KR102493000B1 - 브레이크 디스크 자동 삭정장치 - Google Patents

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문영배
김형섭
이철호
장영재
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유네코 주식회사
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Abstract

본 발명은 철도차량의 브레이크 디스크를 자동으로 측정 후 삭정하여 작업시간을 단축하면서 윤축에서 브레이크 디스크를 효율적으로 삭정 관리함을 제공하도록, 컨트롤패널을 연결하고 기둥프레임을 구비하는 머신베이스와; 철도차량의 윤축을 지지한 채 전후 직선 이동을 안내하여 윤축을 로딩 및 언로딩 가능하게 안내하는 한 쌍의 레일유닛과; 상기 머신베이스의 진입영역에 설치하고 상기 레일유닛 상에 진입한 윤축의 중심위치를 검사하는 휠센터검사유닛과; 상기 머신베이스의 기둥프레임 상에 설치하고 상기 레일유닛를 따라 이동된 윤축의 양쪽 끝단을 파지 고정하는 센터링유닛과; 상기 레일유닛을 따라 삭정 작업영역으로 이동된 윤축의 차륜을 지지한 채 상기 센터링유닛에 의해 파지상태인 윤축을 회전시키도록 구동하는 회동롤링부와; 상기 기둥프레임의 상부에 설치하되 좌우 횡 방향으로 연장 형성하는 절삭베이스프레임과, 상기 절삭베이스프레임 상에 설치하고 좌우 횡 방향으로 연장 형성된 서브가이드레일을 구비하는 절삭가이드프레임과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 윤축의 브레이크 디스크에 삭정을 위한 측정값을 취득하는 측정유닛과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 상기 측정유닛의 측정값에 따라 브레이크 디스크 면을 삭정하는 삭정유닛을 포함하여 구성하는 디스크삭정부;를 포함하는 브레이크 디스크 자동 삭정장치를 제공한다.

Description

브레이크 디스크 자동 삭정장치{Automatic Re-profiling Apparatus for Brake Disc}
본 발명은 브레이크 디스크 자동 삭정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 브레이크 디스크를 자동으로 측정 후 삭정하여 작업시간을 단축하면서 윤축에서 브레이크 디스크를 효율적으로 삭정 관리하는 것이 가능한 브레이크 디스크 자동 삭정장치에 관한 것이다.
일반적으로 기차나 지하철 등의 철도차량은 구조상 레일을 따라 주행하며 많은 사람이나 물품을 운송하기 위한 교통수단으로서 열차와 승객의 안전성 확보가 매우 중요하다. 나아가, 최근 고속열차의 개통과 기존선의 고속화 및 고밀화로 인하여 철도차량의 안전성은 더욱 중요시되고 있으므로 철도차량에 대한 안전점검 및 보수작업이 항시 요구되고 있다.
이러한 철도차량의 안전관리에 있어서 차량의 하부에 위치하되 차량의 주행을 항상 지지하는 차축과 차륜 및 브레이크 디스크로 조립된 윤축은 파손될 경우 차륜의 탈선 등 중대사고를 일으킬 우려가 크기 때문에 철도차량의 가장 중요한 부품 중 하나로 여겨지므로 윤축의 차륜과 함께 브레이크 디스크에 대한 관리가 수시로 이루어져야만 한다.
여기서 브레이크 디스크는 철도차량의 오랜 운행에 따른 반복적인 브레이크 패드와의 마찰로 인해 표면에 올록볼록한 요철모양의 그루빙이 발생하게 되며, 이는 시간이 지날수록 많이 발생하게 되면서 불균일하게 마모된 표면에 그루빙을 제거토록 선삭 가공하여 보수하는 삭정작업을 실행하고 있다.
그러나 종래 브레이크 디스크의 삭정작업은 윤축으로부터 브레이크 디스크를 분리한 후 지그에 조립하여 디스크 표면을 삭정한 다음 지그로부터 브레이크 디스크를 분리한 후 윤축에 재조립하는 과정을 통해 이루어지기 때문에 브레이크 디스크의 분해 및 조립 등 작업이 매우 복잡하면서 불편하고, 장시간이 소요된다는 문제점이 있었다.
즉, [도 1]에 도시한 바와 같이, 종래 브레이크 디스크의 삭정작업은 윤축 모듈을 분리하고, 크레인 등으로 이송하여 삭정장치에서 삭정함에 따라 작업자의 안전사고 환경에 노출되어 취약할 뿐만 아니라, 일일히 수장업으로 윤축 모듈을 재배치 또는 정렬해야 하는 등 작업성 및 정밀성이 매우 저하되는 단점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록실용신안공보 제329379호(2003.09.29.)에는 철도차량의 차륜을 미리 설정된 삭정 위치로 이동시켜 삭정하는 장치에 있어서, 구동모터에 의해 회전 구동되는 스크류축과, 상기 스크류축의 회전에 의해 이동되어 상기 철도차량을 견인하기 위한 차량견인기를 갖는 차량 이동부; 상기 철도차량의 차륜을 삭정 위치로 안내하는 차륜 안내레일과, 삭정 위치에서 삭정되는 차륜의 일측에 접촉하여 공회전되면서 삭정시 발생되는 힘에 차륜이 밀려 이동되는 것을 방지하도록 설치된 차륜 지지롤러를 갖는 차륜 삭정부를 포함하여 구성됨에 따라 차륜의 분리와 장착을 위한 별도의 시간과 노력이 불필요하며 설비의 가동효율을 향상시킬 수 있는 철도차량의 차륜 삭정 장치가 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래기술은 브레이크 디스크를 작업자가 수동으로 측정하면서 삭정 깊이 및 속도 등을 임의로 설정하여 삭정하기 때문에 작업효율이 떨어짐은 물론 작업속도가 현저히 떨어져 생산성이 낮고, 삭정작업중 윤축이 움직이는 이탈 현상을 초래하여 수치적인 가공오차 등 작업의 정밀도가 떨어진다는 문제가 있었다.
KR 등록실용신안공보 제20-0329379호 (2003.09.29.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 윤축을 로딩 및 언로딩하면서 브레이크 디스크의 표면 상태를 자동으로 측정한 후 홀딩 상태로 삭정 가공하게 구성하므로 작업의 신속성 및 편의성을 도모하면서 작업 가공불량을 최소화하고, 브레이크 디스크의 삭정 가공에 수치적 정밀도를 높일 수 있는 브레이크 디스크 자동 삭정장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 브레이크 디스크 자동 삭정장치는 컨트롤패널을 연결하고 기둥프레임을 구비하는 머신베이스와; 철도차량의 윤축을 지지한 채 전후 직선 이동을 안내하여 윤축을 로딩 및 언로딩 가능하게 안내하는 한 쌍의 레일유닛과; 상기 머신베이스의 진입영역에 설치하고 상기 레일유닛 상에 진입한 윤축의 중심위치를 검사하는 휠센터검사유닛과; 상기 머신베이스의 기둥프레임 상에 설치하고 상기 레일유닛를 따라 이동된 윤축의 양쪽 끝단을 파지 고정하는 센터링유닛과; 상기 레일유닛을 따라 삭정 작업영역으로 이동된 윤축의 차륜을 지지한 채 상기 센터링유닛에 의해 파지상태인 윤축을 회전시키도록 구동하는 회동롤링부와; 상기 기둥프레임의 상부에 설치하되 좌우 횡 방향으로 연장 형성하는 절삭베이스프레임과, 상기 절삭베이스프레임 상에 설치하고 좌우 횡 방향으로 연장 형성된 서브가이드레일을 구비하는 절삭가이드프레임과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 윤축의 브레이크 디스크에 삭정을 위한 측정값을 취득하는 측정유닛과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 상기 측정유닛의 측정값에 따라 브레이크 디스크 면을 삭정하는 삭정유닛을 포함하여 구성하는 디스크삭정부;를 포함하여 이루어진다.
상기 회동롤링부는, 윤축 중 차륜의 하부에 선 또는 면 접촉 상태로 지지하며 회전 구동하는 드라이빙롤러유닛과, 상기 기둥프레임 상에 설치하되 윤축 중 차륜의 상부에 대응하여 위치하고 차륜의 회전 가능한 상태로 접촉 고정하는 홀드롤러유닛을 구성한다.
상기 회동롤링부에는, 상기 드라이빙롤러유닛의 회전 구동 위치를 상하 수직방향으로 승강 가능하게 구성하는 리프팅유닛을 구성한다.
상기 디스크삭정부에는, 상기 측정유닛 및 상기 삭정유닛을 장착 지지하고 상기 절삭가이드프레임의 서브가이드레일 상에 설치하여 좌우로 이동 가능하게 구성하는 절삭이송모듈과, 상기 절삭가이드프레임 상에 설치하고 상기 절삭이송모듈의 좌우 이동을 위한 동력을 인가하는 Z축(윤축의 축 방향으로 좌우 이동하는 축)이송수단(이하, "Z축이송수단"이라 함.)과, 상기 절삭이송모듈 상에 설치하고 상기 측정유닛 및 상기 삭정유닛의 승강 이동을 위한 동력을 인가하는 X축(차륜의 반지름방향으로 상하 이동하는 축)이송수단(이하, "X축이송수단"이라 함.)을 구성한다.
상기 디스크삭정부의 측정유닛은, 브레이크 디스크의 표면 상태에 대한 측정값을 감지하는 측정수단과, 상기 측정수단을 잠금 고정 가능하게 형성하는 측정홀더와, 상기 측정홀더에 대한 상하 직선이동을 안내하는 측정안내브라켓과, 상기 측정홀더의 직선이동을 위한 동력을 인가하게 신장운동하는 구동실린더를 구비한다.
상기 측정유닛의 측정수단은, 브레이크 디스크의 면에 접촉 가능한 프로브팁을 구비하는 프로브헤드로 구성한다.
또한, 상기 측정유닛의 측정수단은, 브레이크 디스크에 비접촉 상태로 촬영하여 측정값을 감지하게 구비하는 비전카메라로 구성하는 것도 가능하다.
상기 디스크삭정부의 삭정유닛은, 브레이크 디스크에 접하여 절삭 가공토록 절삭팁이 장착되는 디스크절삭바이트와, 상기 디스크절삭바이트의 후방을 수용한 채 전후 슬라이드 이동 가능하게 구비하는 가이드램과, 상기 가이드램에 대응하여 상기 디스크절삭바이트의 전후 직선이동에 필요한 동력을 인가하는 삭정구동수단을 구성한다.
또한, 본 발명의 브레이크 디스크 자동 삭정장치는 하나 또는 복수개의 윤축 브레이크 디스크와 차륜 브레이크 디스크를 동시에 삭정할 수도 있다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크 자동 삭정장치에 의하면 브레이크 디스크를 로딩 및 언로딩하면서 휠 센터 검사를 비롯한 브레이크 디스크의 표면 상태 측정 및 홀딩 상태에서의 삭정 작업을 일률적으로 자동화하게 구성하므로, 작업의 편의성과 함께 가공 생산성을 향상시키고, 삭정 작업의 우수한 가공정밀도를 도모하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 브레이크 디스크 자동 삭정장치는 브레이크 디스크의 삭정 작업시 윤축을 정위치로 고정하게 구성하므로, 작업 중 진동에 따른 이탈 현상을 방지하여 보다 정밀한 수치적 가공성을 도모하면서 제품의 품질을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 크레인을 이용한 브레이크 디스크 삭정작업을 나타내는 사진
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예의 회동롤링부를 나타내는 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예의 회동롤링부를 나타내는 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예의 디스크삭정부를 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예의 디스크삭정부의 측정유닛 및 삭정유닛을 나타내는 확대도.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예의 측정유닛의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 삭정장치로 삭정할 수 있는 윤축 브레이크 디스크와 차륜 브레이크 디스크를 나타낸 사진
본 발명은 컨트롤패널을 연결하고 기둥프레임을 구비하는 머신베이스와; 철도차량의 윤축을 지지한 채 전후 직선 이동을 안내하여 윤축을 로딩 및 언로딩 가능하게 안내하는 한 쌍의 레일유닛과; 상기 머신베이스의 진입영역에 설치하고 상기 레일유닛 상에 진입한 윤축의 중심위치를 검사하는 휠센터검사유닛과; 상기 머신베이스의 기둥프레임 상에 설치하고 상기 레일유닛를 따라 이동된 윤축의 양쪽 끝단을 파지 고정하는 센터링유닛과; 상기 레일유닛을 따라 삭정 작업영역으로 이동된 윤축의 차륜을 지지한 채 상기 센터링유닛에 의해 파지상태인 윤축을 회전시키도록 구동하는 회동롤링부와; 상기 기둥프레임의 상부에 설치하되 좌우 횡 방향으로 연장 형성하는 절삭베이스프레임과, 상기 절삭베이스프레임 상에 설치하고 좌우 횡 방향으로 연장 형성된 서브가이드레일을 구비하는 절삭가이드프레임과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 윤축의 브레이크 디스크에 삭정을 위한 측정값을 취득하는 측정유닛과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 상기 측정유닛의 측정값에 따라 브레이크 디스크 면을 삭정하는 삭정유닛을 포함하여 구성하는 디스크삭정부;를 포함하는 브레이크 디스크 자동 삭정장치를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 브레이크 디스크 자동 삭정장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 브레이크 디스크 자동 삭정장치의 일실시예는 [도 2] 및 [도 3]에 나타낸 바와 같이, 머신베이스(100)와, 레일유닛(200)과, 휠센터검사유닛(300)과, 센터링유닛(400)과, 회동롤링부(500)와, 디스크삭정부(600)를 포함하여 이루어진다.
상기 머신베이스(100)는 가장 기본적인 구성으로서, 본 발명의 주요구성들[레일유닛(200)과, 휠센터검사유닛(300)과, 센터링유닛(400)과, 회동롤링부(500)와, 디스크삭정부(600) 등]의 구성을 개개의 실행 가능한 위치에서 장착 지지토록 구성한다.
상기 머신베이스(100)에는 [도 2]에 나타낸 바와 같이, 브레이크 디스크(13)의 삭정작업에 필요한 구동이 이뤄질 수 있는 기본적인 구동원인 전기제어기(120) 및 전압조정기(130), 유압유닛(140)을 연결토록 구성한다.
상기 머신베이스(100)에는 브레이크 디스크(13)의 삭정작업을 위하여 상기 레일유닛(200) 및 상기 휠센터검사유닛(300), 상기 센터링유닛(400), 상기 회동롤링부(500), 상기 디스크삭정부(600)를 구분된 신호로 제어 설정할 수 있게 컨트롤패널(110)을 연결토록 구성한다.
상기 컨트롤패널(110)은 운영자로부터 조작 가능한 구조로서, 장치의 제어를 위한 개개의 구성들에 입력신호를 설정 가능한 복수의 버튼 및 스위치를 구비하며, 장치의 구동상황을 모니터링할 수 있는 디스플레이를 구비토록 구성한다.
상기 머신베이스(100)에는 [도 2] 및 [도 3]에 나타낸 바와 같이, 브레이크 디스크(13)의 삭정 작업이 이뤄질 수 있게 구분된 삭정 작업영역에 대응하여 좌우 간격을 두고 위치하는 한 쌍의 기둥프레임(150)을 구성한다. 즉, 상기 기둥프레임(150)에는 삭정 작업영역에서 브레이크 디스크(13)의 삭정 작업에 필요한 구성들(예를 들면, 센터링유닛(400), 회동롤링부(500), 디스크삭정부(600) 등)을 장착 지지한다.
상기 레일유닛(200)은 [도 2]에 나타낸 바와 같이, 상기 머신베이스(100)의 상부에 한 쌍을 이루며 좌우 간격을 두고 배치하게 구성한다.
상기 레일유닛(200)은 가공대상인 철도차량의 윤축(10)을 로딩 및 언로딩 가능하게 구성하되, 상기 머신베이스(100)의 진입영역에서 삭정 작업영역을 거쳐 퇴로영역까지 직선방향으로 연장 형성하여 상부에 윤축(10)을 지지한 채 전후 직선 이동을 안내한다.
상기 휠센터검사유닛(300)은 [도 2]에 나타낸 바와 같이, 상기 머신베이스(100)의 진입영역에 설치하고, 상기 레일유닛(200) 상에 진입한 윤축(10)을 감지하면서 윤축(10)의 중심위치를 검사하게 구성한다. 즉, 외부로부터 로딩되어 상기 레일유닛(200) 상에 위치한 윤축(10)의 정렬상태를 확인하면서 윤축(10)의 중심위치를 보정할 수 있게 검사한다.
상기 센터링유닛(400)은 브레이크 디스크(13)의 삭정작업을 위하여 회전하는 윤축(10)을 측 방향에서 접촉 지지하게 구성한다.
상기 센터링유닛(400)은 [도 2] 및 [도 3]에 나타낸 바와 같이, 상기 머신베이스(100)의 기둥프레임(150) 상에 설치하고, 윤축(10)의 양측에 대응하여 접촉하되 상기 레일유닛(200)을 따라 이동된 윤축(10)의 양쪽 끝단을 파지 고정한다.
상기 센터링유닛(400)은 상기 레일유닛(200)을 따라 이동되어 삭정 작업영역에 위치한 윤축(10)을 향해 접근 가능하게 구동한다.
상기에서 센터링유닛(400)의 끝단은 뾰족하게 형성하여 윤축(10)의 축 센터를 접촉 고정하게 구성한다. 즉, 상기 센터링유닛(400)은 상기 회동롤링부(500)에 의하여 회전하는 윤축(10)의 회전 중심을 접촉 고정하므로, 윤축(10)의 회전상태를 안정적으로 지지하면서 삭정 작업 중 측 방향으로의 움직임을 방지하는 것이 가능하다.
상기 회동롤링부(500)는 브레이크 디스크(13)의 삭정작업을 위하여 윤축(10)을 정속 회전시키는 기능을 수행한다.
상기 회동롤링부(500)는 상기 레일유닛(200)을 따라 삭정 작업영역으로 이동된 윤축(10)의 차륜(11)을 지지한 채 상기 센터링유닛(400)에 의해 회전 중심이 파지상태인 윤축(10)을 회전시킬 수 있는 구동 구조를 이룬다.
상기 회동롤링부(500)는 [도 4] 및 [도 5]에 나타낸 바와 같이, 롤러형 구동 구조로서, 윤축(10) 중 차륜(11)의 하부에 대응하여 구동하는 드라이빙롤러유닛(510)과, 차륜(11)의 상부에 대응하여 구름 안내하는 홀드롤러유닛(520)을 구성한다.
상기 드라이빙롤러유닛(510)은 차륜(11)의 하부에 선 또는 면 접촉 상태로 지지하며, 윤축(10)에 회전력을 인가토록 회전 구동한다. 즉, 상기 드라이빙롤러유닛(510)은 차륜(11)을 접촉 지지하는 드라이브롤러부재(511)와, 상기 드라이브롤러부재(511)에 직접적인 회전력을 인가하는 롤러모터(513)를 구성한다.
상기 드라이브롤러부재(511)는 전후로 간격을 두고 2개가 배치한 채 차륜(11)이 안정적으로 안착될 수 있게 구성한다.
상기 홀드롤러유닛(520)은 상기 기둥프레임(150) 상에 설치하고, 차륜(11)의 상부에 대응하여 위치하게 구성한다.
상기 홀드롤러유닛(520)은 차륜(11)의 상부에서 차륜(11)이 회전 가능한 상태를 이루게 접촉 고정한다. 즉, 상기 홀드롤러유닛(520)은 차륜(11)의 상측에서 선 또는 면 접촉하되, 차륜(11)과의 접촉으로 구름 가능한 롤러구조를 이루며, 상기 드라이빙롤러유닛(510)과 함께 차륜(11)을 회전 가능한 상태로 위치 고정하게 구성한다.
상기 홀드롤러유닛(520)은 상기 기둥프레임(150) 상에 설치하는 홀더프레임(521)과, 상기 홀더프레임(521)의 일단에 차륜(11)과의 구름 접촉력에 의해 회전 가능하게 구비하는 홀드롤러부재(523)를 구성한다.
상기 회동롤링부(500)에는 상기 드라이빙롤러유닛(510)의 회전 구동 위치를 상하 수직방향으로 승강 가능하게 구성하는 리프팅유닛(515)을 구성한다. 즉, 상기 리프팅유닛(515)은 상기 드라이빙롤러유닛(510)을 상하 승강 이동시켜 윤축(10) 중 차륜(11)과의 일정한 접촉력을 유지하게 구동한다.
또한, 상기 홀드롤러유닛(520)에는 윤축(10)의 차륜(11)에 대응하여 상하 수직 이동 가능한 승강 구조로 구성하므로, 차륜(11)에 대한 다운 홀딩효율을 향상시켜 브레이크 디스크(13)의 정밀한 삭정작업을 도모하는 것이 가능하게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 디스크삭정부(600)는 상기 기둥프레임(150)의 상부에 설치하여 윤축(10) 중 브레이크 디스크(13)에 대응하여 위치하고, 브레이크 디스크(13)의 마모 정도에 따라 삭정하는 기능을 수행한다.
상기 디스크삭정부(600)는 [도 3] 및 [도 6]에 나타낸 바와 같이, 상기 기둥프레임(150) 상에 좌우 횡 방향으로 연장 형성된 절삭베이스프레임(610)과, 상기 절삭베이스프레임(610) 상에 좌우 횡 방향으로 이동 가능하게 구성하는 절삭가이드프레임(620)과, 브레이크 디스크(13)의 측정값을 취득하는 측정유닛(630)과, 브레이크 디스크(13) 면을 삭정하는 삭정유닛(640)을 구성한다.
상기 절삭가이드프레임(620)은 상기 절삭베이스프레임(610) 상에 설치 구성한다.
상기 절삭가이드프레임(620)에는 상하 간격을 두고 배치하며, 좌우 횡 방향으로 연장 형성된 서브가이드레일(621)을 구비한다.
상기 디스크삭정부(600)에는 상기 측정유닛(630) 및 상기 삭정유닛(640)을 장착 지지하고 상기 절삭가이드프레임(620)의 서브가이드레일(621) 상에 설치하여 좌우로 이동 가능하게 구성하는 절삭이송모듈(650)을 구성한다.
상기 절삭이송모듈(650)은 상기 절삭가이드프레임의 서브가이드레일(621) 상에 좌우로 배치하여 2개가 한 쌍을 이루게 구성한다.
상기 절삭이송모듈(650)은 상기 서브가이드레일(621)을 따라 이동 가능하게 구비하는 Z축이송모듈(651)과, 상기 측정유닛(630) 및 상기 삭정유닛(640)을 장착 지지한 채 상기 Z축이송모듈(651) 상에 상하 수직방향으로 이동 가능하게 구비하는 X축이송모듈(653)을 구성한다.
상기 디스크삭정부(600)에는 상기 절삭가이드프레임(620) 상에 설치하고 상기 절삭이송모듈(650)의 좌우 이동을 위한 동력을 인가하는 Z축이송수단(660)과, 상기 절삭이송모듈(650) 상에 설치하고 상기 측정유닛(630) 및 상기 삭정유닛(640)의 승강 이동을 위한 동력을 인가하는 X축이송수단(670)을 구성한다. 즉, 상기 Z축이송수단(660)은 상기 Z축이송모듈(651)을 좌우 이동시키도록 구동하고, 상기 X축이송수단(670)은 상기 X축이송모듈(653)을 승강 이동시켜 윤축(10)의 브레이크 디스크(13)를 향해 접근 가능하게 구성한다.
상기 측정유닛(630)은 상기 절삭가이드프레임(620) 중 X축이송모듈(653) 상에 장착하고 윤축(10)의 브레이크 디스크(13)에 삭정을 위한 측정값을 취득 가능하게 구성한다.
상기에서, Z축이라 함은, 윤축의 축 방향으로 좌우 이동하는 축방향을 말하고, X축이라 함은, 차륜의 반지름방향으로 상하 이동하는 축방향을 말하는 것이다.
상기 측정유닛(630)은 [도 7]에 나타낸 바와 같이, 브레이크 디스크(13)의 표면 상태에 대한 측정값을 감지하는 측정수단(631)과, 상기 측정수단(631)을 잠금 고정 가능하게 형성하는 측정홀더(633)와, 상기 측정홀더(633)에 대한 상하 직선 이동을 안내하는 측정안내브라켓(635)과, 상기 측정홀더(633)의 직선 이동을 위한 동력을 인가하게 신장 운동하는 구동실린더(637)를 구성한다.
상기 측정유닛(630)의 측정수단(631)은 접촉형 측정구조 또는 비접촉형 측정구조로 적용하여 구성한다.
상기 측정수단(631)의 제1실시예는 [도 7]에 나타낸 바와 같이, 접촉형 측정구조로서, 브레이크 디스크(13)의 면에 접촉 가능한 프로브팁(632)을 구비하는 프로브헤드(631a)로 이루어진다. 즉, 상기 측정유닛(630)은 상기 구동실린더(637)의 신장 운동에 의하여 상기 측정수단(631)을 이루는 프로브헤드(631a)의 상기 프로브팁(632)이 브레이크 디스크(13)에 접하게 접근하고, 상기 프로브팁(632)이 브레이크 디스크(13)에 접촉하면서 삭정 측정값을 취득한다.
상기 측정수단(631)의 제2실시예는 [도 8]에 나타낸 바와 같이, 비접촉형 측정구조로서, 브레이크 디스크(13)에 비접촉 상태로 촬영하여 측정값을 감지하게 구비하는 비전카메라(631b)로 이루어진다. 즉, 상기 측정유닛(630)은 브레이크 디스크(13)에 접근된 상태에서 상기 측정수단(631)을 이루는 비전카메라(631b)가 브레이크 디스크(13)를 촬영하여 삭정 측정값을 취득한다.
상기 측정유닛(630)은 윤축(10)을 회전시켜가면서 브레이크 디스크(13)에 대한 3점의 값을 측정한 후 평균값을 연산하도록 이루어진다.
상기 측정안내브라켓(635)에는 상기 구동실린더(637)의 신장 운동에 의한 상기 측정홀더(633)의 상하 직선 이동을 안내하는 측정안내레일(636)을 구비한다.
상기 구동실린더(637)에는 전후 구동방향을 제어할 수 있는 솔레노이드밸브(도면에 미도시)를 구성하되 단동형 솔레노이드밸브를 적용하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 삭정유닛(640)은 상기 측정유닛(630)의 일측에 위치하되, 상기 절삭가이드프레임(620)의 절삭이송모듈(650) 상에 상기 측정유닛(630)과 함께 장착 구성하고, 상기 측정유닛(630)의 측정값에 따라 브레이크 디스크(13) 면을 삭정하는 기능을 수행한다.
상기 삭정유닛(640)은 [도 7]에 나타낸 바와 같이, 브레이크 디스크(13)를 절삭 가공하는 디스크절삭바이트(641)와, 상기 디스크절삭바이트(641)를 고정하는 가이드램(643)과, 상기 가이드램(643)에 동력을 인가하는 삭정구동수단(645)을 구성한다.
상기 디스크절삭바이트(641)는 윤축(10)의 브레이크 디스크(13)에 접하여 절삭 가공 가능한 절삭팁(642)이 장착된다.
상기에서 절삭팁(642)은 브레이크 디스크(13)의 좌/우측 양면에 각각 접하여 가공할 수 있게 상기 디스크절삭바이트(641)의 한쪽 선단에서 양쪽 측단에 각각 절삭팁(642)을 구비하여 2개가 한 쌍을 이루게 구성하므로, 양방향으로의 절삭 가공을 도모하는 것이 가능하다.
상기 가이드램(643)은 상기 디스크절삭바이트(641)의 후방을 수용하여 고정하고, 상기 삭정구동수단(645)에 의하여 전후길이방향으로 연장형성하게 구성한다.
상기 가이드램(643)은 윤축(10)의 브레이크 디스크(13)를 향해 전후 슬라이드 이동 가능하게 구비한다.
상기 삭정구동수단(645)은 상기 가이드램(643)에 대응하여 연결 결합한다. 즉, 상기 삭정구동수단(645)은 상기 가이드램(643)의 후방에 구비하고, 상기 가이드램(643)의 전후 직선이동에 필요한 동력을 인가한다.
또한, 상기 삭정유닛(640)에는 상기 가이드램(643) 상에 상기 디스크절삭바이트(641)의 작동위치를 잠금 상태로 유지할 수 있게 상기 디스크절삭바이트(641)의 정위치를 고정토록 가압하는 잠금실린더(647)를 구성하는 것도 가능하다.
상기 잠금실린더(647)는 상기 디스크절삭바이트(641)를 향하도록 상기 가이드램(643) 상에 고정 설치하고, 상기 디스크절삭바이트(641)에 일정한 압력으로 가압할 수 있게 구성한다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 브레이크 디스크 자동 삭정장치에 의하면, 브레이크 디스크를 로딩 및 언로딩하면서 휠 센터 검사를 비롯한 브레이크 디스크의 표면 상태 측정 및 홀딩 상태에서의 삭정 작업을 일률적으로 자동화하게 구성하므로, 작업의 편의성과 함께 가공 생산성을 향상시키고, 삭정 작업의 우수한 가공정밀도를 도모하여 제품의 품질을 향상시키는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 브레이크 디스크의 삭정 작업시 윤축을 정위치로 고정하게 구성하므로, 작업 중 진동에 따른 이탈 현상을 방지하여 보다 정밀한 수치적 가공성을 도모하면서 제품의 품질을 보다 향상시키는 것이 가능하다.
아울러, [도 9]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 브레이크 디스크 자동 삭정장치는 하나 또는 복수개의 윤축 브레이크 디스크(A)와 차륜 브레이크 디스크(B)를 동시에 삭정할 수도 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 브레이크 디스크 자동 삭정장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
100 : 머신베이스 110 : 컨트롤패널
150 : 기둥프레임 200 : 레일유닛
300 : 휠센터검사유닛 400 : 센터링유닛
500 : 회동롤링부 510 : 드라이빙롤러유닛
511 : 드라이브롤러부재 513 : 롤러모터
515 : 리프팅유닛 520 : 홀드롤러유닛
521 : 홀더프레임 523 : 홀드롤러부재
600 : 디스크삭정부 610 : 절삭베이스프레임
620 : 절삭가이드프레임 621 : 서브가이드레일
630 : 측정유닛 631 : 측정수단
631a : 프로브헤드 631b : 비전카메라
632 : 프로브팁 633 : 측정홀더
635 : 측정안내브라켓 636 : 측정안내레일
637 : 구동실린더 640 : 삭정유닛
641 : 디스크절삭바이트 642 : 절삭팁
643 : 가이드램 645 : 삭정구동수단
647 : 자금실린더 650 : 절삭이송모듈
651 : Z축이송모듈 653 : X축이송모듈
660 : Z축이송수단 670 : X축이송수단

Claims (9)

  1. 컨트롤패널을 연결하고 기둥프레임을 구비하는 머신베이스와; 철도차량의 윤축을 지지한 채 전후 직선 이동을 안내하여 윤축을 로딩 및 언로딩 가능하게 안내하는 한 쌍의 레일유닛과; 상기 머신베이스의 진입영역에 설치하고 상기 레일유닛 상에 진입한 윤축의 중심위치를 검사하는 휠센터검사유닛과; 상기 머신베이스의 기둥프레임 상에 설치하고 상기 레일유닛를 따라 이동된 윤축의 양쪽 끝단을 파지 고정하는 센터링유닛과; 상기 레일유닛을 따라 삭정 작업영역으로 이동된 윤축의 차륜을 지지한 채 상기 센터링유닛에 의해 파지상태인 윤축을 회전시키도록 구동하는 회동롤링부와; 상기 기둥프레임의 상부에 설치하되 좌우 횡 방향으로 연장 형성하는 절삭베이스프레임과, 상기 절삭베이스프레임 상에 설치하고 좌우 횡 방향으로 연장 형성된 서브가이드레일을 구비하는 절삭가이드프레임과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 윤축의 브레이크 디스크에 삭정을 위한 측정값을 취득하는 측정유닛과, 상기 절삭가이드프레임 상에 장착하고 상기 측정유닛의 측정값에 따라 브레이크 디스크 면을 삭정하는 삭정유닛을 포함하여 구성하는 디스크삭정부;를 포함하여 이루어지고,
    상기 회동롤링부는, 윤축 중 차륜의 하부에 선 또는 면 접촉 상태로 지지하며 회전 구동하는 드라이빙롤러유닛과, 상기 기둥프레임 상에 설치하되 윤축 중 차륜의 상부에 대응하여 위치하고 차륜의 회전 가능한 상태로 접촉 고정하는 홀드롤러유닛을 포함하며,
    상기 회동롤링부에는, 상기 드라이빙롤러유닛의 회전 구동 위치를 상하 수직방향으로 승강 가능하게 구성하는 리프팅유닛을 포함하고,
    상기 디스크삭정부에는, 상기 측정유닛 및 상기 삭정유닛을 장착 지지하고 상기 절삭가이드프레임의 서브가이드레일 상에 설치하여 좌우로 이동 가능하게 구성하는 절삭이송모듈과, 상기 절삭가이드프레임 상에 설치하고 상기 절삭이송모듈의 좌우 이동을 위한 동력을 인가하는 Z축(윤축의 축 방향으로 좌우 이동하는 축)이송수단과, 상기 절삭이송모듈 상에 설치하고 상기 측정유닛 및 상기 삭정유닛의 승강 이동을 위한 동력을 인가하는 X축(차륜의 반지름방향으로 상하 이동하는 축)이송수단을 포함하며,
    상기 디스크삭정부의 측정유닛은, 브레이크 디스크의 표면 상태에 대한 측정값을 감지하는 측정수단과, 상기 측정수단을 잠금 고정 가능하게 형성하는 측정홀더와, 상기 측정홀더에 대한 상하 직선 이동을 안내하는 측정안내브라켓과, 상기 측정홀더의 직선 이동을 위한 동력을 인가하게 신장 운동하는 구동실린더를 포함하고,
    상기 디스크삭정부의 삭정유닛은, 브레이크 디스크에 접하여 절삭 가공토록 절삭팁이 장착되는 디스크절삭바이트와, 상기 디스크절삭바이트의 후방을 수용한 채 전후 슬라이드 이동 가능하게 구비하는 가이드램과, 상기 가이드램에 대응하여 상기 디스크절삭바이트의 전후 직선이동에 필요한 동력을 인가하는 삭정구동수단을 포함하며,
    상기 삭정유닛에는 상기 가이드램 상에 상기 디스크절삭바이트의 작동위치를 잠금 상태로 유지할 수 있게 상기 디스크절삭바이트를 가압 고정하는 잠금실린더를 포함하여 이루어지는 브레이크 디스크 자동 삭정장치.
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  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정유닛의 측정수단은, 브레이크 디스크의 면에 접촉 가능한 프로브팁을 구비하는 프로브헤드로 이루어지는 브레이크 디스크 자동 삭정장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정유닛의 측정수단은, 브레이크 디스크에 비접촉 상태로 촬영하여 측정값을 감지하게 구비하는 비전카메라로 이루어지는 브레이크 디스크 자동 삭정장치.
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