상기 공구(50)와 결합된다. 상기 워크베드(10)의 이동은 상기 주축스핀들(32) 및 공구(50)를 결합시키는 과정이다.

상기 워크베드(10)가 주축스핀들(32) 측으로 이동될 때, 상기 보조스핀들(42)도 상기 가공대상물(100) 측으로 이동될 수 있다.

상기 워크베드(10)의 이동(공구와의 결합) 및 보조스핀들(42)의 이동이 동시에 이루어질 수 있다. 상기 워크베드(10)의 이동 및 보조스핀들(42)의 이동이 동시에 이루어질 경우, 작업시간을 단축시킬 수 있다.

본 실시예와 달리 상기 워크베드(10)의 이동 및 보조스핀들(42)의 이동이 시간차를 두고 순서대로 이루어질 수도 있다.

본 실시예에서 상기 공구(50)의 일측으로 상기 주축스핀들(32)이 삽입된 후, 상기 공구(50)의 타측으로 보조스핀들(42)이 삽입된다.(도 11 참조, S30)

상기 공구(50)의 양측에 각각 주축스핀들(32) 및 보조스핀들(42)이 삽입되어 결합된다. 상기 보조스핀들(42)이 상기 공구(50)를 주축스핀들(32) 측으로 가압할 수 있다.

상기 공구(50)에 주축스핀들(32) 및 보조스핀들(42)이 결합된 후, 상기 그립퍼(66)가 공구(50)에서 분리된 후 후퇴한다. (도 12 참조, S40)

상기 가공대상물(100)을 가공하기 위해 상기 주축스핀들(32)이 회전되고, 상기 주축스핀들(32)에 결합된 공구(50)가 회전된다. 상기 공구(50)의 타측에 결합된 보조스핀들(42)은 상기 공구(50)를 주축스핀들(32) 측으로 가압한 상태에서 회전된다.

상기 공구(50)는 제자리에서 회전된다.

상기 가공대상물(100)의 내부를 가공하기 위해, 상기 워크베드(10)가 가공축 선상을 따라 이동된다.

공구(50)가 제자리에서 회전될 때, 상기 워크베드(10)의 이동에 의해 가공대상물(100)과 접촉되고, 상기 접촉에 의해 가동대상물(100)의 내부가 절삭가공된다.

도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가공장치에 대해 설명한다.

본 실시예에 따를 가공장치는 지그유닛(20)이 워크베드(10)에 수평하게 설치된다. 본 실시예에서 상기 그립퍼(66)는 제 2 공구측 개구부(104)를 통해 삽입된다.

이하 나머지 구성은 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 워크베드 20 : 지그유닛
22 : 지그베이스 24 : 지그암
25 : 지그브라켓 26 : 암축
28 : 지그액추에이터 29 : 액추에이터로드
30 : 주축스핀들유닛 32 : 주축스핀들
40 : 보조스핀들유닛 42 : 보조스핀들
50 : 공구 51 : 공구홈
60 : 그립퍼유닛 62 : 그립퍼바디
64 : 그립퍼가이드 66 : 그립퍼
68 : 그립퍼이송모듈 100 : 가공대상물
101 : 제 1 가공축 개구부 102 : 제 2 가공축 개구부
103 : 제 1 공구축 개구부 104 : 제 2 공구축 개구부

Claims

가공대상물(100)이 설치되는 워크베드(10)와, 상기 워크베드(10)의 상측에 설치되어 상기 워크베드와 함께 이동되고 상기 가공대상물(100)을 고정하는 지그유닛(20)과, 상기 워크베드(10)의 일측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 제공되는 구동력에 의해 회전되는 주축스핀들이 수평방향의 가공축 선상에 배치되는 주축스핀들유닛(30)과, 상기 워크베드(10)의 타측에 상기 워크베드(10)와 별도로 배치되고 상기 주축스핀들유닛(30)과 마주보게 배치되며 보조스핀들이 상기 가공축 선상에 배치되는 보조스핀들유닛(40)과, 상기 워크베드의 상측에 설치되어 상기 워크베드와 함께 이동되고 상기 가공축과 직교하는 수평방향의 공구축 선상을 따라 공구(50)를 이동시키는 그립퍼유닛(60)을 포함하는 가공장치의 제어방법에 있어서,
상기 지그유닛이 상기 가공대상물을 고정한 후, 상기 그립퍼유닛이 상기 가공대상물(100) 내부로 상기 공구(50)를 삽입하여 상기 공구(50)를 상기 가공축 선상에 위치시키는 단계(S10);
상기 워크베드가 워크베드 이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛 측으로 이동되어 상기 주축스핀들과 상기 공구의 일측이 결합되는 단계(S20);
상기 보조스핀들유닛이 보조이송모듈에 의해 상기 주축스핀들유닛 측으로 이동되어 상기 보조스핀들과 상기 공구의 타측이 결합되는 단계(S30);
상기 그립퍼유닛이 상기 공구에서 분리된 후 후퇴되는 단계(S40); 및
상기 주축스핀들이 회전되어 상기 공구가 상기 가공축 선상의 제자리에서 회전되고, 상기 워크베드가 상기 워크베드 이송모듈에 의해 상기 가공축 방향으로 이동되어서 상기 가공대상물이 상기 공구에 접촉되어 상기 가공대상물의 내부가 절삭가공되는 단계;를 포함하는 가공장치의 제어방법.
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청구항 1에 있어서,
상기 S20 단계에서 상기 워크베드가 이동될 때, 상기 주축스핀들은 상기 지그유닛을 관통하여 상기 가공대상물 내부로 삽입되는 가공장치의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 S30 단계에서 상기 보조스핀들유닛은 상기 공구의 타측과 결합된 상태에서 상기 주축스핀들 측으로 상기 공구를 가압하는 가공장치의 제어방법.
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