KR102432382B1 - 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치 - Google Patents

리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치 Download PDF

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KR102432382B1
KR102432382B1 KR1020220042701A KR20220042701A KR102432382B1 KR 102432382 B1 KR102432382 B1 KR 102432382B1 KR 1020220042701 A KR1020220042701 A KR 1020220042701A KR 20220042701 A KR20220042701 A KR 20220042701A KR 102432382 B1 KR102432382 B1 KR 102432382B1
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wire
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권명길
고천수
신희철
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명인선재압연 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치를 개시하며, 리니어 모션 가이드 가공을 위한 선재를 공급하는 선재공급부와, 상기 선재공급부로부터 상기 선재의 변형을 방지하면서 가공하기 위한 제1교정부와, 상기 선재에 일정 간격으로 고정구를 형성하기 위하여 드릴 및 카운터보어가 동시에 이루어지는 고정구형성부와, 연속 공급되는 상기 선재의 표면 경도를 높이기 위한 열처리부와, 상기 열처리부를 통과한 상기 선재를 냉각시키면서 80℃~120℃ 사이의 온도가 유지되도록 오일이 채워지는 냉각부와, 상기 열처리부와 상기 냉각부를 거쳐 담금질된 상기 선재의 기계적 성질을 높이고 금속 조직을 안정화시키기 위한 뜨임부와, 상기 뜨임부를 통과하면서 발생했을 수 있는 상기 선재의 변형을 바로잡기 위한 제2교정부 및 가공 완료된 상기 선재를 기설정 크기별로 절단하는 커팅부를 포함하는 것이다.

Description

리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치{An automated device that continuously transfers and processes the wire rod of a linear motion guide}
본 발명은 리니어 모션 가이드의 가공을 위한 자동화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 권취되어 있는 선재를 인출하여 이송시켜면서 열처리를 포함하는 일체의 가공이 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치에 관한 것이다.
리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide)는 LM 블럭과, LM 블럭을 이송하는 LM가이드레일로 구성되어 이송물을 직선왕복 이동시켜주는 수단으로 사용되고 있다.
상기 LM가이드는 레일을 따라 가볍게 움직이고, 주행정도를 내기 쉬우며, 위치결정 정도가 높고, 모든 방향으로 강성이 높음과 아울러 허용하중이 크고, 장기간 고정도 유지가 가능하며, 고속성이 우수한 장점등을 가지고 있다.
더욱이 LM가이드를 구성하는 LM가이드레일은 반도체설비에 적용되기도 하고, 정교한 공정을 위해 신속한 이송과 높은 위치결정도와 강성과 내구성이 필수적이다.
일반적인 리니어 모션 가이드 제조 공정은, 소재를 소정 사이즈로 절단하는 공정과, 밀링 면삭 및 드릴링을 위한 기계가공 공정과, 열처리 공정과, 직진도를 위한 교정 공정과, 레일면 가공을 위한 연삭 공정과, 검사, 포장 및 납품 순으로 진행된다.
특히, 기존의 리니어 모션 가이드 제조 공정에서 연삭 공정은 1차 4면의 평면연마와 2차로 가이드볼록에 내장된 볼이 닿는 4개 가공면 부위에 대한 R 연삭을 진행하게 된다.
상기와 같이 종래의 리니어 모션 가이드 제조는 각각 공정으로 실시됨으로써, 각 공정의 준비시간과 많은 작업 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록번호 10-2366468호(공고일 2022년02월23일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 권취되어 있는 선재를 인출하여 이송시켜면서 휨교정, 드릴링, 열처리 및 담금질 공정 등의 일체의 가공이 연속적으로 이루어질 있는 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 리니어 모션 가이드 가공을 위한 선재를 공급하는 선재공급부와, 상기 선재공급부로부터 상기 선재의 변형을 방지하면서 가공하기 위한 제1교정부와, 상기 선재에 일정 간격으로 고정구를 형성하기 위하여 드릴 및 카운터보어가 동시에 이루어지는 고정구형성부와, 연속 공급되는 상기 선재의 표면 경도를 높이기 위한 열처리부와, 상기 열처리부를 통과한 상기 선재를 냉각시키면서 80℃~120℃ 사이의 온도가 유지되도록 오일이 채워지는 냉각부와, 상기 열처리부와 상기 냉각부를 거쳐 담금질된 상기 선재의 기계적 성질을 높이고 금속 조직을 안정화시키기 위한 뜨임부와, 상기 뜨임부를 통과하면서 발생했을 수 있는 상기 선재의 변형을 바로잡기 위한 제2교정부 및 가공 완료된 상기 선재를 기설정 크기별로 절단하는 커팅부를 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1교정부는, 상기 선재가 상, 하 방향으로 발생되는 휨을 교정하기 위한 상하레벨링장치와, 상기 상하레벨링장치의 전단에 설치되어 상기 선재의 좌, 우 방향에서의 휨을 교정하기 위한 좌우레벨링장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고정구형성부는, 일정속도로 이송되는 상기 선재와 동일 속도로 수평 방향으로 왕복 운동하는 이송테이블과, 상기 이송테이블에 설치되는 다축의 드릴링머신 및 상기 드릴링머신에 장착되어 드릴링 및 카운터보어가 동시에 이루어지는 드릴보어바이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 드릴보어바이트는, 단부측에 드릴날과, 상기 드릴날의 상단에 일체로 이어져서 카운터보어를 형성시키도록 단면적이 확대 형성되는 카운터보어생크로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 열처리부에서는, 선재의 탈탄층 방지를 위하여 H2 및 CO와 같은 환원성 가스와 N2 및 Ar과 같은 불활성 가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 가스 분위기하에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 냉각부는, 상기 선재가 통과하면서 오일에 의하여 냉각되는 오일탱크와, 상기 오일탱크와 연결 설치되어 상기 오일을 순환시켜서 냉각시키기 위한 교반기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상, 하부층 오일을 혼합시키기 위한 교반날개가 상기 오일탱크 내에 더 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 오일탱크에는, 상기 선재가 SUS440 또는 SUS420의 재질로 이루어진 경우, 오일과의 접촉을 피하도록 상기 오일탱크를 관통함과 함께 상기 열처리부로부터 상기 냉각부로 안내하는 안내관이 더 설치될 수 있다.
본 발명에 의한 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치에서는, 권취되어 있는 선재를 인출하여 이송시켜면서 휨교정, 드릴링, 열처리 및 담금질, 뜨임공정 등의 일체의 가공이 연속적으로 이루어져서 공정 시간이 대폭 감소하며, 투입되는 인력이 최소화되고, 이에 따른 생산성 향상의 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치의 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치의 정면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1교정부의 발췌 확대 평면도이고,
도 4는 도 3에서 제1교정부의 발췌 확대 정면도이고
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정구형성부를 보여주는 평면도이고,
도 6은 도 5에서 드릴보어바이트의 정면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각부의 발췌 도면이고,
도 8은 도 7에서 다른 실시예에 따른 냉각부에서 오일탱크의 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커팅부의 발췌 확대 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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.
여기서 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1교정부의 발췌 확대 평면도이고, 도 4는 도 3에서 제1교정부의 발췌 확대 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정구형성부를 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5에서 드릴보어바이트의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각부의 발췌 도면이고, 도 8은 도 7에서 다른 실시예에 따른 냉각부에서 오일탱크의 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커팅부의 발췌 확대 평면도이다.
도 1 또는 도 2에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치는, 크게 리니어 모션 가이드의 가공이 연속적으로 이루어지도록 선재(10)가 공급되는 선재공급부(100)와, 선재공급부(100)로부터 선재(10)의 변형을 방지하여 가공하기 위한 제1교정부(200)와, 선재(10)에 일정 간격으로 고정구(12:도 5에 도시)를 형성하기 위한 고정구형성부(300)와, 선재(10)의 표면 경도를 높이기 위한 열처리부(400)와, 열처리부(400)를 통과한 선재(10)를 냉각시키는 냉각부(500)와, 선재(10)의 기계적 성질을 높이고 금속 조직을 안정화시키기 위한 뜨임부(600)와, 뜨임부(600)를 통과하면서 발생했을 수 있는 선재(10)의 변형을 바로잡기 위한 제2교정부(800) 및 가공 완료된 선재(10)를 기설정 크기별로 절단하는 커팅부(900)를 포함할 수 있다.
먼저, 리니어 모션 가이드 제작을 위한 선재(10)가 공급되는 선재공급부(100)는, 구동수단(도면번호 미부여)에 의하여 회전하는 드럼(102)에 선재(10)가 권취되어 있다.
권취된 선재(10)는 드럼(102)의 회전에 의하여 단부부터 인출되어질 수 있다.
상기 선재공급부(100)로부터 인출되는 선재(10)는 후단으로 압연부(110)가 더 포함될 수 있으며, 압연부(110)에서는 환봉 또는 사각의 단면을 가지는 금속소재의 선재(10)가 회전하는 2개의 롤러 사이를 통과하면서 압축 하중을 가하여 폭, 직경, 두께 등을 줄여서 1차적으로 LM가이드레일 소재와 같은 형상으로 압연 과정을 거쳐 인발되어진다.
그리고 압연부(110)의 후단으로 제1교정부(200)가 설치되어, 선재공급부(100)와 압연부(110)를 통과한 선재(10)의 휨 변형을 바로 잡게 된다.
상기 제1교정부(200)는 연속 공급되는 선재(10)의 변형을 교정하기 위한 장치로서, 선재(10)가 상, 하 방향으로 발생되는 휨을 교정하기 위한 상하레벨링부(210)와, 상하레벨링부(210)의 전단에 설치되어 선재(10)의 좌, 우 방향에서의 휨을 교정하기 위한 좌우레벨링부(220)로 구성될 수 있다.
도 3 또는 도 4에서와 같이, 압연부(110)의 후단에 설치되는 상하레벨링부(210)는, 프레임상에 직사각의 틀 형상이 수직하게 수직프레임(212)이 설치되고, 수직프레임(212)에는 상하 방향으로 상부롤러(214a)들이 등간격으로 설치되는 상부롤러열(214)과, 하부롤러(217a)들이 등간격으로 설치되는 하부롤러열(217)로 이루어진다.
상부롤러열(214)로는 수직프레임(212)의 일면으로 상부롤러(214a)들이 돌출되도록 배열되며, 상부롤러(214a)는 수직프레임(212)의 구획된 각 유격공간(218)에 설치될 수 있다.
상부롤러(214a)의 단부측으로는 사각의 승강뭉치(215)가 설치되고, 승강뭉치(215)에는 승강스크류(216)가 연결 설치되어 각 상부롤러(214a)를 유격공간(218)내에서 승하강 이동이 가능할 수 있다.
그리고 하부롤러열(217)의 하부롤러(217a)는 수직프레임(212)에서 상부롤러(214a)의 사이사이에 배치되도록 설치되며, 상부롤러(214a)와 같이 유격공간(218)을 따라 승강뭉치(215)가 승강스크류(216)에 의하여 유격공간(218)내에서 승하강 이동이 가능할 수 있다.
상기 상부롤러(214a)와 하부롤러(217a)에는 어느 하나에 구동모터(미도시)가 설치되어 선재공급부(100)와 압연부(110)로부터 인발되는 선재(10)의 연속 이동을 돕게 된다.
따라서 각 상부롤러(214a)와 하부롤러(217a)의 승하강 높이를 기설정 높이로 조정한 후, 선재(10)가 다수개의 상부롤러(214a)와 하부롤러(217a)를 따라 이동하면서 상, 하 방향으로 발생되는 휨을 교정할 수 있다.
그리고 좌우레벨링부(220)는 상하레벨링부(210)의 전단에 설치되며, 프레임 상에 직사각의 틀 형상이 수평하게 수평프레임(222)이 설치되고, 수평프레임(222)에는 좌,우 방향으로 좌측롤러(224a)들이 등간격으로 설치되는 좌측롤러열(224)과, 우측롤러(225a)들이 등간격으로 설치되는 우측롤러열(225)로 이루어진다.
좌측롤러열(224)로는 수평프레임(222)의 상면으로 좌측롤러(224a)들이 돌출되도록 배열되며, 좌측롤러(224a)는 수평프레임(222)의 구획된 각 좌우유격공간(218)에 설치될 수 있다.
좌측롤러(224a)의 단부측으로는 사각의 이동뭉치(226)가 설치되고, 이동뭉치(226)에는 좌우스크류(227)가 설치되어 각 좌측롤러(224a)를 좌우유격공간(218)내에서 수평 방향으로 이동이 가능할 수 있다.
그리고 우측롤러열(225)의 우측롤러(225a)는 수평프레임(222)에서 좌측롤러(224a)의 사이사이에 배치되도록 설치되며, 좌측롤러(224a)와 같이 좌우유격공간(218)을 따라 이동뭉치(226)가 좌우스크류(227)에 의하여 좌우유격공간(218)내에서 좌, 우 방향으로 마주하여 이동이 가능할 수 있다.
따라서 각 좌측롤러(224a)와 우측롤러(225a)의 마주하는 폭을 조정한 후, 선재(10)가 다수개의 좌측롤러(224a)와 우측롤러(225a)를 따라 이동하면서 좌, 우방향으로 발생되는 휨을 교정할 수 있다.
계속해서, 선재(10)에 일정 간격으로 고정구(12)를 형성하기 위하여 드릴 및 카운터보어가 동시에 이루어지는 고정구형성부(300)가 제1교정부(200)의 후단으로 동일 선상에 설치될 수 있다.
상기 고정구형성부(300)는 도 5를 참고하여 설명하면, 일정속도로 이송되는 선재(10)와 동일 속도로 이동되며 수평 방향으로 왕복 운동되는 이송테이블(310)과, 이송테이블(310)에 설치되는 다축의 드릴링머신 및 상기 드릴링머신에 장착되어 드릴링 및 카운터보어가 동시에 이루어지는 드릴보어바이트를 포함할 수 있다.
이송테이블(310)은 구동모터(320)와 구동모터(320)의 정, 역회전에 따라 스크류축(330)에 의하여 수평 방향으로 왕복 이동이 가능하며, 이송되는 선재(10)와는 상부측으로 이격되어 위치되고, 양단으로 LM가이드레일(340)을 따라 이동될 수 있다.
여기서 선재(10)는 이송테이블(310)의 중앙을 관통하여 이송되며, 이송되는 선재(10)를 향하여 이송테이블(310)에는 드릴링머신(350)이 다수개가 나란히 설치될 수 있다.
드릴링머신(350)은 승하강하면서 선재(10)에 일정크기의 고정구(12)를 형성하게 된다.
상기 고정구(12)는 가공 제작되는 리니어 모션 가이드가 장치에 일정한 길이 상태로 설치되어 질 때, 볼트 등의 체결수단을 통하여 설치되기 위한 것이다.
따라서 고정구(12)는 볼트의 체결을 위한 홀과, 볼트머리가 위치될 수 있는 일정 크기의 홈이 요구된다.
상기 고정구(12)는 선재(10)를 따라 일정 거리 이격되어 연속 형성되기에 다수개의 드릴링머신(350)이 필요하며, 연속 이송되는 선재(10)에 다수개의 고정구(12)를 한 번에 형성하게 된다.
드릴링머신(350)은 적어도 3개 이상이 바람직할 수 있다.
그리고 드릴링머신(350)은 도 6에 도시된 바와 같이, 다수개의 드릴보어바이트(360)가 나란히 장착되며, 일정 길이의 드릴보어바이트(360)는 단부측에 고정구(12) 형성을 위한 드릴날(362)과, 드릴날(362)의 상단에 일체로 이어져서 고정구(12)에 카운터보어를 형성시키도록 단면적이 확대 형성되는 카운터보어생크(364)로 구성될 수 있다.
드릴날(362)은 드릴보어바이트(360)의 전체 길이에서 1/2정도의 길이를 가지면 바람직하고, 비틀림각이나 절삭날 각도는 한정하지는 않는다.
그리고 단면적이 확대되는 카운터보어생크(364)는 드릴날(362)에 비하여 생크의 직경이 확대된 것이며, 드릴날(362)의 비틀림각보다 보다 큰 비틀림각을 가지면서 형성될 수 있다.
카운터보어생크(364)의 후단으로는 드릴링머신(350)에 장착되는 자루부분이 있으나, 도시하지는 않았다.
드릴링과 카운터보어까지 완료하여 고정구(12)가 연속 형성된 선재(10)는 열처리 공정을 수행하게 된다.
열처리부(400)는 연속 공급되는 선재(10)의 표면 경도를 높이기 위한 것이다.
즉, 이송하는 선재(10)를 담금질 온도까지 올려 일정 시간 가열하게 된다.
상기 열처리부(400)는 고주파열처리(Induction Hardening)공법 또는 레이저를 이용한 열처리가 이루어질 수 있다.
레이저 열처리는 치수변화가 거의 없고, 치밀한 조직을 구성하여 표면경도가 더 높을 수 있는 장점이 있다.
더욱이 열처리 과정에서 선재(10)의 강표층부의 탄소농도 감소된 부분 즉, 탈탄층 방지를 위하여 열처리부(400)에서는 H2 및 CO와 같은 환원성 가스와 N2 및 Ar과 같은 불활성 가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 가스 분위기하에서 수행될 수 있다.
더 나아가 탈탄층처리단계에서는 선재(10)상에 석출탄화물을 포함하는 페라이트 조직의 프리탈탄층을 형성할 수 있으며, 대략 680℃ 내지 750℃에서 15분 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
구체적으로, 680℃내지 730℃, 690℃ 내지 730℃, 690℃ 내지 720℃ 또는 690℃내지 710℃에서 15분 내지 40분, 20분 내지 40 분, 또는 20분 내지 35분 동안 수행될 수 있다.
그리고 열처리부(400)의 후단으로 냉각부(500)가 설치되며, 냉각부(500)에서는 열처리부(400)를 통과한 선재(10)를 냉각시키게 된다.
도 7(a)(b)에 따른 냉각부(500)는, 다시 선재(10)가 통과하면서 오일에 의하여 냉각되는 오일탱크(510)와, 오일탱크(510)와 연결 설치되어 오일을 순환시켜서 냉각시키기 위한 교반기(520)를 포함할 수 있다.
상기 오일탱크(510)는 내부 공간에 오일이 채워지며, 일면으로는 열처리부(400)와 연통되어 연속 이송되는 선재(10)가 유입되도록 유입구(512)가 설치되고, 유입구(512)와는 대향하여 오일탱크(510)의 타면에 배출구(514)가 형성된다.
따라서 선재(10)가 유입구(512)를 통해 유입되어 오일에 의하여 냉각되면서 배출구(514)로 배출 되어진다.
여기서 오일탱크(510)에 채워진 오일은 열처리된 선재(10)에 의하여 온도가 일정 이상 올라가게 되면, 냉각의 효과가 저하되기에 일정 온도를 유지시킬 필요가 있다.
오일의 적정 온도는 대략 80℃~120℃ 사이가 바람직할 수 있다.
오일의 온도가 120℃이상이면 선재(10)의 기계적 성질이 저하되고, 반대로 80℃ 이하면 선재(10)에 품질과 성능 저하를 가져올 수 있다.
상기 교반기(520)는 오일탱크(510)에 근접 설치되며, 오일을 순환시켜서 일정 온도를 유지시키기 위한 목적이다.
교반기(520)는 배관을 통하여 연결되어 오일이 순환되며, 교반기(520)내에서는 냉각배관(522)이 지그재그로 배치되어 냉각수와의 접촉 면적을 넓게 하였다.
상기 교반기(520)에는 미도시된 펌프에 의하여 냉각수가 순환되며, 냉각수는 펌프에 의하여 교반기(520)의 내부에 채워졌다가 배출되어 앞서 설명한 냉각배관(522)을 중심으로 순환될 수 있다.
그리고 오일탱크(510)내에는 하부측 중앙에 교반날개(515)가 설치될 수 있다.
교반날개(515)는 널리 사용되는 제품으로 별도의 설명은 생략하며, 구동수단에 의한 회전으로 오일탱크(510)내의 상, 하부층 오일을 혼합시키기 위한 것이다.
또한, 오일탱크(510)의 다른 실시예로 도 8에서와 같이, 공급되는 선재(10)가 SUS440 또는 SUS420의 재질로 이루어진 경우, 냉각을 위하여 오일과의 접촉 시 변색이 발생할 수 있기에 오일과의 접촉을 피하도록 오일탱크(510)를 관통함과 함께 열처리부(400)로부터 냉각부(500)로 안내하는 안내관(530)이 더 설치될 수 있다.
상기 안내관(530)은 앞서 설명한 오일탱크(510)의 유입구(512)와 배출구(514) 사이에 필요에 의하여 별도로 연결 설치되되, 오일을 통과하도록 배치되는 것이 바람직하다.
그리고 냉각부(500)의 후단으로 설치되는 뜨임부(600)는 열처리부(400)와 냉각부(500)를 거쳐 담금질된 선재(10)의 기계적 성질을 높이고 금속 조직을 안정화시키기 위한 것이다.
상기 뜨임부(600)에서의 뜨임 온도는 150℃에서 수행하면 이는 기계적 강도는 뜨임 후에 강도를 유지하고 조직은 안정적인 조직을 얻을 수 있다.
한편, 뜨임부(600)의 전단과 후단으로 냉각장치(700)가 더 설치될 수 있다.
상기 냉각장치(700)는 냉각부(500) 또는 뜨임부(600)를 통과한 선재(10)에 잔열의 온도를 유지하고 있어 이송하면서 잔열 온도를 A0 변태점 이하로 냉각시켜야 보다 우수한 기계적 성질을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
냉각장치(700)는 내부에 공간이 마련되는 냉각본체(710)가 뜨임부(600)와 연결되며, 냉각본체(710)의 내부 공간에 잔열을 A0 변태점 이하로 냉각시킬 수 있도록 송풍팬(712)이 설치될 수 있다.
송풍팬(712)에 의하여 발생된 바람을 냉각본체(710)의 일정한 틀 안에서 순환시키면서 냉각시키는 공냉 방식일 수 있다.
냉각본체(710)에는 공기의 유입 및 순환 배출을 위한 공기순환배출구(714)가 상부측에 마련된다.
이어서, 뜨임부(600)와 냉각장치(700)의 후단으로 제2교정부(800)가 설치되며, 제2교정부(800)는 뜨임부(600)를 통과하면서 발생했을 수 있는 선재(10)의 변형을 바로잡기 위한 것이다.
여기서 제2교정부(800)는 앞서 설명한 제1교정부(200)와 동일 구성이기에 설명은 생략한다.
하지만, 제2교정부(800)는 제1교정부(200)를 통하여 1차 교정한 선재(10)의 미세 변형을 마지막 공정인 연마 칫수만 남겨 놓고 교정할 수 있는 장치이다.
이 장치는 기존의 연마 공차를 적게는0.1mm에서 0.5mm까지 여유를 남겨 놓고 교정하던 것을 0.1mm이내로 교정하여 연마 가공 시간을 단축할 수 있는 있다.
마직막으로 가공 완료된 선재(10)를 기설정 크기별로 절단하는 커팅부(900)를 포함한다.
상기 커팅부(900)는 도 9를 참고하여 설명하며, 구성이 고정구성형부(300)와 유사할 수 있다.
즉, 일정속도로 이송되는 선재(10)와 동일 속도로 수평 방향으로 왕복 운동하는 커팅용테이블(910)과, 커팅용테이블(910)에 설치되는 커팅기(920)로 구성될 수 있다.
커팅용테이블(910)은 구동모터(930)와 스크류축(940)에 의하여 수평 방향으로 왕복 이동이 가능하며, 이송되는 선재(10)와는 상부측으로 이격되어 위치되며, 양단으로 LM가이드레일(950)을 따라 이동될 수 있다.
여기서 선재(10)는 커팅용테이블(910)의 중앙을 관통하여 이송되며, 이송되는 선재(10)를 향하여 커팅용테이블(910)에는 커팅기(920)가 설치될 수 있다.
커팅기(920)에서 미도시된 커팅날이 승하강하면서 선재(10)를 일정 크기로 커팅하게 된다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치에서의 작동을 다시 도 1 또는 도 2를 참고하여 설명한다.
선재공급부(100)의 드럼(102) 회전으로 드럼(102)에 권취되어 있던 선재(10)가 인출된다.
인출되는 선재(10)는 압연부(110)를 통하여 금속재의 선재(10)가 회전하는 2개의 롤러 사이를 통과하면서 압축 하중을 가하여 폭, 직경, 두께 등을 줄여서 1차적으로 LM가이드레일와 같은 형상으로 압연 과정을 거치게 된다.
압연부(110)를 통과한 선재(10)는 제1교정부(200)로 하여 휨이 교정되어 직선 상태로 고정구성형부(300)로 연속 이송된다.
제1교정부(200)에서는 상하레벨링부(210)에서 각 상부롤러(214a)와 하부롤러(217a)의 승하강 높이를 승강스크류(216)를 일방향으로 회전시켜서 승강뭉치(215)를 승하강시키는 높이 조절 후, 선재(10)가 다수개의 상부롤러(214a)와 하부롤러(217a)를 따라 이동하면서 상, 하 방향으로 발생되는 휨을 교정할 수 있다.
여기서 상부롤러(214a)와 하부롤러(217a)의 높이 조절은 육안으로도 가능하며, 경우에 따라서는 높이조절센서를 이용하여 이루어질 수도 있다.
먼저, 좌우레벨링부(220)를 통과하면서 선재(10)의 좌, 우 방향으로의 휨이 교정되고, 상하레벨링부(210)를 통과하면서 선재(10)의 상, 하 방향으로의 휨이 조정될 수 있다.
즉, 좌우스크류(227)에 의하여 이동뭉치(226)가 좌우유격공간(218)내에서 수평 방향으로 기설정만큼 폭 조절된 후, 좌측롤러(224a)와 우측롤러(225a)를 통과하면서 휨 교정이 가능할 수 있다.
이어서 고정구성형부(300)에서는 연속 공급되는 선재(10)에 일정 간격으로 이송하는 선재(10)에 드릴링 및 카운터보어를 동시에 형성시키게 된다.
선재(10)의 이송 속도와 같이 구동모터(320)와 스크류축(330)에 의하여 이송테이블(310)이 LM가이드레일(340)을 따라 이동하게 되며, 이때 다수개의 드릴링머신(350)에서 각 드릴보어바이트(360)가 하강하여 선재(10)에 드릴날(362)로 하여 고정구(12)를 형성하고, 이어서 카운터보어생크(364)가 카운터보어를 형성하게 된다.
나란히 다수개 설치된 드릴링머신(350)에 의하여 연속 3개 정도의 고정구(12)가 형성되면, 드릴링머신(350)은 승강과 동시에 이송테이블(310)이 원위치하여 선재(10)의 다음 위치에 상기와 같은 방법으로 다시 3개의 고정구(12)를 간격에 따라 형성시키게 된다.
상기의 작동은 연속 공급되는 선재(10)에 반복 작동될 수 있다.
그리고 열처리부(400)를 통하여 선재(10)에 우수한 열처리 품질을 얻을 수 있다.
상기 열처리부(400)는 고주파열처리(Induction Hardening)공법 또는 레이저를 이용한 열처리가 이루어질 수 있다.
열처리된 선재(10)는 냉각부(500)를 구성하는 오일탱크(510)의 유입구(512)를 통해 유입되어 오일을 통과하면서 냉각되며 배출구(514)로 뜨임부(600)로 유입된다.
여기서 선재(10)가 연속 공급되기에 오일탱크(510)내의 오일이 일정 온도를 유지시켜야 하며, 대략 오일 온도는 80℃~120℃ 사이의 온도가 유지되어야 한다.
이를 위하여 오일탱크(510)내의 교반날개(515) 회전 작동으로 오일탱크(510)의 상부측 오일과 하부측 오일이 혼합되어 일정 온도를 유지하게 되며, 이와 같이 오일탱크(510)의 오일이 교반기(520)로 유입되어 냉각배관(522)을 따라 순환되면서 온도가 하강될 수 있다.
교반기(520)에는 냉각수가 채워져 있다.
더 나아가 앞서 설명한 오일탱크(510)의 다른 일 실시예에 따라 선재(10)가 SUS440 또는 SUS420의 재질로 이루어진 경우에는 오일탱크(510)를 관통하는 안내관(530)을 따라 이송되면서 냉각이 이루어지게 된다.
그리고 뜨임부(600)에서는 열처리부(400)와 냉각부(500)를 거쳐 담금질된 선재(10)의 기계적 성질을 높이고 금속 조직을 안정화시키기 위한 것이다.
뜨임부(600)의 전단과 후단에 설치된 냉각장치(700)에서는 송풍팬(712)에 의한 공냉으로 선재(10)의 잔열 온도를 A0 변태점 이하로 냉각시켜서 보다 우수한 기계적 성질을 얻을 수 있게 된다.
계속해서 뜨임부(600)와 냉각장치(700)를 통과한 선재(10)는 한번 더 제2교정부(800)를 통과하면서 선재(10)의 변형을 바로잡을 수 있다.
제2교정부(800)의 작동은 제1교정부(200)와 같기에 중복 설명의 이유로 생략한다.
그리고 커팅부(900)에서는 가공 완료된 선재(10)를 크기별로 커팅기(920)의 작동으로 적정 길이로 절단하게 된다.
상술한 바에 따르면, 권취되어 있는 선재를 인출하여 이송시켜면서 휨교정, 드릴링, 열처리 및 담금질, 뜨임공정 등의 일체의 가공이 연속적으로 이루어져서 공정 시간이 대폭 감소하며, 투입되는 인력이 최소화되고, 이에 따른 생산성 향상의 효과가 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10 : 선재 12 : 고정구
100 : 선재공급부 102 : 드럼
110 : 압연부 200 : 제1교정부
210 : 상하레벨링부 212 : 수직프레임
214 : 상부롤러열 214a :상부롤러
215 : 승강뭉치 216 : 승강스크류
217 : 하부롤러열 217a : 하부롤러
218 : 유격공간 220 : 좌우레벨링부
222 : 수평프레임 224 : 좌측롤러열
224a : 좌측롤러 225 : 우측롤러열
225a : 우측롤러 226 : 이동뭉치
227 : 좌우스크류 228 : 좌우유격공간
300 : 고정구형성부 310 : 이송테이블
320 : 구동모터 330 : 스크류축
340 : LM가이드레일 350 : 드릴링머신
360 : 드릴보어바이트 362 : 드릴날
364 : 카운터보어생크 400 : 열처리부
500 : 냉각부 510 : 오일탱크
512 : 유입구 514 : 배출구
515 : 교반날개 520 : 교반기
522 : 냉각배관 530 : 안내관
600 : 뜨임부 700 : 냉각장치
710 : 냉각본체 712 : 송풍팬
714 : 공기순환배출구 800 : 제2교정부
900 : 커팅부 910 : 커팅용테이블
920 : 커팅기 930 : 구동모터
940 : 스크류축 950 : LM가이드레일

Claims (8)

  1. 리니어 모션 가이드 가공을 위한 선재를 공급하는 선재공급부와,
    상기 선재공급부로부터 상기 선재의 변형을 방지하면서 가공하기 위한 제1교정부와,
    상기 선재에 일정 간격으로 고정구를 형성하기 위하여 드릴 및 카운터보어가 동시에 이루어지는 고정구형성부와,
    연속 공급되는 상기 선재의 표면 경도를 높이기 위한 열처리부와,
    상기 열처리부를 통과한 상기 선재를 냉각시키면서 80℃~120℃ 사이의 온도가 유지되도록 오일이 채워지는 냉각부와,
    상기 열처리부와 상기 냉각부를 거쳐 담금질된 상기 선재의 기계적 성질을 높이고 금속 조직을 안정화시키기 위한 뜨임부와,
    상기 뜨임부를 통과하면서 발생했을 수 있는 상기 선재의 변형을 바로잡기 위한 제2교정부, 및
    가공 완료된 상기 선재를 기설정 크기별로 절단하는 커팅부를 포함하며,
    상기 고정구형성부는,
    일정속도로 이송되는 상기 선재와 동일 속도로 수평 방향으로 왕복 운동하는 이송테이블과,
    상기 이송테이블에 설치되는 다축의 드릴링머신, 및
    상기 드릴링머신에 장착되어 드릴링 및 카운터보어가 동시에 이루어지는 드릴보어바이트를 포함하고,
    상기 드릴보어바이트는,
    단부측에 드릴날과,
    상기 드릴날의 상단에 일체로 이어져서 카운터보어를 형성시키도록 단면적이 확대 형성되는 카운터보어생크로 구성되는, 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1교정부는,
    상기 선재가 상, 하 방향으로 발생되는 휨을 교정하기 위한 상하레벨링장치와,
    상기 상하레벨링장치의 전단에 설치되어 상기 선재의 좌, 우 방향에서의 휨을 교정하기 위한 좌우레벨링장치,
    를 포함하는 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 선재가 통과하면서 오일에 의하여 냉각되는 오일탱크와,
    상기 오일탱크와 연결 설치되어 상기 오일을 순환시켜서 냉각시키기 위한 교반기를 포함하는, 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상, 하부층 오일을 혼합시키기 위한 교반날개가 상기 오일탱크 내에 더 설치되는, 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 오일탱크에는,
    상기 선재가 SUS440 또는 SUS420의 재질로 이루어진 경우,
    오일과의 접촉을 피하도록 상기 오일탱크를 관통함과 함께 상기 열처리부로부터 상기 냉각부로 안내하는 안내관이 더 설치되는, 리니어 모션 가이드의 선재 이송 및 가공이 연속으로 이루어지는 자동화장치.
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