KR102415290B1

KR102415290B1 - 절삭공구 자동 호닝 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102415290B1
Application number: KR1020200092914A
Authority: KR
Inventors: 박주석
Original assignee: 주식회사 마팔하이테코
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2022-06-30
Also published as: KR20220013679A

Abstract

본 발명은 절삭공구 자동 호닝 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 드릴 또는 밀링 비트와 같은 절삭공구의 호닝 작업을 자동화하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치는 절삭공구를 파지하여 이동시키기 위한 로봇암과; 상기 로봇암의 절삭공구 파지 여부를 확인하기 위한 파지감지부와; 상기 절삭공구의 길이와, 절삭날이 수평 위치로 배향되었는지를 감지하기 위한 길이배향감지부와; 수평 위치로 배향된 절삭공구의 절삭날을 둥글게 연마하기 위한 호닝부를 포함한다.

Description

절삭공구 자동 호닝 장치 및 그 방법{Cutting tool automatic honing device and the honing method}

본 발명은 절삭공구 자동 호닝 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 드릴 또는 밀링 비트와 같은 절삭공구의 호닝 작업을 자동화하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 드릴 또는 밀링 비트와 같은 절삭공구는 선단 부위의 좌우 양측에 각각 대칭되는 한 쌍의 절삭날이 구비되고, 가공 머신의 스핀들에 장착된 상태로 회전되면서 수평 또는 수직 방향으로 이동됨에 의해 피가공물 표면에 구멍을 뚫거나 홈을 내는 등의 절삭 가공을 수행하는데 사용된다. 이러한 절삭공구의 절삭날은 선단부가 뾰족하게 형성되어 있어서, 가공시 첨단부가 깨져버리는 칩핑 현상이 발생할 수 있다. 이러한 칩핑 현상을 방지하기 위해 절삭공구의 절삭날 부분을 일부러 일정 정도 마모시키는 작업을 호닝이라고 한다. 이와 같은 호닝 작업을 통하여 절삭날의 선단부가 어느 정도 둥글게 라운딩되기 때문에 피가공물과의 마찰시 충격이 완화되어 선단부가 깨져버리는 등 칩핑 현상이 방지된다. 종래에는 이러한 호닝 공정이 주로 수작업에 의해 이루어졌다. 작업자가 절삭공구를 손으로 파지한 상태에서 회전되는 원형의 줄 또는 연마석 등에 절삭공구의 절삭날 부분을 마찰시켜 호닝을 수행하였다. 그러나, 이러한 수작업에 의한 호닝 작업은 작업자의 숙련도에 따라 작업 품질이 달라지고, 절삭날 전체에 걸쳐 균일한 호닝 작업을 수행하는 것이 불가능할 뿐만 아니라 고속으로 회전되는 줄 또는 연마석에 의한 안전 사고 발생 위험이 높다는 단점이 있어 왔다. 한편, 대한민국 등록특허 제10-1790865호에는 드릴비트의 절삭날 호닝 자동화 장치 및 호닝 방법이 개시되는데, 종래의 수작업에 의해 수행되던 호닝을 자동화된 장치와 방법으로 수행한다는 점에 의의가 있다 할 것이다. 그러나, 상기 등록특허는 절삭날의 호닝 위치를 카메라를 이용하여 간접적으로 확인하는 방식을 취하고 있어 호닝 위치의 정밀한 조정이 불가능하다는 단점이 존재하며, 절삭날을 일방향으로만 호닝하기 때문에 절삭날 전체에 걸쳐 균일한 호닝이 이루어지지 못하는 단점이 여전히 잔존하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1790865호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 절삭공구 호닝 장치 및 방법의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 절삭날의 배향을 보다 정밀하게 감지하여 호닝 위치의 정밀한 조정이 가능할 뿐만 아니라, 절삭날을 양방향에서 호닝함으로써 절삭날 전체에 걸친 균일한 호닝 품질을 보장할 수 있는 절삭공구 자동 호닝 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치는 절삭공구를 파지하여 이동시키기 위한 로봇암과; 상기 로봇암의 절삭공구 파지 여부를 확인하기 위한 파지감지부와; 상기 절삭공구의 길이와, 절삭날이 수평 위치로 배향되었는지를 감지하기 위한 길이배향감지부와; 수평 위치로 배향된 절삭공구의 절삭날을 둥글게 연마하기 위한 호닝부를 포함한다.

그리고, 호닝 작업의 대상이 되는 절삭공구를 수직으로 직립 거치하는 로딩부와; 상기 로딩부에 수직 거치된 절삭공구를 파지한 로봇암이 상기 절삭공구를 수평 방향으로 회전시켜 절삭공구를 수평 상태로 일시 거치하기 위한 수평거치부를 더 포함하며; 상기 로봇암은 상기 수평거치부에 거치된 절삭공구를 수평 상태로 파지하여 상기 길이배향감지부와 호닝부로 순차 이동시킨다.

여기서, 상기 파지감지부는 로봇암에 의해 파지된 절삭공구가 접근시 해당 절삭공구의 존재 여부 확인이 가능한 물체감지센서를 포함한다.

그리고, 상기 길이배향감지부는 하측에 연장된 터치봉을 구비하여 절삭공구의 접촉시 신호를 발생시키는 터치프로브를 포함한다.

또한, 상기 절삭공구의 길이 감지는, 상기 로봇암이 절삭공구를 수평 파지한 상태에서 상기 터치프로브의 터치봉을 향하여 수평 방향으로 이동 접근시켜 절삭공구의 선단부가 터치봉에 접촉되는 경우 로봇암의 최초 좌표와 절삭공구가 터치봉에 접촉되는 순간의 좌표를 비교 연산에 의해 수행된다.

그리고, 상기 절삭공구의 절삭날 배향 감지는, 상기 로봇암이 절삭공구의 선단부를 터치프로브의 터치봉 말단부 하측에 위치시킨 상태에서 일측으로 회전시키고, 터치프로브의 터치봉이 절삭공구의 랜드와 플루트면이 만나는 뾰족한 첨단부에 접촉하는 경우 절삭날이 좌우 양측에 수평하게 배향된 것으로 감지한다.

그리고, 상기 호닝부는 수평 방향으로 배치된 절삭공구의 절삭날을 연마하기 위해 수직으로 배치되어 회전되는 원형의 회전브러시를 포함한다.

또한, 상기 수평거치부는 수평 방향으로 배향된 절삭공구를 하측 및 상측에서 각각 지지하는 하부지그 및 상부지그와, 상기 상부지그를 승하강시키기 위한 실린더를 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 방법은, 절삭공구가 로봇암에 의해 수평 상태로 파지되는 단계와; 수평 파지된 절삭공구가 로봇암에 의해 터치프로브의 터치봉을 향하여 수평 방향으로 이동 접근되어 절삭공구의 길이가 감지되는 단계와; 상기 수평 파지된 절삭공구가 로봇암에 의해 터치프로브의 터치봉 말단부 하측에 위치된 상태에서 일측으로 회전됨에 따라 좌우 절삭날이 수평 방향으로 배향되는 단계와; 절삭날이 수평 방향으로 배향된 절삭공구가 로봇암에 의해 수직으로 배치된 회전브러시에 접근되어 상기 절삭날이 호닝되는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 절삭공구가 로봇암에 수평 상태로 파지되는 단계 이전에, 절삭공구가 수직 상태로 직립 거치되어 로딩되는 단계와; 상기 수직 거치된 절삭공구가 로봇암에 의해 수직 상태로 파지되는 단계와; 상기 수직 상태로 파지된 절삭공구가 로봇암에 의해 수평 방향으로 회전되어 수평 상태로 거치되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 절삭공구를 물체감지센서에 접근시켜 로봇암의 절삭 공구 파지 여부를 감지하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 절삭공구의 길이가 감지되는 단계는, 상기 로봇암이 절삭공구를 수평 파지한 상태에서 상기 터치프로브의 터치봉을 향하여 수평 방향으로 이동 접근시켜 절삭공구의 선단부가 터치봉에 접촉되는 경우 로봇암의 최초 좌표와 절삭공구가 터치봉에 접촉되는 순간의 좌표를 비교 연산에 의해 수행된다.

그리고, 상기 절삭공구의 절삭날이 수평 방향으로 배향되는 단계는, 상기 로봇암이 절삭공구의 선단부를 터치프로브의 터치봉 말단부 하측에 위치시킨 상태에서 일측으로 회전시키되, 터치프로브의 터치봉이 절삭공구의 랜드와 플루트면이 만나는 뾰족한 첨단부에 접촉할때까지 절삭공구를 회전시킴에 의해 수행된다.

그리고, 상기 절삭날이 호닝되는 단계는, 상기 로봇암이 절삭공구를 파지한 상태에서 절삭공구의 일측 절삭날 부분이 회전브러시에 접근되어 연마되고; 일측 절삭날의 호닝 완료후 절삭공구가 상기 로봇암에 의해 180도 회전되고 타측 절삭날 부분이 회전브러시에 접근되어 연마됨에 의해 수행된다.

여기서, 상기 절삭공구의 호닝시, 상기 절삭공구는 감지된 길이에 상응하는 거리 만큼 이동되어 회전브러시와 접촉된다.

그리고, 상기 절삭공구의 호닝시, 상기 로봇암이 절삭공구를 파지한 상태에서 절삭공구의 절삭날 부분을 회전브러시의 전방 하측으로 접근시킨 후 절삭공구를 회전브러시의 원주방향을 따라 상방으로 이동시키면서 연마하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 절삭날의 배향을 보다 정밀하게 감지하여 호닝 위치의 정밀한 조정이 가능할 뿐만 아니라, 절삭날을 양방향에서 호닝함으로써 절삭날 전체에 걸친 균일한 호닝 품질을 보장할 수 있다는 장점을 갖는다.

도 1 은 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 전체 사시도,
도 2 는 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 요부 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 공구 수직 파지 작동 상태도,
도 4 는 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 공구 파지 확인 작동 상태도,
도 5 는 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 공구 수평 거치 작동 상태도,
도 6 은 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 공구 수평 파지 작동 상태도,
도 7 은 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 공구 길이 및 배향 확인 작동 상태도,
도 8 은 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 호닝 작동 상태도이다.

이하, 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치는 로딩부(10), 로봇암(20), 파지감지부(30), 수평거치부(40), 길이배향감지부(50), 호닝부(60) 및 언로딩부(70)를 포함한다.

로딩부(10)는 호닝 작업의 대상이 되는 드릴 또는 밀링 비트와 같은 절삭공구(100)가 공급되는 부분으로, 도시된 바와 같이, 작업대의 바닥면에 지지된 브라켓에 의해 일정 높이로 고정 설치된 공구거치대(12)를 포함한다. 상기 공구거치대(12)는 대체로 납작한 판형태로 구성되되 표면에는 다수의 거치홈(14)이 형성됨에 따라, 상기 거치홈(14) 내에 절삭공구(100)가 수직으로 삽입 거치될 수 있도록 구성된다. 여기서, 상기 절삭공구(100)는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 생크(110) 부분이 하측에 위치되고 드릴팁 부분이 상측에 위치되도록 수직으로 거치된다. 상기 드릴팁의 선단부에는 도시된 바와 같이 좌우 양측에 서로 대칭형으로 대향하게 형성된 절삭날(140)이 형성되고, 상기 절삭날(140) 부분이 호닝되는 부분이다. 상기 로딩부(10)에는 다수의 절삭공구(100)가 수작업에 의하거나 별도의 자동 공급 장치에 의해 거치될 수 있다.

로봇암(20)은 로딩부(10)에 거치된 절삭공구(100)를 파지하여 후술하는 각 공정부로 이송함과 아울러 절삭공구(100)의 위치 및 배향을 조정하기 위한 것으로, 다양한 위치 변동이 가능하도록 6축 다관절 로봇으로 구성되는 것이 바람직하며, 로봇암(20)의 선단에는 절삭공구(100)를 파지할 수 있도록 집게 방식의 픽커(22)가 구비되고, 상기 픽커(22)는 절삭공구(100)의 파지 방향을 변화시킬 수 있도록 회전 가능하게 구성된다. 이러한 로봇암(20)의 구조는 일반적인 것으로 구체적인 설명은 생략한다.

파지감지부(30)는 상기 로딩부(10)에 거치된 절삭공구(100)를 로봇암(20)이 파지하였는지 여부를 확인하기 위한 부분으로, 도 2 에 도시된 바와 같이, 로딩부(10)의 후방 일측에 위치되되, 절삭공구(100)의 존재를 확인하기 위한 물체감지센서(32)를 포함하며, 상기 물체감지센서(32)는 별도의 브라켓에 의해 일정 높이로 고정 설치된다. 상기 물체감지센서(32)는 자기장을 발생시켜 도체인 절삭공구(100)가 접근하는 경우 전류의 변화를 측정함에 따라 절삭공구(100)의 존재 여부를 확인하는 자기장센서가 사용될 수 있으며, 이 밖에도 근접센서, 적외선센서 또는 레이저센서 등이 사용될 수도 있다. 상기 파지감지부(30)에서의 절삭공구(100) 파지 확인은 로봇암(20)이 절삭공구(100)를 수직으로 직립된 상태로 파지한 후 물체감지센서(32)의 상측으로 접근시킴에 따라 수행된다.

수평거치부(40)는 로봇암(20)에 의해 수직으로 직립된 상태로 파지된 절삭공구(100)를 90도 만큼 회전된 수평 방향으로 눕혀서 거치하는 부분이다. 이와 같이 절삭공구(100)를 수평으로 거치하는 이유는 후술하는 바와 같이 호닝부(60)에서의 작업이 원활하도록 로봇암(20)이 절삭공구(100)의 파지 방향을 변경하기 위해서이다. 즉, 최초 로봇암(20)은 로딩부(10)에 거치된 절삭공구(100)를 수직으로 배치된 상태로 파지하는데, 상기 수평거치부(40)에 절삭공구(100)를 수평으로 배치되도록 일시 거치한 후 다시 파지하여 로봇암(20)의 픽커(22)와 수평거치부(40)가 서로 수평을 이루도록 한다. 이러한 수평거치부(40)를 이용한 절삭공구(100)의 파지 방향 변경 방법은 추후 상세히 설명한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 수평거치부(40)는 수평 방향으로 배향된 절삭공구(100)를 하측 및 상측에서 각각 지지하는 하부지그(42) 및 상부지그(44)와, 상기 상부지그(44)를 승하강시키기 위한 실린더를 포함한다. 보다 구체적으로, 별도의 브라켓 상부에 하부지그(42)와 상부지그(44)가 장착되고, 상기 브라켓의 하측 중앙에 실린더가 설치되며, 상기 실린더의 로드 부분이 브라켓의 상부 중앙 개구를 통하여 상기 상부지그(44)의 하부에 결합되어, 상기 실린더의 작동에 따라 상부지그(44)가 승하강되어 하부지그(42)와 상부지그(44) 사이에 절삭공구(100)가 파지 고정된다.

길이배향감지부(50)는 절삭공구(100)의 길이와 절삭날(140)의 배향을 감지하기 위한 부분이다. 절삭공구(100)의 길이 감지는 추후 호닝부(60)에서 절삭공구(100)를 브러시와 접촉시키기 위해 이동할 거리를 산출하기 위한 것이며, 절삭날(140)의 배향 감지는 서로 반대편에 위치된 두 절삭날(140)을 호닝에 적합하도록 수평 위치로 배향시키기 위한 것이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 길이배향감지부(50)는 상기 수평거치부(40)의 후방 일측에 배치되는 터치프로브(52)를 포함한다. 상기 터치프로브(52)는 별도의 브라켓에 의해 일정 높이에 설치되고, 하측으로 연장된 터치봉(54)을 구비하여 물체가 접촉되는 경우 신호를 발생함으로써 물체를 감지한다. 이러한 터치프로브(52)는 절삭 가공 장치 등에 통상적으로 사용되는 것으로 그 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명에서는 이러한 공지된 터치프로브(52)를 절삭공구(100)의 길이와 절삭날(140)의 배향을 감지하는데 응용한 것이다. 이러한 터치프로브(52)를 이용한 절삭날(140)의 길이 및 배향 감지 방법은 추후 설명한다.

호닝부(60)는 로봇암(20)에 의해 수평 파지된 절삭공구(100)의 절삭날(140) 부분을 둥글게 연마하기 위한 부분으로, 도 1 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 수직으로 배치되어 회전되는 원형의 회전브러시(62)를 포함한다. 상기 호닝부(60)에서의 호닝 방법은 추후 보다 상세히 설명한다.

언로딩부(70)는 상기 호닝부(60)에서 호닝 가공이 완료된 절삭공구(100)를 외부로 배출하기 위해 거치하는 부분으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 로딩부(10)의 구성과 동일한 구성을 가지며, 절삭공구(100)는 절삭날(140) 부분이 상방을 향하도록 수직 거치되며, 거치된 절삭공구(100)는 작업자에 의해 또는 별도의 자동화 장치에 의해 외부로 반출될 수 있다.

추가적으로, 도시되지는 않았으나 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치는 상술한 전체 구성부들의 작동을 제어하기 위한 제어부를 더 포함한다.

지금까지 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치의 구성에 대해 살펴보았다. 이하에서는, 도 3 내지 도 8 을 참조로 본 발명에 따른 절삭공구 자동 호닝 장치에 의한 호닝 방법을 설명한다.

먼저, 도 3 에 도시된 바와 같이, 최초 절삭공구(100)는 수직 방향으로 직립된 상태로 로딩부(10)의 공구거치대(12)에 형성된 거치홈(14)에 삽입 거치되어 로딩된다. 보다 구체적으로 상기 절삭공구(100)는 생크(110) 부분이 하측에 위치되고 본체(120) 부분이 상측을 향하도록 배향되어 절삭날(140) 부분이 최상단에 위치되도록 거치된다. 상기 절삭공구(100)의 절삭날(140)은 위에서 이미 언급한 바와 같이 서로 180도 회전 대칭되도록 서로 반대편에 각각 1개씩 형성되어 있으며 드릴의 반경 방향으로 일정한 선단각을 가지고 경사지게 연장 형성된다.

위와 같이 절삭공구(100)가 로딩부(10)에 수직 거치된 상태에서, 도 3 에 도시된 바와 같이, 로봇암(20)이 이동하여 상기 절삭공구(100)를 수직 상태로 파지한다. 이때, 상기 로봇암(20) 선단의 픽커(22)는 좌우 집게가 서로 수평 방향으로 나란히 배치되어 상기 수직 거치된 절삭공구(100)의 외주면 좌우 양측을 각각 가압하여 파지한다.

그 다음, 로봇암(20)은 절삭공구(100)를 수직 상태로 파지한 후 파지감지부(30)로 이동한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 로봇암(20)은 파지된 절삭공구(100)의 하단부를 상기 파지감지부(30)의 물체감지센서(32)에 상방으로부터 접근시킨다. 위에서 이미 언급한 바와 같이, 상기 물체감지센서(32)는 자기장센서, 근접센서 등으로 구성될 수 있는바, 자기장센서의 경우 도체인 절삭공구(100)가 접근하면 자기장의 변화에 따라 센서 내부에 전류가 발생하고 이를 감지하여 절삭공구(100)가 존재하는지 여부를 확인한다. 근접센서의 경우 적외선을 조사하고 절삭공구(100)로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 감지함에 의해 절삭공구(100)의 존재 여부를 확인한다. 이와 같은 방법에 의해 상기 로봇암(20)이 절삭공구(100)를 제대로 파지하였는지 여부를 확인하는 것이다.

그 다음, 도 5 에 도시된 바와 같이, 로봇암(20)은 절삭공구(100)를 파지한 상태에서 수평거치부(40)로 이동한다. 수평거치부(40)에서 상기 로봇암(20)은 절삭공구(100)를 수평 방향으로 배향을 변경하고 생크(110) 부분이 수평거치부(40)의 상부지그(44)와 하부지그(42) 사이에 위치되도록 한다. 이 상태에서 실린더의 작동에 의해 상기 상부지그(44)가 하강하여 상부지그(44)와 하부지그(42)가 상기 절삭공구(100)의 생크(110) 부분을 가압 파지함으로써 절삭공구(100)가 일시적으로 수평 거치된다.

그 다음, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 로봇암(20)은 수평 거치된 절삭공구(100)의 생크(110) 부분 말단부를 수평하게 파지한다. 즉, 상기 로봇암(20)의 픽커(22)가 절삭공구(100)의 길이 방향과 동일한 방향으로 수평 배치된 상태에서 절삭공구(100)의 생크(110) 부분 말단부를 파지한다. 이는 절삭공구(100)의 절삭날(140) 부분이 후술하는 호닝부(60)의 회전브러시(62)에 수평하게 접근되어 호닝이 이루어지도록 하기 위함이다.

그 다음, 절삭공구(100)를 수평 파지한 로봇암(20)은 길이배향감지부(50)로 이동된다. 상기 길이배향감지부(50)에서는 위에서 이미 언급한 바와 같이 절삭공구(100)의 길이와 배향이 감지된다.

먼저, 절삭공구(100)의 길이 감지를 위하여, 도 7 의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 로봇암(20)은 절삭공구(100)를 수평 파지한 상태에서 절삭공구(100)를 터치프로브(52)의 터치봉(54)의 단부에 상응하는 높이로 위치시키고 이 위치에서의 로봇암(20)의 좌표가 제어부의 저장부에 저장된다. 그 다음, 상기 절삭공구(100)를 터치봉(54)을 향하여 수평 방향으로 이동 접근시킨다. 절삭공구(100)의 선단부가 터치봉(54)에 접촉되어 터치봉(54)이 꺾이는 순간 로봇암(20)의 접근은 정지되고 이 위치에서의 로봇암(20)의 좌표가 제어부의 저장부에 저장된다. 제어부에서는 로봇암(20)의 최초 좌표와 절삭공구(100)가 터치봉(54)에 접촉되어 꺾이는 순간의 좌표를 비교 연산하여 절삭공구(100)의 이동 거리를 산출하고 이를 통해 절삭공구(100)의 길이를 감지할 수 있다. 이러한 절삭공구(100)의 길이 감지는 이미 언급한 바와 같이 후술하는 호닝 공정에서 절삭공구(100)를 회전브러시(62)에 접근시키는 정도(깊이)를 조절하기 위해 수행된다.

그 다음, 절삭공구(100)의 배향 감지를 위하여, 도 7 의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 로봇암(20)은 절삭공구(100)의 선단부를 터치프로브(52)의 터치봉(54) 말단부 하측에 위치시킨 상태에서 일측으로 회전시킨다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 절삭공구(100)의 선단에는 절삭날(140)이 서로 대향하게 배치되고, 본체(120)의 외주면에는 절삭날(140)에 의해 절삭된 피가공물의 칩이 배출될 수 있도록 플루트(130)가 나선형으로 형성된다. 여기서, 상기 플루트(130)는 각 절삭날(140)과 만나도록 구성된다. 이에 따라, 절삭날(140)의 일측에는 가공되는 홀의 내주면과 접촉되는 원호 형상의 랜드(150)가 형성되고 타측에는 오목하게 만곡 형성되고 타측 랜드(150)와 만나는 둥근 플루트면(132)이 형성된다. 이러한 구조에서, 도 7 의 (b)의 원 안에 도시된 바와 같이 절삭공구(100)의 오목한 플루트(130) 내측에 터치봉(54)의 단부를 위치시킨 상태에서 로봇암(20)의 픽커(22) 부분을 일측으로 회전시켜 절삭날(140)을 회전시키고, 터치프로브(52)의 터치봉(54)이 절삭공구(100)의 랜드(150)와 플루트면(132)이 만나는 뾰족한 첨단부에 접촉하는 경우 회전을 멈추게 되면 절삭날(140)이 좌우 양측에 수평하게 배향된다.

그 다음, 로봇암(20)은 절삭날(140)이 좌우 양측에 수평하게 배향된 상태로 파지된 절삭공구(100)를 호닝부(60)로 이동시킨다. 도 8 에 도시되고 위에서 이미 설명한 바와 같이, 상기 호닝부(60)는 수직으로 배치된 원형의 회전브러시(62)를 포함한다. 호닝 작업은 좌우 양측 절삭날(140) 부분을 상기 회전브러시(62)에 순차적으로 접근시켜 연마함에 의해 수행된다. 먼저, 도 8 의 (a)에 도시된 바와 같이, 로봇암(20)은 절삭공구(100)를 파지한 상태에서 절삭공구(100)의 일측 절삭날(140) 부분을 도 8 의 (a)에 도시된 바와 같이 회전브러시(62)의 전방 하측으로 접근시킨다. 이때, 상기 로봇암(20)은 절삭공구(100)의 길이에 상응하는 거리 만큼 이동되어 상기 절삭공구(100)를 회전브러시(62)에 접근시킴에 따라 일측 절삭날(140)의 상부가 회전브러시(62)와 접촉되도록 한다. 그리고, 상기 절삭날(140) 상하부의 균일한 호닝을 위하여, 도 8 의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 로봇암(20)은 절삭공구(100)를 회전브러시(62)의 원주방향을 따라 상방으로 이동시킨다. 이에 따라, 일측 절삭날(140)의 상부면과 하부면이 균일하게 호닝된다. 이와 같은 방식으로 일측 절삭날(140)의 호닝이 완료되면, 도 8 의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 로봇암(20)의 픽커(22) 부분을 180도 회전시켜 절삭공구(100)를 회전시킴에 따라 타측 절삭날(140)이 회전브러시(62)와 대향하도록 배치한다. 이 상태에서 도 8 의 (a) 및 (b)와 같은 방식으로 절삭공구(100)를 회전브러시(62)의 전방 하측으로 접근시켜 접촉되도록 한후 상방으로 이동시킴에 의해 타측 절삭날(140)의 호닝도 완료된다.

이와 같은 방법으로 호닝 작업이 완료되면, 로봇암(20)은 언로딩부(70)로 이동되어 절삭공구(100)를 거치 배출한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

10 : 로딩부 12 : 공구거치대
14 : 거치홈 20 : 로봇암
22 : 픽커 30 : 파지감지부
32 : 물체감지센서 40 : 수평거치부
42 : 하부지그 44 : 상부지그
46 : 실린더 50 : 길이배향감지부
52 : 터치프로브 54 : 터치봉
60 : 호닝부 62 : 회전브러시
70 : 언로딩부 100 : 절삭공구
110 : 생크 120 : 본체
130 : 플루트 132 : 플루트면
140 : 절삭날 150 : 랜드

Claims

절삭공구(100)를 수직으로 직립 거치하는 로딩부(10)와;
상기 절삭공구(100)를 파지하여 이동시키되, 상기 절삭공구(100)의 위치 및 배향 조정이 가능하도록 6축 다관절 로봇으로 구성되는 로봇암(20)과;
상기 로봇암(20)에 의해 파지된 절삭공구(100)를 감지하는 물체감지센서(32)를 포함하여, 상기 로봇암(20)의 절삭공구(100) 파지 여부를 확인하기 위한 파지감지부(30)와;
하측에 터치봉(54)이 구비되어 절삭공구(100)의 접촉시 신호를 발생시키는 터치프로브(52)를 포함하고, 상기 절삭공구(100)와 터치봉(54)의 접촉에 의해 절삭공구(100)의 길이와, 절삭날(140)이 수평 위치로 배향되었는지를 감지하기 위한 길이배향감지부(50)와;
수평 위치로 배향된 절삭공구(100)의 절삭날(140)을 둥글게 연마하기 위한 호닝부(60)를 포함하고;
상기 로딩부(10)에 수직 거치된 절삭공구(100)를 파지한 로봇암(20)에 의해 수평 방향으로 회전된 절삭공구(100)를 수평 상태로 일시 거치하기 위한 수평거치부(40)를 더 포함하며, 상기 로봇암(20)은 상기 수평거치부(40)에 거치된 절삭공구(100)의 생크 부분 말단부를 다시 파지하여 절삭공구(100)를 수평 상태로 상기 길이배향감지부(50)와 호닝부(60)로 순차 이동시키는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 절삭공구(100)의 길이 감지는,
상기 로봇암(20)이 절삭공구(100)를 수평 파지한 상태에서 상기 터치프로브(52)의 터치봉(54)을 향하여 수평 방향으로 이동 접근시켜 절삭공구(100)의 선단부가 터치봉(54)에 접촉되는 경우 로봇암(20)의 최초 좌표와 절삭공구(100)가 터치봉(54)에 접촉되는 순간의 좌표를 비교 연산에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 절삭공구(100)의 절삭날(140) 배향 감지는,
상기 로봇암(20)이 절삭공구(100)의 선단부를 터치프로브(52)의 터치봉(54) 말단부 하측에 위치시킨 상태에서 일측으로 회전시키고, 터치프로브(52)의 터치봉(54)이 절삭공구(100)의 랜드(150)와 플루트면(132)이 만나는 뾰족한 첨단부에 접촉하는 경우 절삭날(140)이 좌우 양측에 수평하게 배향된 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 호닝부(60)는 수평 방향으로 배치된 절삭공구(100)의 절삭날(140)을 연마하기 위해 수직으로 배치되어 회전되는 원형의 회전브러시(62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수평거치부(40)는 수평 방향으로 배향된 절삭공구(100)를 하측 및 상측에서 각각 지지하는 하부지그(42) 및 상부지그(44)와, 상기 상부지그(44)를 승하강시키기 위한 실린더(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 장치.
절삭공구(100)가 생크 부분이 하측에 위치되고 드릴팁 부분이 상측에 위치되도록 수직 상태로 직립 거치되어 로딩되는 단계와;
상기 수직 거치된 절삭공구(100)가 로봇암(20)에 의해 수직 상태로 파지되는 단계와;
상기 수직 상태로 파지된 절삭공구(100)의 하단부를 물체감지센서(32)에 접근시켜 로봇암(20)의 절삭 공구 파지 여부가 감지되는 단계와;
상기 수직 상태로 파지된 절삭공구(100)가 로봇암(20)에 의해 수평 방향으로 배향이 변경되어 수평거치부(40)에 수평 상태로 일시 거치되는 단계와;
상기 수평 거치된 절삭공구(100)의 생크 부분 말단부가 로봇암(20)에 의해 수평 상태로 다시 파지되는 단계와;
로봇암(20)에 의해 수평 파지된 절삭공구(100)가 터치프로브(52)의 터치봉(54)을 향하여 수평 방향으로 이동 접근되어 절삭공구(100)의 길이가 감지되는 단계와;
상기 수평 파지된 절삭공구(100)가 로봇암(20)에 의해 터치프로브(52)의 터치봉(54) 말단부 하측에 위치된 상태에서 일측으로 회전됨에 따라 좌우 절삭날(140)이 수평 방향으로 배향되는 단계와;
절삭날(140)이 수평 방향으로 배향된 절삭공구(100)가 로봇암(20)에 의해 수직으로 배치된 회전브러시(62)에 접근되어 상기 절삭날(140)이 호닝되는 단계를 포함하는 절삭공구 자동 호닝 방법.
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제 9 항에 있어서,
상기 절삭공구(100)의 길이가 감지되는 단계는,
상기 로봇암(20)이 절삭공구(100)를 수평 파지한 상태에서 상기 터치프로브(52)의 터치봉(54)을 향하여 수평 방향으로 이동 접근시켜 절삭공구(100)의 선단부가 터치봉(54)에 접촉되는 경우 로봇암(20)의 최초 좌표와 절삭공구(100)가 터치봉(54)에 접촉되는 순간의 좌표를 비교 연산에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 절삭공구(100)의 절삭날(140)이 수평 방향으로 배향되는 단계는,
상기 로봇암(20)이 절삭공구(100)의 선단부를 터치프로브(52)의 터치봉(54) 말단부 하측에 위치시킨 상태에서 일측으로 회전시키되, 터치프로브(52)의 터치봉(54)이 절삭공구(100)의 랜드(150)와 플루트면(132)이 만나는 뾰족한 첨단부에 접촉할때까지 절삭공구(100)를 회전시킴에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 절삭날(140)이 호닝되는 단계는,
상기 로봇암(20)이 절삭공구(100)를 파지한 상태에서 절삭공구(100)의 일측 절삭날(140) 부분이 회전브러시(62)에 접근되어 연마되고;
일측 절삭날(140)의 호닝 완료후 절삭공구(100)가 상기 로봇암(20)에 의해 180도 회전되고 타측 절삭날(140) 부분이 회전브러시(62)에 접근되어 연마됨에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 절삭공구(100)의 호닝시, 상기 절삭공구(100)는 감지된 길이에 상응하는 거리 만큼 이동되어 회전브러시(62)와 접촉되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 절삭공구(100)의 호닝시, 상기 로봇암(20)이 절삭공구(100)를 파지한 상태에서 절삭공구(100)의 절삭날(140) 부분을 회전브러시(62)의 전방 하측으로 접근시킨 후 절삭공구(100)를 회전브러시(62)의 원주방향을 따라 상방으로 이동시키면서 연마하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 자동 호닝 방법.