KR102506008B1 - 포열의 강선 가공장치 및 방법 - Google Patents

포열의 강선 가공장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포열의 강선 가공장치 및 방법으로써, 보다 상세하게 대형 중공체의 일단부를 파지하고, 상기 대형 중공체를 상기 대형 중공체의 길이방향의 축을 기준으로 회전시키는 주축대와 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되어 상기 대형 중공체의 내경을 가공하는 가공부와 상기 주축대와 대향되도록 구비되어, 상기 가공부의 일단부를 파지하고, 상기 가공부를 이송시키는 심압대와 상기 주축대와 심압대 사이에 구비되어, 상기 대형 중공체의 타단부를 지지하고, 상기 가공부의 타단부가 상기 대형 중공체의 내부로 삽입될 수 있도록 안내하는 척부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

포열의 강선 가공장치 및 방법{Machining apparatus for a steel wire in barrel and method therof}
본 발명은 포열의 강선 가공장치 및 방법으로서 더욱 자세하게는, 길이가 길어 일반 선반에서는 작업이 불가능한 대형 중공체의 내경 가공을 수행할 수 있는 포열의 강선 가공장치에 관한 것이다.
금속소재의 절삭가공에 있어서 가장 보편적인 장치가 선반이라 할 수 있고 그 외 밀링머신 등이 있다. 특히 선반은 범용장치로서 다양한 가공이 가능하며 근래에는 NC, CNC 선반이 보급되고 있다. 통상 이와 같은 자동화장비를 NC 장치라 부른다.
일례로, 대한민국 등록특허 제10-0658968호(2006.12.12.)에서는 베어링 내주면의 나선홈 가공장치에 대해 개시하고 있다.
이때, 길이가 짧고 직경이 비교적 크지 않은 소재의 경우 일반 선반이나 NC 선반을 이용하여 소재의 내경 또는 외경가공이 가능하지만, 대형 중공체의 경우에는 작업 자체가 불가능하게 된다. 여기에서 대형 중공체라 함은 일례로, 120mm 박격포의 포신일 수 있고, 종래의 경우 120mm 박격포의 포신 내경에 강선(rifling)을 가공하기 용이하지 않다.
즉, 상기와 같은 종래의 경우, 길이가 긴 대형 중공체의 내경을 정밀하게 가공하는데 한계가 있다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0658968호(2006.12.12.)
본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 대형 중공체의 내경 가공에 적합한 전용 가공장치로서 대형 중공체의 내경면에 나선가공이 가능하며, 보다 더 정밀한 가공이 이루어질 수 있도록 하는 포열의 강선 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선 가공장치에 있어서, 대형 중공체의 일단부를 파지하고, 상기 대형 중공체를 상기 대형 중공체의 길이방향의 축을 기준으로 회전시키는 주축대와 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되어 상기 대형 중공체의 내경을 가공하는 가공부와 상기 주축대와 대향되도록 구비되어, 상기 가공부의 일단부를 파지하고, 상기 가공부를 이송시키는 심압대와 상기 주축대와 심압대 사이에 구비되어, 상기 대형 중공체의 타단부를 지지하고, 상기 가공부의 타단부가 상기 대형 중공체의 내부로 삽입될 수 있도록 안내하는 척부를 포함하고, 상기 가공부는, 바이트바와 상기 바이트바의 단부에 필요에 따라 선택적으로 결합되는 바이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 본 발명은, 상기 주축대, 심압대 및 척부의 하부에 구비되어, 상기 주축대, 심압대 및 척부를 지지하는 베드와 상기 베드와 이격되어 구비되며, 상기 가공부의 가공에 의해 발생한 칩을 이송시키는 칩배출부를 더 포함하고, 상기 베드는, 상기 베드의 상부면에 구비되어 상기 심압대의 이송을 안내하는 컨베이어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 본 발명은, 상기 베드의 상부에 구비되어, 상기 가공부 또는 대형 중공체를 지지하는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선 가공방법에 있어서, 포열의 강선 가공장치를 이용하여, 상기 바이트가 상기 바이트바에 결합된 상태에서, 상기 주축대가 상기 대형 중공체를 회전시키고, 상기 심압대가 상기 주축대 방향으로 이송되어, 상기 가공부가 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체의 내경에 대한 가공이 수행되는 1차 가공단계와 상기 1차 가공단계 이후, 상기 바이트가 상기 바이트바로부터 분리되고, 상기 심압대가 상기 주축대에 반대방향으로 이송된 상태에서 상기 바이트와 서로 다른 바이트가 상기 바이트바에 결합되는 복원단계와 상기 복원단계 이후, 재차 상기 주축대가 상기 대형 중공체를 회전시키고, 상기 심압대가 상기 주축대 방향으로 이송되어, 상기 가공부가 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체의 내경에 대한 2차 가공이 수행되는 2차 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 1차 가공단계 및 2차 가공단계에서, 상기 주축대가 상기 대형 중공체를 회전시키는 회전속도와 상기 심압대가 상기 가공부를 이송시키는 속도가 각각 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 포열의 강선 가공장치는 1차 가공 및 2차 가공 시, 주축대가 대형 중공체를 회전시키는 회전속도와 심압대가 가공부를 이송시키는 속도가 각각 동일하도록 함으로써, 1차 가공에 활용되는 바이트의 궤적과 2차 가공에 활용되는 바이트의 궤적이 동일하여, 보다 더 정밀한 가공이 수행될 수 있도록 하는 포열의 강선 가공장치를 제공하는데 그 효과가 있다.
또한, 본 발명의 포열의 강선 가공장치는 대형 중공체를 일정한 속도로 회전시키면서 대형 중공체의 내경 가공이 수행됨에 따라 대형 중공체의 내주면에 칩이 부착되는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 포열의 강선 가공장치는 심압대가 일방향으로 이송되면서, 대형 중공체의 내경에 대한 1차 가공이 수행되고, 심압대가 타방향으로 이송되면서, 대형 중공체의 내경에 대한 2차 가공이 수행되도록 하되, 심압대가 일방향으로 이송될 때의 이송속도와 타방향으로 이송될 때의 이송속도가 동일하도록 하여 보다 더 정밀한 가공이 이루어질 수 있도록 하며, 대형 중공체의 내경 가공에 소요되는 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 포열의 강선 가공장치에서 스크래퍼는 대형 중공체 내부의 칩을 일방향으로 밀어 대형 중공체 내부에 남아있는 칩의 양을 최소화함으로써, 대형 중공체의 내경 가공이 보다 정밀하게 수행될 수 있도록 하는데 그 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명의 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 2의 (b)는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 주축대의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 심압대가 컨베이어부에 의해 이송이 안내되는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 바이트바 지지부에 의해 바이트바가 지지되는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 중공체 지지부에 의해 대형 중공체가 지지되는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 방법의 제어구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 방법의 제어흐름을 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 방법에서 1차 가공이 수행되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 방법에서 1차 가공이 수행된 후, 바이트가 분리된 상태에서 심압대가 원위치되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선가공 방법에서 2차 가공이 수행되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 포열의 강선가공 방법의 제어흐름을 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 포열의 강선가공 방법에서 1차 가공이 수행된 후, 바이트가 교체되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 포열의 강선가공 방법에서 1차 가공이 수행된 후, 바이트가 교체된 상태에서, 심압대가 원위치되면서 교체된 바이트에 의하여 2차 가공이 수행되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 포열의 강선가공 장치의 바이트바의 외주면에 스크래퍼가 구비된 모습을 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선 가공장치는, 대형 중공체(10)의 일단부를 파지하고, 상기 대형 중공체(10)를 상기 대형 중공체(10)의 길이방향의 축을 기준으로 회전시키는 주축대(100)와, 상기 대형 중공체(10)의 내부에 삽입되어 상기 대형 중공체(10)의 내경을 가공하는 가공부(200)와, 상기 주축대(100)와 대향되도록 구비되어, 상기 가공부(200)의 일단부를 파지하고, 상기 가공부(200)를 이송시키는 심압대(300)와, 상기 주축대(100)와 심압대(300) 사이에 구비되어, 상기 대형 중공체(10)의 타단부를 지지하고, 상기 가공부(200)의 타단부가 상기 대형 중공체(10)의 내부로 삽입될 수 있도록 안내하는 척부(400)를 포함한다.
먼저, 상기 주축대(100)가 마련된다. 상기 주축대(100)는 상기 대형 중공체(10)의 일단부를 파지하고, 상기 대형 중공체(10)를 상기 대형 중공체(10)의 길이방향의 축을 기준으로 회전시키는 역할을 수행한다.
일례로, 도 3을 참조하면, 상기 주축대(100)는 상기 대형 중공체(10)의 일단부를 파지할 수 있도록 상기 주축대(100)의 일측에 구비되는 주축대 지그(110)와, 상기 주축대 지그(110)를 회전시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 주축대모터(111) 및 회전축(120)과, 상기 가공부(200)의 일단부가 삽입될 수 있도록 상기 주축대 지그(110)과 동심원으로 구비되는 삽입홈(130)을 포함한다.
먼저, 상기 주축대 지그(110)는 원기둥 형상으로 상기 주축대(100)의 일측면에 구비되며, 상기 대형 중공체(10)의 일단부를 파지하여 고정한 상태에서 상기 주축대모터(111) 및 회전축(120)에 의해 회전하게 된다. 즉, 상기 주축대 지그(110)가 상기 대형 중공체(10)의 길이방향의 축을 중심으로 회전됨으로써, 상기 대형 중공체(10)가 회전하게 되는 것이다.
또한, 상기 주축대모터(111)는 상기 주축대 지그(110)을 회전시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 역할을 수행하며, 상기 회전축(120)은 상기 주축대모터(111)의 구동력을 상기 주축대 지그(110)로 전달하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 주축대 지그(110), 회전축(120) 및 삽입홈(130)은 동심원으로 구비된다.
또한, 상기 삽입홈(130)은 원형으로 형성되며, 상기 심압대(300)에 의해 이송되는 상기 가공부(200)가 상기 주축대(100)와 간섭되는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 상기 십압대(300)에 의해 상기 주축대(100) 방향으로 이송되는 상기 가공부(200)의 단부는 상기 삽입홈(130)에 삽입되는 것이다. 이때, 상기 가공부(200)의 길이방향의 길이와 상기 주축대(100)의 길이를 고려하여, 상기 심압대(300)의 이동거리를 조절함으로써, 상기 가공부(200)의 단부가 상기 주축대(100)의 내주면에 부딪히지 않도록 한다.
이때, 상기 주축대(100)는 상기 주축대(100)를 개폐하는 개폐부(도면 미도시)를 더 포함한다. 즉, 상기 개폐부를 개방하는 경우, 상기 주축대(100)의 내부가 개방될 수 있는 것이다. 이를 통하여, 후술할 바이트(220)의 교체작업이 용이하게 수행될 수 있도록 한다. 여기서, 상기 개폐부는 상기 주축대(100)의 내부를 필요에 따라 선택적으로 개방하거나 폐쇄할 수 있다면 어떠한 형태로든 형성될 수 있다. 일례로, 상기 개폐부는 상부로 회동시켜 개방시키는 형식이나 미닫이 형식일 수 있으며, 자동문으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 가공부(200)가 마련된다. 상기 가공부(200)는 상기 심압대(300)에 의해 이송되며, 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되어 상기 대형 중공체의 내경을 가공하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 가공부(200)는 바이트바(210)와, 상기 바이트바(210)의 단부에 필요에 따라 선택적으로 결합되는 바이트(220)를 포함한다. 상기 바이트바(210)는 원기둥형상으로 형성되며, 상기 바이트바(210)의 단부에는 상기 바이트(220)를 필요에 따라 선택적으로 고정할 수 있도록 마련되는 바이트고정대(도면 미도시)가 마련된다. 상기 바이트(220)는 상기 대형 중공체의 내경을 절삭하는 역할을 수행한다. 여기서, 바이트고정대는 상기 바이트(220)가 상기 바이트바(210)의 단부에 고정될 수 있다면 어떠한 형태로든 형성될 수 있으며, 일례로, 상기 바이트(220)와 나사결합되고 상기 바이트바(210)와 나사결합될 수 있다.
다음으로, 상기 심압대(300)가 마련된다. 상기 십압대(300)는 상기 주축대(100)와 대향되도록 구비되며, 상기 가공부(200)의 일단부를 파지하여 고정한 상태에서 도 4와 같이 후술할 컨베이어부(510)에 의해 안내되어 상기 가공부(200)를 이송시키는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 심압대(300)는 상기 심압대(300)의 중앙부에 구비되는 심압대홈(310)과, 상기 심압대홈(310)의 단부에 상기 가공부(200)의 일단부를 파지하여 고정할 수 있도록 하는 심압대 지그(도면 미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 가공부(200)의 일단부는 상기 심압대홈(310)에 삽입된 후, 상기 심압대 지그에 의해 고정되는 것이다.
다음으로, 상기 척부(400)가 마련된다. 상기 척부(400)는 상기 주축대(100)와 심압대(300) 사이에 구비되어, 상기 대형 중공체(10)의 타단부를 지지하고, 상기 가공부(200)의 타단부가 상기 대형 중공체(10)의 내부로 삽입될 수 있도록 안내하는 역할을 수행한다. 보다 상세하게, 도 5를 참조하면, 상기 척부(400)는 상기 척부(400)를 관통하여 형성되는 척부홀(410)과, 상기 척부(400)의 일측면에 구비되고 상기 대형 중공체(10)의 타단부를 감싸는 형태로 지지하며, 상기 주축대 지그(110)의 회전속도와 동일한 속도로 회전하는 척부 지그(420)와, 상기 척부 지그(420)에 구동력을 제공하는 척부모터(421)와, 상기 척부모터(421)의 구동력을 상기 척부 지그(420)로 전달하는 척부회전축(도면 미도시)과, 상기 척부(400)의 타측면에 구비되고 상기 가공부(200)의 타단부가 상기 척부홀(410)로 삽입될 수 있도록 안내하는 가이드부재(430)를 포함한다. 즉, 상기 대형 중공체(10)의 타단부는 상기 척부홀(410)에 삽입되고 상기 척부 지그(420)에 의해 파지된 상태로 회전하게 된다. 또한, 상기 가공부(200)의 타단부는 상기 가이드부재(430)에 의해 안내되어 상기 척부홀(410)에 삽입된 후 상기 대형 중공체(10)의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체(10)의 내경가공이 시작되는 것이다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선 가공장치는, 상기 주축대(100), 심압대(300) 및 척부(400)의 하부에 구비되어, 상기 주축대(100), 심압대(300) 및 척부(400)를 지지하는 베드(500)와, 상기 베드(500)와 이격되어 구비되며, 상기 가공부(200)의 가공에 의해 발생한 칩을 이송시키는 칩배출부(600)와, 상기 베드(500)의 상부에 구비되어, 상기 가공부(200) 또는 대형 중공체(10)를 지지하는 지지부(700)를 더 포함한다.
먼저, 상기 베드(500)가 마련된다. 상기 베드(500)는 길이방향으로 길게 형성되며, 상부에 구비되는 상기 주축대(100), 심압대(300), 척부(400) 및 지지부(700)가 수평을 유지할 수 있도록 지지한다.
이때, 상기 베드(500)는 상기 베드(500)의 상부면에 구비되어 상기 심압대(300)의 이송을 안내하는 컨베이어부(510)를 포함한다. 이때, 상기 컨베이어부(510)는 상기 베드(500)와 이격되어 구비되는 구동부(800)에 의하여 이송된다. 즉, 상기 구동부(800)는 상기 컨베이어부(510)를 이송시키는 구동력을 제공하는 서보모터(도면 미도시) 및 상기 서보모터의 구동력을 전달하는 전달부재(810)를 포함한다. 따라서, 상기 컨베이어부(510)는 상기 구동부(800)에 의하여 이송이 제어되는 것이다.
또한, 상기 컨베이어부(510)는 필요에 따라 선택적으로 상기 주축대(100), 심압대(300), 척부(400) 및 지지부(700) 중 적어도 하나가 이송될 수 있도록 한다. 즉, 상기 대형 중공체(10)의 길이방향의 길이에 따라 상기 주축대(100), 심압대(300), 척부(400) 및 지지부(700) 간의 간격을 조절하기 위하여, 상기 심압대(300) 뿐만 아니라 상기 척부(400) 및 지지부(700)를 이송시킬 수 있는 것이다. 일례로, 상기 주축대(100)는 고정된 상태에서, 상기 심압대(300)와 척부(400)를 상기 주축대(100) 방향으로 이송시킬 수 있다. 또한, 상기 심압대(300)를 상기 척부(400) 방향으로 이송시켜, 상기 심압대(300), 척부(400) 및 주축대(100) 사이의 간격을 조절할 수 있는 것이다. 여기서, 상기 컨베이어부(510)는 체결부(도면 미도시)를 포함하고, 상기 체결부는 상기 주축대(100), 심압대(300), 척부(400) 및 지지부(700)와 상기 컨베이어부(510)가 체결될 수 있도록 한다. 이때, 상기 체결부는 복수개로 상기 컨베이어부(510)의 길이방향을 따라 기설정된 간격으로 이격되어 배열되며, 상기 컨베이어부(510)의 이송에 따라 이송된다. 예를 들어, 상기 척부(400)의 이송이 필요한 경우, 상기 척부(400)의 하부에 대응되는 지점에 상기 복수개의 체결부가 구비되도록 이송시키고, 사용자가 상기 척부(400)의 하부에 대응되는 지점에 구비되는 상기 복수개의 체결부를 통하여 상기 척부(400)가 상기 컨베이어부(510)에 체결되도록 한다. 이와 같은 상태에서, 상기 구동부(800)가 상기 컨베이어부(510)를 이송시킴에 따라, 상기 척부(400)가 상기 컨베이어부(510)를 따라 이송되게 되는 것이다. 여기서, 상기 베드(500)는 고정부(도면 미도시)를 더 포함하고, 상기 고정부는 복수개로 상기 베드(500)에 상기 주축대(100), 심압대(300), 척부(400) 및 지지부(700)를 고정하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 상기 척부(400)의 이송이 필요한 경우, 상기 척부(400)에 대응되는 지점에 위치한 상기 고정부가 상기 베드(500)와 척부(400) 사이의 고정을 해제하고, 상기 척부(400)의 하부에 대응되는 지점에 구비되는 상기 체결부에 의하여 상기 척부(400)와 컨베이어부(510)가 체결됨으로써, 상기 척부(400)가 이송될 수 있도록 한다.
다음으로, 상기 칩배출부(600)가 마련된다. 상기 칩배출부(600)는 상기 베드(500)와 이격되어 구비되며, 상기 가공부(200)의 가공에 의해 발생한 칩을 상기 대형 중공체(10)로부터 이송시키는 역할을 수행한다. 즉, 상기 칩배출부(600)는 상기 대형 중공체(10)의 내부에 남아있는 칩을 흡입하는 역할을 수행하는 것이다. 일례로, 상기 칩배출부(600)는 상기 주축대(100)와 인접하게 구비되며, 상기 대형 중공체(10)의 내경 가공 후 상기 주축대(100)가 개방된 상태에서 상기 대형 중공체(10)의 내부에 남아있는 칩을 흡입할 수 있다.
다음으로, 상기 지지부(700)가 마련된다. 상기 지지부(700)는 상기 베드(500)의 상부에 구비되고, 상기 가공부(200) 또는 대형 중공체(10)를 지지하는 역할을 수행한다. 보다 상세하게, 상기 지지부(700)는 상기 심압대(300)와 척부(400) 사이에 구비되어 상기 가공부(200)를 지지하는 복수개의 바이트바 지지부(710)와, 상기 주축대(100)와 척부(400) 사이에 구비되어 상기 대형 중공체(10)를 지지하는 복수개의 중공체 지지부(720)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 상기 복수개의 바이트바 지지부(710)는 각각 상기 바이트바(210)의 외주면에 세 부분을 지지하는 3개의 클램프부(711)를 포함한다. 이때, 상기 3개의 클램프부(711)는 상기 바이트바(210)의 외주면에 그려지는 가상의 정삼각형의 꼭지점에 대응되는 지점에 구비되어, 상기 바이트바(210)를 보다 더 안정적으로 고정한다. 이때, 상기 3개의 클램프부(711)는 일례로, 유압실린더(도면 미도시)에 의하여 각각 상기 바이트바 지지부(710)로부터 필요에 따라 선택적으로 인입 또는 인출될 수 있다.
여기서, 상기 심압대(300) 및 복수개의 바이트바 지지부(710)는 상기 컨베이어부(510)의 상부에 구비되어 상기 컨베이어부(510)의 이송에 따라 이송된다. 이때, 상기 가공부(200)의 길이방향의 길이와 상기 복수개의 바이트바 지지부(710)의 길이를 고려하여, 상기 복수개의 바이트바 지지부(710) 간의 간격과 이송거리를 조절함으로써, 상기 복수개의 바이트바 지지부(710)와 척부(400)가 부딪히지 않도록 한다.
도 7을 참조하면, 상기 복수개의 중공체 지지부(720)는 상기 대형 중공체(10)가 안착될 수 있도록 상기 대형 중공체(10)의 외경에 대응되는 형상으로 마련되는 안착부(721)를 포함한다. 이때, 상기 안착부(721)는 상기 안착부(721)의 적어도 일부가 회동가능하게 형성되어, 상기 대형 중공체(10)가 상기 안착부(721)에 용이하게 안착될 수 있도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선 가공장치를 이용한 포열의 강선 가공방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포열의 강선 가공방법은, 상기 바이트(220)가 상기 바이트바(210)에 결합된 상태에서, 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100) 방향으로 이송되어, 상기 가공부(200)가 상기 대형 중공체(10)의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 가공이 수행되는 1차 가공단계와 상기 1차 가공단계 이후, 상기 바이트(220)가 상기 바이트바(210)로부터 분리되고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100)에 반대방향으로 이송된 상태에서 상기 바이트(220)와 서로 다른 바이트(220)가 상기 바이트바(210)에 결합되는 복원단계와 상기 복원단계 이후, 재차 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100) 방향으로 이송되어, 상기 가공부(200)가 상기 대형 중공체(10)의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 2차 가공이 수행되는 2차 가공단계를 포함한다. 이때, 상기 1차 가공단계 및 2차 가공단계에서, 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키는 회전속도와 상기 심압대(300)가 상기 가공부(200)를 이송시키는 속도가 각각 동일하도록 한다.
보다 상세하게, 먼저, 상기 복수개의 센서부(60)는 상기 대형 중공체(10)의 회전속도와 상기 가공부(200)의 이송속도를 각각 측정하여, 측정값을 상기 제어부(50)로 송신한다. 상기 제어부(50)는 상기 복수개의 센서부(60)의 측정값이 기설정된 범위 내에 속하는 경우 상기 주축대모터(111), 척부모터(421) 및 구동부(800)가 지속적으로 운전되어 상기 1차 가공단계가 수행될 수 있도록 한다. 이때, 상기 제어부(50)는 상기 복수개의 센서부(60)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 오감을 통하여 사람이 인지할 수 있도록 고장신호를 발생시키며, 무선통신을 통하여 고장신호를 송출할 수 있다.
이후, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 바이트(220)가 상기 바이트바(210)에 결합된 상태에서, 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100) 방향으로 이송된다. 이때, 상기 가공부(200)가 상기 대형 중공체(10)의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 1차 가공이 수행된다.
이후, 도 12 내지 도 14를 참조하면, 상기 대형 중공체(10)의 회전이 정지된 상태에서 상기 바이트(220)가 상기 바이트바(210)로부터 분리되고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100)를 향하는 방향에 반대방향으로 이송된 상태에서 상기 바이트(220-1)와 서로 다른 바이트(220-2)가 상기 바이트바(210)에 결합된다. 여기서, 상기 척부(400)는 상기 주축대(100)와 같이 필요에 따라 선택적으로 상기 척부(400)의 내부가 개방될 수 있도록 마련되어, 상기 바이트(220)의 교체를 용이하게 할 수 있다.
이와 같은 상태에서, 도 15 및 도 16을 참조하면, 재차 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100) 방향으로 이송되어, 상기 가공부(200)가 상기 대형 중공체(10)의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 2차 가공이 수행되도록 한다.
여기서, 상기 바이트(220-2)는 1차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-1) 보다 상기 대형 중공체(10)의 내경을 더 깊게 절삭할 수 있다. 혹은, 상기 바이트(220-2)는 1차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-1) 보다 상기 대형 중공체(10)의 내경을 매끄럽게 절삭할 수 있다. 다시 말하면, 1차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-1)는 절삭에 활용되고, 2차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-2)는 연삭에 활용될 수 있는 것이다.
또한, 상기 1차 가공 및 2차 가공 시, 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키는 회전속도와 상기 심압대(300)가 상기 가공부(200)를 이송시키는 속도가 각각 동일하도록 한다. 일례로, 본 발명의 포열의 강선 가공장치는 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키는 회전속도와 상기 심압대(300)가 상기 가공부(200)를 이송시키는 속도를 제어하는 제어부(50)와, 상기 대형 중공체(10)의 회전속도와 상기 가공부(200)의 이송속도를 각각 측정하는 복수개의 센서부(60)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 복수개의 센서부(60)는 상기 대형 중공체(10)의 회전속도와 상기 가공부(200)의 이송속도를 각각 측정하여, 측정값을 상기 제어부(50)로 송신한다. 상기 제어부(50)는 상기 복수개의 센서부(60)의 측정값이 기설정된 범위 내에 속하는 경우 상기 주축대모터(111), 척부모터(421) 및 구동부(800)가 지속적으로 운전되도록 제어한다. 이때, 상기 제어부(50)는 상기 복수개의 센서부(60)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 오감을 통하여 사람이 인지할 수 있도록 고장신호를 발생시키며, 무선통신을 통하여 고장신호를 송출할 수 있다. 결과적으로, 1차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-1)의 궤적과 2차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-2)의 궤적이 동일하도록 함으로써, 보다 더 정밀한 가공이 수행될 수 있도록 한다.
또한, 상기 대형 중공체(10)를 일정한 속도로 회전시키면서 상기 대형 중공체(10)의 내경 가공이 수행됨에 따라 상기 대형 중공체(10)의 내주면에 칩이 부착되는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 다시 말하면, 상기 가공부(200)는 직선이송되고 상기 대형 중공체(10)는 회전되면서 상기 대형 중공체(10)의 내면 가공이 수행됨에 따라, 발생되는 칩이 상기 대형 중공체(10)의 회전에 의하여 상기 대형 중공체(10)의 내주면에 부착되지 않고 유동하게 되는 것이다. 이에 따라, 발생되는 칩이 상기 대형 중공체(10)의 내주면에 부착되어 상기 대형 중공체(10)의 내주면에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 보다 더 정밀한 가공이 수행될 수 있는 이점이 있다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 포열의 강선 가공장치를 이용한 포열의 강선 가공방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 17을 참조하면, 본 실시예는 상기 일실시예와 비교하여, 복원단계를 생략함으로써, 상기 대형 중공체(10)의 내경 가공에 소요되는 시간을 보다 더 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 본 실시예에서 상기 일실시예와 중첩되는 구성에 대해서는 상기 일실시예의 설명을 원용한다.
먼저, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 바이트(220)가 상기 바이트바(210)에 결합된 상태에서, 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100) 방향으로 이송된다. 이때, 상기 가공부(200)가 상기 대형 중공체(10)의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 1차 가공이 수행된다.
이후, 도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 대형 중공체(10)의 회전이 정지된 상태에서 상기 바이트(220-1)가 상기 바이트바(210)로부터 분리되고, 상기 바이트바(210)에 상기 바이트(220-2)가 결합된다. 즉, 1차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-1)가 분리되고, 2차 가공에 활용되는 상기 바이트(220-2)가 결합되는 것이다.
이와 같은 상태에서, 도 20 및 도 21을 참조하면, 재차 상기 주축대(100)가 상기 대형 중공체(10)를 회전시키고, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100)를 향하는 방향에 반대방향으로 이송되면서 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 2차 가공이 수행되도록 한다.
즉, 상기 심압대(300)가 일방향으로 이송되면서, 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 1차 가공이 수행되고, 상기 심압대(300)가 타방향으로 이송되면서, 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 2차 가공이 수행되는 것이다. 여기서, 상기 심압대(300)가 일방향으로 이송될 때의 이송속도와 타방향으로 이송될 때의 이송속도가 동일하도록 하여 보다 더 정밀한 가공이 이루어질 수 있도록 한다. 결과적으로, 상기 대형 중공체(10)의 내경 가공에 소요되는 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 것이다.
다음으로, 도 22 및 도 23을 참조하면, 본 발명의 바람직한 또 따른 실시예에 따른 포열의 강선 가공장치에 있어서, 상기 가공부(200)는 상기 바이트바(210)의 외주면을 감싸도록 구비되는 스크래퍼(230)를 더 포함할 수 있다. 상기 스크래퍼(230)는 가공 시, 상기 바이트(220)에 의하여 발생되는 칩을 밀어내는 역할을 수행한다. 일례로, 상기 심압대(300)가 상기 주축대(100) 방향으로 이송되면서, 상기 바이트(220)가 상기 대형 중공체(10)의 내경에 대한 가공을 수행하면서 발생되는 칩은 상기 스크래퍼(230)에 의하여 상기 주축대(100) 방향으로 밀리게 된다. 다시 말하면, 상기 스크래퍼(230)는 상기 대형 중공체(10) 내부의 칩을 일방향으로 밀어 상기 대형 중공체(10) 내부에 남아있는 칩의 양을 최소화함으로써, 상기 대형 중공체(10)의 내경 가공이 보다 정밀하게 수행될 수 있도록 한다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 대형 중공체, 100 : 주축대, 110 : 주축대 지그,
111 : 주축대모터, 120 : 회전축, 130 : 삽입홈,
200 : 가공부, 210 : 바이트바, 220 : 바이트,
230 : 스크래퍼, 300 : 심압대, 310 : 심압대홈,
400 : 척부, 410 : 척부홀, 420 : 척부 지그,
421 : 척부모터, 430 : 가이드부재,
500 : 베드, 510 : 컨베이어부, 600 : 칩배출부,
700 : 지지부, 710 : 바이트바 지지부, 711 : 클램프부,
720 : 중공체 지지부, 721 : 안착부, 800 : 구동부,
900 : 공급부, 50 : 제어부, 60 : 센서부,

Claims (5)

  1. 대형 중공체의 일단부를 파지하고, 상기 대형 중공체를 상기 대형 중공체의 길이방향의 축을 기준으로 회전시키는 주축대와, 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되어 상기 대형 중공체의 내경을 가공하는 가공부와, 상기 주축대와 대향되도록 구비되어, 상기 가공부의 일단부를 파지하고, 상기 가공부를 이송시키는 심압대와, 상기 주축대와 심압대 사이에 구비되어, 상기 대형 중공체의 타단부를 지지하고, 상기 가공부의 타단부가 상기 대형 중공체의 내부로 삽입될 수 있도록 안내하는 척부와, 상기 주축대, 심압대 및 척부의 하부에 구비되어, 상기 주축대, 심압대 및 척부를 지지하며, 상기 심압대의 이송을 안내하는 컨베이어부를 구비한 베드와, 상기 베드와 이격되어 구비되며, 상기 가공부의 가공에 의해 발생한 칩을 흡입하는 칩배출부를 구비한 포열의 강선 가공장치에 있어서,
    상기 가공부는,
    바이트바;
    상기 바이트바의 단부에 필요에 따라 선택적으로 결합되는 바이트; 및
    상기 바이트바의 외주면을 감싸도록 구비되는 스크래퍼;를 포함하고,
    상기 베드의 상부에 구비되어, 상기 가공부 또는 대형 중공체를 지지하는 중공체 지지부;를 더 포함하며,
    상기 주축대는,
    상기 바이트의 교체 작업이 용이하도록 내부를 개방할 수 있는 개폐부;를 포함하고,
    상기 대형 중공체의 회전속도와 상기 가공부의 이송속도를 각각 측정하는 센서부; 및
    상기 센서부의 측정값을 바탕으로, 주축대 모터, 척부 모터 및 구동부 속도를 제어하는 제어부;를 더 포함하여,
    상기 주축대가 상기 대형 중공체를 회전시키는 회전속도와 상기 심압대가 상기 가공부를 이송시키는 속도가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 포열의 강선 가공장치.
  2. 제1항의 포열의 강선 가공장치를 이용하여,
    상기 바이트가 상기 바이트바에 결합된 상태에서, 상기 주축대가 상기 대형 중공체를 회전시키고, 상기 심압대가 상기 주축대 방향으로 이송되어, 상기 가공부가 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체의 내경에 대한 가공이 수행되는 1차 가공단계;
    상기 1차 가공단계 이후, 대형 중공체의 회전이 정지된 상태에서, 상기 바이트가 상기 바이트바로부터 분리되고, 상기 바이트와 서로 다른 바이트가 상기 바이트바에 결합되는 결합단계; 및
    상기 결합단계 이후, 재차 상기 주축대가 상기 대형 중공체를 회전시키고, 상기 심압대가 상기 주축대 반대 방향으로 이송되어, 상기 가공부가 상기 대형 중공체의 내부에 삽입되면서 상기 대형 중공체의 내경에 대한 2차 가공이 수행되는 2차 가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포열의 강선 가공방법.
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