KR102174669B1

KR102174669B1 - 방산부품 정밀 가공장치

Info

Publication number: KR102174669B1
Application number: KR1020200047176A
Authority: KR
Inventors: 차순용
Original assignee: 차순용
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2020-11-05

Abstract

본 발명은 방산부품 정밀 가공장치에 관한 것이다. 이는, 컨베이어를 통해 진입하는 가공대상물을 지지하는 상부판, 상부판의 하부에 배치되는 하부판, 상부판의 위치를 조절하는 상부판위치조절부가 구비된 작업테이블과; 작업테이블을 승강 시키는 수직액츄에이터와; 작업테이블이 상승했을 때 작업테이블의 일단부를 당기거나 밀어 작업테이블의 요잉운동을 구현하는 수평액츄에이터와; 가공대상물에 안착된 상태로 수평방향으로 빛을 조사하는 영점조준장치와; 영점조준장치로부터 조사된 빛을 감지하는 다수의 센서를 구비한 타겟장치와; 타겟장치로부터 출력되는 신호를 받아 제어신호를 발생하여, 상부판위치조절부와 수직액츄에이터와 수평액츄에이터를 동작시켜, 상기 영점조준장치의 출력광이 타겟장치에 도달하게 함으로써, 가공대상물을 정위치시키는 컨트롤러와; 컨트롤러에 의해 정위치된 가공대상물을 절삭 가공하는 절삭가공기를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 방산부품 정밀 가공장치는, 작업테이블 상으로 진입한 가공대상물을, 광학적 방법을 이용해 정위치 시키므로, 절삭가공기에 대한 가공대상물의 위치가 정확하고 그에 따라 양호한 가공 정밀성을 구현할 수 있다.

Description

방산부품 정밀 가공장치{Apparatus for precision cutting part for defense industry}

본 발명은 방위산업에 사용되는 부품을 절삭 가공하는 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업테이블에 대한 가공대상물의 세팅을 광학적 방식으로 정밀하게 구현할 수 있는 방산부품 정밀 가공장치에 관한 것이다.

국가 방위에 직간접적으로 사용되는 군수용 장비에는 다양한 종류가 있으며, 그 중에는 차량이나 비행기 또는 미사일이나 총기 또는 탱크나 대포 등과 같이 전쟁에 사용되는 무기도 포함된다.

이러한 전쟁용 장비 중, 미사일이나 탱크 또는 비행기나 군함 등은 그 사이즈가 제법 크기 때문에, 구성 부품(이하, 방산부품이라 칭함)을, 일반적인 공작기계를 이용해 제작할 수 없는 경우가 많다.

가령 미사일용 런처의 케이스와 같은 중공체는 부피가 크기 때문에, 일반 산업용 밀링이나 드릴링 머신 등으로 가공할 수 없는 것이다. 가령 도 1에 개략적으로 도시한 가공대상물(Z)은, 부피가 크기 때문에 평평한 작업테이블에 눕힌 상태에서 가공 할 수밖에 없다.

방산부품의 가공에 있어서 중요한 것은, 가동장치에 대해 가공대상물을 정확하게 고정시켜야 하는 것이다. 예를 들어 가공대상물이 경사지게 세팅되어 있을 경우, 최종 제작된 방산부품의 정밀성을 보장할 수 없기 때문이다.

대형공작물을 안정적으로 고정시키기 위한 장치로서, 국내 등록특허공보 제10-1321048호 (대형공작물의 클램핑장치)가 개시된 바 있다. 개시된 클램핑장치는, 대형공작물이 안착되는 베드의 레일 상에 설치되어 상기 대형공작물을 클램핑하는 클램핑장치에 있어서, 상기 클램핑장치는, 상기 베드의 레일을 따라 수평 이동 가능하도록 설치되는 본체와; 상기 본체의 하부에 형성되어 본체를 상기 레일에 고정시키는 고정블록과; 상기 본체에 회전 가능하도록 설치되는 회전축과; 상기 회전축에 축결합되는 회전기어와; 상기 본체에 회전 가능하도록 설치되되, 회전축과 평행하게 설치되는 감속축과; 상기 감속축에 축결합되어 상기 회전기어와 치합되는 감속기어와; 상기 회전축에 연결되어 회전축의 회전에 의해 수평 방향으로 슬라이드 이동되는 조의 구조를 갖는다.

국내 등록특허공보 제10-1321048호 (대형공작물의 클램핑장치) 국내 공개특허공보 특1994-0025703호 (공작물을 소정 위치에서 클램핑하기 위한 장치) 국내 공개특허공보 제10-2012-0067536호 (겐츄리 로더 장비에 공작물을 인아웃하는 컨베이어의 정위치 자동조절장치 및 방법)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 절삭가공기에 대한 가공대상물의 위치가 정확하고 그에 따라 양호한 가공 정밀성을 구현할 수 있는 방산부품 정밀 가공장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 방산부품 정밀 가공장치는, 컨베이어를 통해 진입하는 가공대상물을 받쳐 지지하는 상부판, 상기 상부판의 하부에 배치되며 상부판을 수평으로 지지하는 하부판, 상기 하부판에 설치되며 외부로부터 전달된 제어신호에 의해 동작하여 상부판의 위치를 조절하는 상부판위치조절부가 구비된 작업테이블과; 상기 작업테이블의 하부에 설치되고 외부로부터 전달된 제어신호에 의해 동작하여 작업테이블을 승강 시키는 수직액츄에이터와; 상기 수직액츄에이터와 작업테이블의 사이에 설치되며, 작업테이블을 요잉운동 가능하게 지지하는 베어링과; 상기 작업테이블의 일측에 연결되고, 외부로부터 전달된 제어신호에 의해 동작하여, 작업테이블이 상승했을 때 작업테이블의 일단부를 당기거나 밀어 작업테이블의 요잉운동을 구현하는 수평액츄에이터와; 상기 작업테이블 상에 로딩된 가공대상물에 안착된 상태로, 수평방향으로 빛을 조사하는 영점조준장치와; 상기 컨베이어의 측부에 설치되며, 영점조준장치로부터 조사된 빛을 감지하고, 감지정보를 출력하는 다수의 센서를 구비한 타겟장치와; 상기 타겟장치로부터 출력되는 신호를 받아 제어신호를 발생하여, 상기 상부판위치조절부와 수직액츄에이터와 수평액츄에이터를 동작시켜, 상기 영점조준장치의 출력광이 타겟장치에 도달하게 함으로써, 가공대상물을 정위치시키는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러에 의해 정위치된 가공대상물을 절삭 가공하는 절삭가공기를 포함한다.

또한, 상기 영점조준장치는, 길이방향으로 연장된 가이드로드와; 상기 가이드로드의 일단부에 위치조절 가능하게 설치되는 것으로서, 가공대상물의 상부에 놓이는 제1흡착블록, 상기 제1흡착블록에 장착되며 제1흡착블록을 가공대상물에 고정시키는 전자석, 상기 제1흡착블록에 장착되는 충전형 배터리, 상기 배터리의 전력을 전자석으로 유도하는 전자석제어기, 상기 컨트롤러로부터 신호를 전달받아 전자석제어기로 전달하는 통신모듈, 상기 제1흡착블록에 고정되며 엘이디빛을 수평으로 조사하는 엘이디모듈, 상기 엘이디모듈의 상부에 설치되며 레이저빔을 출력하되 빔조사 방위의 조절이 가능한 회전형빔발생기를 구비하는 빔출력부와; 상기 가이드로드의 타단부에 위치조절 가능하게 설치되는 것으로서, 가공대상물의 상부에 놓이는 제2흡착블록, 상기 제2흡착블록에 장착되며 제2흡착블록을 가공대상물에 고정시키는 전자석, 상기 흡착블록에 장착되는 충전형 배터리, 상기 배터리의 전력을 전자석으로 유도하는 전자석제어기, 상기 컨트롤러로부터 신호를 전달받아 전자석제어기로 전달하는 통신모듈, 상기 흡착블록에 고정되며 상기 엘이디모듈에서 조사되는 엘이디빛을 통과시켜 상기 타겟장치에 도달하게 하는 광통과구멍을 갖는 가늠판이 구비된 가늠쇠부와; 상기 빔출력부와 가늠쇠부의 사이에 설치되며, 외부의 리프터가 영점조절장치를 픽업할 수 있도록 파지부를 제공하는 픽업블록이 포함된다.

아울러, 상기 타겟장치는; 상기 컨베이어의 측부에 수직으로 고정되는 기둥과, 상기 기둥의 상단부에, 가공대상물의 이송방향에 직교하는 방향으로 연장된 수평빔과, 상기 수평빔에 지지되며 수직방향으로 신축 가능한 텔레스코픽케이스와, 상기 텔레스코픽케이스의 하단부에 고정되는 것으로서, 상기 영점조준장치를 향해 개방된 센서케이스, 상기 센서케이스의 내부 정중앙에 배치되며 상기 엘이디빛을 감지하는 중앙센서, 상기 중앙센서의 주변에 위치하고 엘이디빛을 감지하는 다수의 사이드센서, 상기 중앙센서의 수직방향 상부에 배치되며 상기 회전형빔발생기에서 출력되는 레이저빔을 감지하는 상부센서를 갖는 타겟부와, 상기 텔레스코픽케이스를 신축운동시켜 타겟부의 높이를 상기 영점조준장치의 높이에 맞추는 타켓높이조절기를 포함한다.

또한, 상기 리프터는, 상기 영점조준장치를 픽업하여 가공대상물에 올리거나, 가공대상물에 올려 있는 영점조준장치를 인양하는 것으로서, 수직으로 연장된 수직컬럼과, 상기 수직컬럼에 지지된 상태로 수직으로 연장되며 축회전 가능한 회전수직축과, 상기 회전수직축을 축회전시키는 방향조절모터와, 상기 회전수직축의 상부에 고정되며 수평 연장된 수평빔과, 상기 수평빔의 연장 단부에 구비되며 상기 픽업블록을 픽업하는 로봇팔을 구비한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 방산부품 정밀 가공장치는, 작업테이블 상으로 진입한 가공대상물을, 광학적 방법을 이용해 정위치 시키므로, 절삭가공기에 대한 가공대상물의 위치가 정확하고 그에 따라 양호한 가공 정밀성을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방산부품 정밀 가공장치의 전체 구조를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방산부품 정밀 가공장치의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 작업테이블의 구조를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 1의 타겟장치를 별도로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 타겟부의 정면도이다.
도 6은 도 1에 도시한 영점조준장치의 사시도이다.
도 7은 도 6의 빔출력부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시한 가늠쇠부의 구조를 나타내 보인 도면이다.
도 9 내지 도 11은 도 6에 도시한 영점조준장치를 이용한 방산부품의 정위치 방식을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방산부품 정밀 가공장치(10)의 전체 구조를 도시한 정면도이고, 도 2는 평면도이다. 또한 도 3은 도 1에 도시한 작업테이블의 구조를 설명하기 위한 구성도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 방산부품 정밀 가공장치(10)는, 컨베이어(11), 작업테이블(20), 수직액츄에이터(27), 수평액츄에이터(29), 타겟장치(40), 리프터(70), 절삭가공기(80), 컨트롤러(30)를 구비한다.

컨베이어(11)는 가공대상물(Z)을 수평으로 지지하며 작업테이블(20)의 상면으로 유도하는 역할을 한다. 컨베이어(11)의 상면과 작업테이블(20)의 사이에는 단차가 없어서, 고중량의 가공대상물도 어려움 없이 작업테이블(20)에 로딩될 수 있다.

작업테이블(20)은, 지면상에 수평으로 놓인 상태로 가공대상물(Z)을 받쳐 지지하는 것으로서, 상부판(21), 하부판(23), 상부판위치조절부를 갖는다.

상부판(21)은 컨베이어를 통해 진입하는 가공대상물(Z)을 받쳐 지지하는 것으로서, 마치 롤러컨베이어와 같이, 상부에 다수의 롤러(21a)를 갖는다. 롤러(21a)를 구비하므로 대형이고 고중량인 가공대상물(Z)을 절삭가공기(80) 측으로 용이하게 접근시킬 수 있다.

하부판(23)은 상부판(21)의 하부에서 상부판을 지지하고, 그 자신은 수직액츄에이터(27)에 받쳐진 상태로 승강 가능하다. 하부판(23)은 하강한 상태에서 지면에 지지된다. 또한 하부판(23)의 최대 상승 높이는 2cm 이하이다. 하부판(23)을 상승시키는 이유는, 하부판(23)을 화살표 a방향으로 밀거나 그 반대방향으로 당기기 위함이다.

하부판의 양단부에는 리드스크류(25)가 설치된다. 각 리드스크류(25)는 베어링(26)에 축회전 가능하게 지지된다. 두 개의 리드스크류(25)는 상호 평행하며 지면에 대해 수평을 이룬다. 각 리드스크류(25)는 상부판(21)의 저면에 마련되어 있는 치합부(21b)를 통과한 상태로 위치조절모터(24)에 의해 축회전함으로써 화살표 c방향이나 그 반대 방향으로 위치 조절이 가능하다. 화살표 c방향은 가공대상물(Z)의 진입방향에 직교하는 방향이다. 이러한 위치조절모터(24)와 리드스크류(25)는, 컨트롤러(30)로부터 전달된 제어신호에 의해 동작하는 상부판위치조절부이다.

상기 수직액츄에이터(27)는, 작업테이블(20) 하부에 마련되어 있는 설치피트(28)에 장착된 상태로 작업테이블(20)을 승강시킨다. 수직액츄에이터(27)는, 실린더(27b)와 실린더(27b)에 지지되며 수직으로 연장된 피스톤로드(27a)로 이루어지는 일반적인 유압식 액츄에이터이다.

특히 피스톤로드(27a)의 상단부와 하부판(23) 사이에는 센터베어링(22)이 구비된다. 센터베어링(22)은, 작업테이블(20)을 요잉(yawing) 운동 할 수 있게 지지한다. 즉, 작업테이블(20)이 상승한 상태에서 수평액츄에이터(29)를 작동시킬 때, 작업테이블(20)이, 피스톤로드(27a)의 수직의 중심축선을 기준으로 요잉 운동 하게 하는 것이다.

수평액츄에이터(29)는 하부판(23)의 측부에 수평으로 배치되며, 하부판(23)을 화살표 a방향으로 밀거나 반대방향으로 당겨, 작업테이블(20)의 요잉운동을 구현하는 역할을 한다. 수평액츄에이터(29)는, 수평의 실린더(29b)와, 실린더(29b)에 지지되며 직선운동하는 피스톤로드(29c)로 이루어진다.

실린더(29b)의 후단부는 고정포스트(29a)에 지지되고, 피스톤로드(29c)의 선단부는 링크핀(29e)을 통해 하부판(23)에 연결된다. 수평액츄에이터(29)가 고정포스트(29a)와 링크핀(29e)에 링크되어 있지만, 고정포스트(29a)와 실린더의 사이, 링크핀(29e)과 피스톤로드(29c)의 사이에는 어느 정도의 유격이 있다. 작업테이블(20)이 2cm 이하의 높이로 약간 올라간다 하더라도, 고정포스트(29a)나 링크핀(29e)이 꺾일 염려는 없다.

아울러 고정포스트(29a)의 측부에는 구동부(29f)가 위치한다. 구동부(29f)는 컨트롤러(30)로부터 전달된 제어신호를 받아 수평액츄에이터(29)를 작동시키는 역할을 한다.

상기 타겟장치(40)는, 컨베이어(11)의 측부에 설치되며, 후술할 영점조준장치로부터 화살표 e방향으로 수평 조사된 빛을 감지하고, 감지정보를 컨트롤러(30)로 전달하는 역할을 한다.

도 4는 도 1의 타겟장치를 별도로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 타겟부의 정면도이다.

타겟장치(40)는, 기둥(41a), 수평빔(41b), 텔레스코픽케이스(43), 주행모터(44), 타겟높이조절기(42), 타겟부(45)를 갖는다.

기둥(41a)은 컨베이어(11)의 측부에 수직으로 고정되며 상단부에 수평빔(41b)을 지지한다. 수평빔(41b)은 컨베이어(11)의 상공에서 수평으로 연장되고 그 하부로 가공대상물(Z)을 통과시킨다. 수평빔(41b)은 가공대상물의 이송방향에 직교하는 방향으로 연장된다.

아울러, 수평빔(41b)에는 가이드레일부(41c)가 마련되어 있다. 가이드레일부(41c)는 수평빔의 길이방향으로 연장된 홈으로서 텔레스코픽케이스(43)의 직선 이동을 가이드한다.

텔레스코픽케이스(43)는 상호 다른 사이즈의 사각덕트(43a)를 수직으로 연결한 구조체이다. 텔레스코픽케이스(43)에 있어서, 가장 위쪽에 위치한 사각덕트(43a)는 위에서 두 번째 사각덕트(43b)를 수용할 수 있는 사이즈를 가지고, 두 번째 사각덕트(43b)는 아래쪽 세 번째 사각덕트(43c)를 수용할 수 있는 사이즈를 갖는다. 텔레스코픽케이스(43)를 최대한 인장하면, 사각 덕트(43b,43c)가 최대한 하강한다. 반대로 수축시키면, 사각덕트(43b,43c)가 위쪽 사각덕트(43a) 내부에 거의 수용된다.

텔레스코픽케이스(43)의 인장과 수축은 타겟높이조절기(42)에 의해 이루어진다. 타겟높이조절기(42)는 수직으로 고정된 유압식 액츄에이터로서, 텔레스코픽케이스(43) 내부에 설치된 피스톤로드(미도시)의 하단부가, 제일 아래쪽 사각덕트(43c)에 고정된다. 타겟높이조절기(42)를 이용해 사각덕트(43c)의 높이를 조절할 수 있는 것이다.

또한 수평빔(41b)의 하부에는 주행모터(44)가 구비된다. 주행모터(44)는 수평빔(41b)의 길이방향을 따라 주행 가능한 주행체로서, 사각덕트(43a)의 후면에 고정된다. 주행모터(44)의 제어를 통해 텔레스코픽케이스(43)의 수평 위치도 조절 가능하다. 주행모터(44)는 컨트롤러(30)에 의해 제어된다.

타겟부(45)는, 텔레스코픽케이스(43)의 하단부에 고정되며 영점조준장치(60)로부터 조사된 빛을 감지하는 역할을 한다. 사실, 타겟부(45)는 설정된 지점에 대기하고, 영점조준장치(60)가 타겟부(46)에 빛을 조사하는 것이다.

후술하는 바와 같이, 영점조준장치(60)는 가공대상물(Z)의 상부에 고착된 상태에서 빛을 수평 조사하는데, 빛이 타겟부(46)에 도달하지 않으면, 가공대상물(Z)의 현 상태가 도 9에 도시한 바와 같이 틀어진 상태임을 알 수 있다. 가공대상물이 틀어진 상태라 함은 절삭가공기에 대한 상대 위치가 틀어짐을 의미한다. 절삭가공기의 헤드부(83)는 가공대상물(Z)의 폭방향으로만 움직일 수 있으므로, 가공대상물이 틀어지면 정확한 지점의 가공이 불가능하다.

이와 같이, 영점조준장치(60)는, 가공대상물(Z)의 길이방향이, 헤드부(83)의 이송방향에 직교하도록, 가공대상물의 현 상태를 알려주는 역할을 하는 것이다. 가공대상물의 길이방향은, 가공대상물이 컨베이어(11)를 통과해 진입하는 방향을 의미한다. 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.

상기 타겟부(45)는, 센서케이스(41e), 중앙센서(45a), 다수의 사이드센서(45b), 상부센서(45c)를 갖는다.

센서케이스(41e)는 영점조준장치(60)를 향해 개방된 사각틀의 형태를 취한다. 센서케이스(41e) 내부에는, 중앙센서(45a)와 사이드센서(45b)와 상부센서(45c)의 감지내용을 컨트롤러(30)로 전달하는 통신부(미도시)가 내장된다.

중앙센서(45a)는 센서케이스(45e)의 내부 정중앙에 배치되며, 도 6에 도시한 엘이디모듈(61e)에서 조사된 빛을 감지한다. 사이드센서(45b)는 중앙센서(45a)의 양측에 두 개씩 배치된다. 사이드센서(45b)도 중앙센서와 마찬가지로 엘이디모듈에서 조사된 엘이디빛을 감지한다.

상부센서(45c)는 중앙센서(45a)의 수직방향 상부에 배치되며, 회전형빔발생기(도 6의 61g)에서 출력되는 레이저빔을 감지한다. 중앙센서(45a)와 상부센서(45c)의 간격은, 엘이디모듈(61e)과 회전형빔발생기(61g)의 간격과 동일하다.

상기 리프터(70)는, 영점조준장치(60)를 픽업하여 가공대상물(Z)에 올리거나, 가공대상물에 올려 있는 영점조준장치(60)를 인양하는 역할을 한다. 리프터(70)는, 수직컬럼(71), 회전수직축(73), 방향조절모터(75), 수평빔(77), 로봇팔(78)을 갖는다.

수직컬럼(71)은 지면에 수직으로 고정된 원통형 기둥이다. 또한 회전수직축(73)은, 수직컬럼(71)에 지지된 상태로 수직으로 연장된 축으로서 방향조절모터(75)에 의해 축회전 가능하다. 방향조절모터(75)는 수직컬럼(71)에 고정된 상태로 회전수직축(73)을 축회전시킨다.

수평빔(77)은 회전수직축(73)의 상부에 고정되며 수평 연장되고 현장단부에 로봇팔(78)을 갖는다. 로봇팔(78)은 하단에 파지후크(79)를 갖는다. 파지후크(79)는 픽업블록(68)에 마련되어 있는 파지부(68a)을 잡아 올리는 역할을 한다.

절삭가공기(80)는, 컨트롤러(30)에 의해 정위치된 가공대상물을 절삭 가공하는 것으로서, 수직으로 연장되며 높이 조절이 가능한 수직기둥부(81)와, 수직기둥부(81)의 상단부에 수평으로 지지되는 수평아암부(82)와, 수평아암부(82)에 지지되는 헤드부(83)를 갖는다. 헤드부(83)는 수평아암부(82)의 길이방향을 따라 화살표 f방향이나 그 반대 방향으로 직선운동 가능하다. 아울러 헤드부(83)의 하단부에는 공구(84)가 장착된다. 공구(84)는 구멍을 천공하는 드릴이나 밀링커터 일 수 있다.

컨트롤러(30)는, 타겟장치(40)로부터 출력되는 신호를 받아 제어신호를 발생하여, 위치조절모터(24), 수직액츄에이터(27), 수평액츄에이터(29)를 제어함으로써, 영점조준장치(60)의 출력광(엘이디빛과 레이저빔)이 타겟장치에 도달하게 함으로써, 가공대상물을 정위치시키는 역할을 한다. 이에 대한 설명은 후술된다.

도 6은 도 1에 도시한 영점조준장치(60)의 사시도이고, 도 7은 도 6의 빔출력부(61)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 8은 도 6에 도시한 가늠쇠부(63)의 구조를 나타내 보인 도면이다.

도시한 바와 같이, 두 개의 평행한 가이드로드(65), 빔출력부(61), 가늠쇠부(63), 픽업블록(68)을 구비한다.

가이드로드(65)는 두 개가 나란하게 연장된 환봉으로서, 일측 가이드로드(65)의 중앙부에는 이송나사부(65a)가 형성되어 있다. 이송나사부(65a)는 리드스크류로서 픽업블록(68)과 치합한다. 이송나사부(65a)를 갖는 가이드로드(65)의 일단부에는 모터(67)가 고정된다. 모터(67)를 작동시켜 가이드로드(65)를 축회전시키면 픽업블록(68)이 이송나사부(65a)를 따라 화살표 g방향으로 왕복운동 한다.

상기 가이드로드(65)는, 도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 가공대상물(Z)의 길이방향과 평행한 방향으로 세팅된다. 말하자면 가공대상물(Z)의 길이방향 측부라인(Z1)과 나란하게 배치되는 것이다. 측부라인(Z1)은 가공대상물(Z)의 벽면과 상면이 만나는 모서리 라인이다.

상기 측부라인(Z1)이 수평아암부(82)의 길이방향에 직교하고, 또한 엘이디모듈(61e)에서 조사된 빛이 광통과구멍(63g)을 통과 한 후 중앙센서(45a)에 조사되어야, 가공대상물(Z)의 정위치가 완료된 것이다.

상기 빔출력부(61)는, 가이드로드(65)의 일단부에 위치조절 가능하게 설치된다. 즉 가이드로드(65)의 길이방향을 따라 슬라이딩 운동이 가능하다.

이러한 빔출력부(61)는, 가이드로드(65)를 통과시키는 제1흡착블록(61a), 전자석(61b), 배터리(61c), 전자석제어기(61m), 통신모듈(61d), 엘이디모듈(61e), 회전형빔발생기(61g)를 갖는다.

제1흡착블록(61a)은 대략 ㄱ자로 절곡된 중공형 블록으로서 가공대상물(Z)의 상단 모서리부에 배치된다. 영점조준장치(60)의 설치 위치에 따라 제1흡착블록(61a)의 모양은 달라진다.

전자석(61b)은, 제1흡착블록(61a)에 하측부에 고정되며 제1흡착블록을 가공대상물에 고정시키는 역할을 한다. 전자석(61b)은 배터리(61c)로부터 인가된 전력에 의해 자기력을 출력하여 가공대상물(Z)에 부착 고정된다. 전자석(61b)은 전자석제어기(61m)에 의해 착자 또는 탈자된다. 전자석제어기(61m)는 배터리(61c)의 전력을 전자석(61b)으로 인가하거나 차단하는 회로기판을 내장한다.

아울러 통신모듈(61d)은 외부의 제어신호를 전달받아 전자석제어기(61m)로 전달한다. 가령 컨트롤러(30)로부터 수신된 신호를 전자석제어기(61m)로 전달하여 전자석제어기(61m)의 동작을 유도하는 것이다.

엘이디모듈(61e)은 제1흡착블록(61a)의 일측에 고정되며, 렌즈부(61f)를 통해 엘이디빛을 출력한다. 렌즈부(61f)는 엘이디모듈(61e)에서 발생하는 엘이디빛을 최대한 집중시켜 직진성을 가지게 한다. 엘이디모듈(61e)로부터 출력되는 엘이디빛의 광경로의 중심축은 가이드로드(65)와 나란하며 가늠판(63f)의 광통과구멍(63g)을 향한다.

경우에 따라 엘이디모듈(61e)을 적용하지 않고, 레이저발생모듈을 사용할 수도 있다. 즉 광통과구멍(63g)을 향해 레이저빔을 조사하게 하는 것이다.

회전형빔발생기(61g)는 렌즈부(61h)를 통해 레이저빔을 수평으로 출력하는 것으로서, 화살표 k방향으로 회전 가능하다. 즉, 레이저빔의 빔조사 방위의 조절이 가능한 것이다. 회전형빔발생기(61g)에서 출력되는 레이저빔은 가능판(63f)의 상부를 넘어 상부센서(45c)에 조사된다.

가늠쇠부(63)는, 가이드로드(65)의 타단부에 위치조절 가능하게 설치된다. 가늠쇠부(63)에는, 제2흡착블록(63a), 전자석(63b), 배터리(63c), 전자석제어기(63e), 통신모듈(63d), 가늠판(63f)이 포함된다.

제2흡착블록(63a)은 제1흡착블록(61a)과 동일한 구조를 가진다. 또한 전자석(63b)은 배터리(63c)의 전력은 인가받아 제2흡착블록(Z)을 가공대상물(Z)에 고정시킨다. 아울러, 전자석제어기(63e)와 통신모듈(63d)은, 빔출력부(61)에서의 전자석제어기(61m) 및 통신모듈(61d)과 동일한 역할을 한다.

가늠판(63f)은, 일정두께를 갖는 판상부재로서 중앙부에 광통과구멍(63g)을 갖는다. 광통과구멍(63g)은 렌즈부(61f)로부터 출력되는 엘이디빛을 통과시키는 구멍이다. 렌즈부(61f)와 광통과구멍(63g)을 연결하는 가상의 직선은 가이드로드(65)와 평행하다.

픽업블록(68)은 빔출력부(61)와 가늠쇠부(63)의 사이에 설치되는 블록형 부재로서 파지부(68a)를 갖는다. 파지부(68a)는 리프터(70)의 파지후크(79)가 잡는 부분이다.

아울러 위에 언급한 바와 같이, 픽업블록(68)은 모터(67)을 구동함에 따라 화살표 g방향으로 위치조절 가능하다. 따라서, 빔출력부(61)와 가늠쇠부(63)의 위치 변화에 따라, 영점조준장치(60)의 무게중심이 달라졌을 때, 픽업블록(68)을 움직여 무게중심으로 이동시킬 수 있다.

도 9 내지 도 11은 영점조준장치(60)를 이용한 가공대상물(Z)의 정위치 방식을 설명하기 위한 도면이다. 가공대상물의 정위치라 함은, 위에 설명한 바와 같이, 측부라인(Z1)이 수평아암부(82)의 길이방향에 직교하고, 또한 엘이디모듈(61e)에서 조사된 빛이 광통과구멍(63g)을 통과 한 후 중앙센서(45a)에 조사되는 위치이다.

먼저 도 9를 참조하면, 가공대상물(Z)이 화살표 m방향으로 진입하여 있음을 알 수 있다. 이 때, 가공대상물(Z)이 작업테이블(20)의 상부에 위치함은 물론이다. 가공대상물(Z)은 작업테이블(20)의 상부로 진입함에 따라 진입방향 좌우가 틀어질 수 있다. 가령 진입방향에 대해 각도 θ만큼 기울어져 있을 수 있는 것이다.

이 상태로 가공대상물에 대한 절삭가공을 하면, 절삭부위의 위치가 설계도면과 달라져 불량이 발생하므로, 가공대상물(Z)을 화살표 n방향으로 회전시켜, 측부라인(Z1)이 수평아암부(82)의 길이 방향에 직교하도록 맞추어야 한다.

이를 위해, 영점조준장치(60)를 픽업하여 가공대상물(Z) 상부에 올리고 전자석(61b,63b)을 작동시켜 빔출력부(61)와 가늠쇠부(63)를 가공대상물(Z)에 고정시킨다. 이 때 가이드로드(65)가 측부라인(Z1)에 평행하도록 세팅되어야 한다.

영점조준장치(60)의 세팅이 완료되었다면, 회전형빔발생기(61g)와 엘이디모듈(61e)을 가동한다. 특히 회전형빔발생기(61g)로부터 조사되는 레이저빔의 광경로를, 가공대상물(Z)의 진입방향, 다시 말하면, 수평아암부(82)의 연장방향에 직교하는 방향으로 조절한다. 엘이디모듈(61e)로부터 조사되는 빛의 광경로는 가이드로드(65)와 평행하므로, 엘이디광과 레이저빔은 상기한 각도 θ의 사이각을 갖는다.

상기 상태에서 타겟부(45)를 수평방향으로 위치 조절시켜, 상부센서(45c)에 레이저빔이 도달하게 한다. 상부센서(45c)가 레이저빔을 감지하면 감지신호가 컨트롤러(30)로 전달된다. 컨트롤러(30)는 상부센서(45c)로부터는 신호를 받았지만, 중앙센서(45a)로부터는 신호를 받지 못했으므로, 가공대상물(Z)이 틀어져 있다고 판단하여, 가공대상물(Z)을 화살표 n방향으로 이동시키는 제어신호를 출력한다.

즉, 상기 수직액츄에이터(27)를 이용해 작업테이블(20)을 들어올리고, 그 상태에서 수평액츄에이터(29)를 작동시켜 작업테이블(20)을 도 2의 화살표 a방향으로 밀어 이동시키는 것이다. 수평액츄에이터(29)가 작업테이블(20)을 밀어 이동시킴에 따라, 엘이디모듈(61e)로부터 출력되어 가늠판(63f)을 통과한 엘이디빛은, 도 10에 도시한 것처럼, 점차 중앙센서(45a)로 가까워진다.

마침내, 엘이디빛이, 도 11에 도시한 바와 같이, 중앙센서(45a)에 감지되었다면, 가동대상물(Z)의 정위치가 완료된 것이므로, 작업테이블(20)의 회전을 정지한 후 수직액츄에이터(27)를 동작시켜 작업테이블을 하강시킨다.

상기 정위치 상태에서 절삭가공기(80)의 헤드부(83)를 승강 및 왕복운동 시키며 필요한 지점을 절삭 가공하여 방산부품을 제작 완료한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:가공장치 11:컨베이어 20:작업테이블
21:상부판 21a:롤러 21b:치합부
22:센터베어링 23:하부판 24:위치조절모터
25:리드스크류 26:베어링 27:수직액츄에이터
27a:피스톤로드 27b:실린더 28:설치피트
29:수평액츄에이터 29a:고정포스트 29b:실린더
29c:피스톤로드 29e:링크핀 29f:구동부
30:컨트롤러 40:타겟장치 41a:기둥
41b:수평빔 41c:가이드레일부 42:타겟높이조절기
43:텔레스코픽케이스 43a,43b,43c:사각덕트 44:주행모터
45:타겟부 45a:중앙센서 45b:사이드센서
45c:상부센서 60:영점조준장치 61:빔출력부
61a:제1흡착블록 61b:전자석 61c:배터리
61d:통신모듈 61e:엘이디모듈 61f:렌즈부
61g:회전형빔발생기 61h:렌즈부 61m:전자석제어기
63:가늠쇠부 63a:제2흡착블록 63b:전자석
63c:배터리 63d:통신모듈 63e:전자석제어기
63f:가늠판 63g:광통과구멍 65:가이드로드
65a:이송나사부 67:모터 68:픽업블록
68a:파지부 70:리프터 71:수직컬럼
73:회전수직축 75:방향조절모터 77:수평빔
78:로봇팔 79:파지후크 80:절삭가공기
81:수직기둥부 82:수평아암부 83:헤드부
84:공구

Claims

컨베이어를 통해 진입하는 가공대상물을 받쳐 지지하는 상부판, 상기 상부판의 하부에 배치되며 상부판을 수평으로 지지하는 하부판, 상기 하부판에 설치되며 외부로부터 전달된 제어신호에 의해 동작하여 상부판의 위치를 조절하는 상부판위치조절부가 구비된 작업테이블과;
상기 작업테이블의 하부에 설치되고 외부로부터 전달된 제어신호에 의해 동작하여 작업테이블을 승강 시키는 수직액츄에이터와;
상기 수직액츄에이터와 작업테이블의 사이에 설치되며, 작업테이블을 요잉운동 가능하게 지지하는 베어링과;
상기 작업테이블의 일측에 연결되고, 외부로부터 전달된 제어신호에 의해 동작하여, 작업테이블이 상승했을 때 작업테이블의 일단부를 당기거나 밀어 작업테이블의 요잉운동을 구현하는 수평액츄에이터와;
상기 작업테이블 상에 로딩된 가공대상물에 안착된 상태로, 수평방향으로 빛을 조사하는 영점조준장치와;
상기 컨베이어의 측부에 설치되며, 영점조준장치로부터 조사된 빛을 감지하고, 감지정보를 출력하는 다수의 센서를 구비한 타겟장치와;
상기 타겟장치로부터 출력되는 신호를 받아 제어신호를 발생하여, 상기 상부판위치조절부와 수직액츄에이터와 수평액츄에이터를 동작시켜, 상기 영점조준장치의 출력광이 타겟장치에 도달하게 함으로써, 가공대상물을 정위치시키는 컨트롤러와;
상기 컨트롤러에 의해 정위치된 가공대상물을 절삭 가공하는 절삭가공기를 포함하는 방산부품 정밀 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 영점조준장치는,
길이방향으로 연장된 가이드로드와;
상기 가이드로드의 일단부에 위치조절 가능하게 설치되는 것으로서, 가공대상물의 상부에 놓이는 제1흡착블록, 상기 제1흡착블록에 장착되며 제1흡착블록을 가공대상물에 고정시키는 전자석, 상기 제1흡착블록에 장착되는 충전형 배터리, 상기 배터리의 전력을 전자석으로 유도하는 전자석제어기, 상기 컨트롤러로부터 신호를 전달받아 전자석제어기로 전달하는 통신모듈, 상기 제1흡착블록에 고정되며 엘이디빛을 수평으로 조사하는 엘이디모듈, 상기 엘이디모듈의 상부에 설치되며 레이저빔을 출력하되 빔조사 방위의 조절이 가능한 회전형빔발생기를 구비하는 빔출력부와;
상기 가이드로드의 타단부에 위치조절 가능하게 설치되는 것으로서, 가공대상물의 상부에 놓이는 제2흡착블록, 상기 제2흡착블록에 장착되며 제2흡착블록을 가공대상물에 고정시키는 전자석, 상기 제2흡착블록에 장착되는 충전형 배터리, 상기 배터리의 전력을 전자석으로 유도하는 전자석제어기, 상기 컨트롤러로부터 신호를 전달받아 전자석제어기로 전달하는 통신모듈, 상기 제2흡착블록에 고정되며 상기 엘이디모듈에서 조사되는 엘이디빛을 통과시켜 상기 타겟장치에 도달하게 하는 광통과구멍을 갖는 가늠판이 구비된 가늠쇠부와;
상기 빔출력부와 가늠쇠부의 사이에 설치되며, 외부의 리프터가 영점조절장치를 픽업할 수 있도록 파지부를 제공하는 픽업블록이 포함된 방산부품 정밀 가공장치.
제2항에 있어서,
상기 타겟장치는;
상기 컨베이어의 측부에 수직으로 고정되는 기둥과,
상기 기둥의 상단부에, 가공대상물의 이송방향에 직교하는 방향으로 연장된 수평빔과,
상기 수평빔에 지지되며 수직방향으로 신축 가능한 텔레스코픽케이스와,
상기 텔레스코픽케이스의 하단부에 고정되는 것으로서, 상기 영점조준장치를 향해 개방된 센서케이스, 상기 센서케이스의 내부 정중앙에 배치되며 상기 엘이디빛을 감지하는 중앙센서, 상기 중앙센서의 주변에 위치하고 엘이디빛을 감지하는 다수의 사이드센서, 상기 중앙센서의 수직방향 상부에 배치되며 상기 회전형빔발생기에서 출력되는 레이저빔을 감지하는 상부센서를 갖는 타겟부와,
상기 텔레스코픽케이스를 신축운동시켜 타겟부의 높이를 상기 영점조준장치의 높이에 맞추는 타켓높이조절기를 포함하는 방산부품 정밀 가공장치.
제2항에 있어서,
상기 리프터는,
상기 영점조준장치를 픽업하여 가공대상물에 올리거나, 가공대상물에 올려 있는 영점조준장치를 인양하는 것으로서,
수직으로 연장된 수직컬럼과,
상기 수직컬럼에 지지된 상태로 수직으로 연장되며 축회전 가능한 회전수직축과,
상기 회전수직축을 축회전시키는 방향조절모터와,
상기 회전수직축의 상부에 고정되며 수평 연장된 수평빔과,
상기 수평빔의 연장 단부에 구비되며 상기 픽업블록을 픽업하는 로봇팔을 구비하는 방산부품 정밀 가공장치.