KR102597568B1

KR102597568B1 - 절삭공구의 pcd팁 용접장치 및 이를 이용한 pcd팁 용접방법

Info

Publication number: KR102597568B1
Application number: KR1020210134396A
Authority: KR
Inventors: 유수호
Original assignee: 주식회사 하나컴머셜
Priority date: 2021-10-08
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2023-11-02
Also published as: KR20230050970A

Abstract

본 발명은 천공용 절삭공구의 날부에 PCD팁 용접장치 및 용접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천공용 절삭공구의 트위스팅 날부에 대하여 다양한 각도에 따라 PCD(다결정 다이아몬드)팁의 용접이 가능하게 하되, 로봇아암의 작동을 통해 공구와 PCD팁과 PCD지그 등의 픽업 및 장착 작동과, 공급되는 PCD팁에 플럭스와 은납과 다시 플럭스를 도포와, PCD팁의 부착 위치에만 열을 가해 PCD팁의 정밀한 용접이 가능하게 함으로써, 절삭공구의 생크로의 열전도 없이 PCD팁의 부착 위치에만 정밀하게 용접이 가능하게 하기 위한 절삭공구의 PCD팁 용접장치 및 이를 이용한 PCD팁 용접방법에 관한 것이다.

Description

절삭공구의 PCD팁 용접장치 및 이를 이용한 PCD팁 용접방법{PCD tip welding device for cutting tool and PCD tip welding method using the same}

본 발명은 천공용 절삭공구의 날부에 PCD팁 용접장치 및 용접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트위스팅 날부를 갖는 절삭공구에 PCD팁을 용접함에 있어 생크에 위치와 간섭을 피하여 열전도 없이 정밀한 용접이 가능하게 하는 절삭공구의 PCD팁 용접장치 및 이를 이용한 PCD팁 용접방법에 관한 것이다.

일반적으로 공작물에 홀 등을 가공하기 위해서는 여러 방법이 적용되는 것으로, 일예로 드릴링, 보링, 리밍, 카운터보링, 태핑 등이 있다.

이 중 드릴링은 공작물을 관통하여 홀을 형성하는 작업으로 통상 드릴을 사용하는 것으로, 이러한 홀을 가공하기 위한 드릴로는 평 드릴(스트레이트 드릴이라고도 함), 트위스트 드릴(헬리컬 드릴이라고도 함)이 있다. 또한, 특수한 홀 및 홈을 가공하는데 사용되는 드릴에는 심공용 드릴과 스텝 드릴이 있다.

한편, 통상의 드릴의 경우 그 절삭력을 향상시키기 위해 초경 재질의 팁 등을 형성하고 있다.

그러나 일반적인 드릴의 경우 그 팁의 형성이 날부의 선단에 용접 또는 조립식 구조를 통해 형성하게 되는 것인바, 천공 절삭력은 향상시킬 수 있었으나, 홀 내경 등의 정밀성을 요구하는 경우에는 반복된 천공 작업을 수행하여야 하는 문제점이 있었다.

이에, 절삭력의 향상은 물론, 천공된 홀의 정밀성을 향상시키기 위해 트위스팅 날부에 팁을 형성하는 방법이 요구되고 있다.

대한민국특허공개 제10-2000-0023406호. 대한민국특허등록 제10-1161837호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 천공용 절삭공구의 트위스팅 날부에 대하여 다양한 각도에 따라 PCD(다결정 다이아몬드)팁의 용접이 가능하게 하되, 로봇아암의 작동을 통해 공구와 PCD팁과 PCD지그 등의 픽업 및 장착 작동과, 공급되는 PCD팁에 플럭스와 은납과 다시 플럭스를 도포와, PCD팁의 부착 위치에만 열을 가해 PCD팁의 정밀한 용접이 가능하게 함으로써, 절삭공구의 생크로의 열전도 없이 PCD팁의 부착 위치에만 정밀하게 용접이 가능하게 하기 위한 절삭공구의 PCD팁 용접장치 및 이를 이용한 PCD팁 용접방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, PCD팁을 용접하기 위한 공구가 저장되는 공구 카트리지; 상기 공구의 운반을 단속하는 6축 로봇으로 된 공구 픽업아암; 용접하고자 하는 PCD팁이 저장되는 PCD팁 카트리지; 용접 과정에서 상기 PCD팁이 장착되는 PCD 지그; PCD팁 및 PCD 지그의 운반을 단속하는 6축 로봇으로 구성되며, PCD팁의 선별과 PCD 지그의 촬영과 PCD팁의 안착 위치를 체크하는 비전장치와, PCD팁에 플럭스를 도포하기 위한 플럭스 디스펜서와, PCD팁에 은납을 공급하기 위한 은납 픽업노즐이 형성된 PCD 핸들링 아암; 상기 PCD 지그 및 PCD팁이 셋팅되는 LED 플레이트를 갖는 PCD팁 셋팅존; 및 공구와 PCD팁을 공급받아 레이저 용접을 수행하되, 레이저 용접장치 및 용접존을 갖는 용접부를 포함하는 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용하되,
공구 픽업아암을 이용하여 공구 카트리지로부터 공구를 픽업하는 공구 픽업하여 용접부로 운반하는 공구 픽업공정;
PCD 핸들링 아암을 이용하여 PCD 지그를 픽업하여 PCD팁 셋팅존으로 운반하여 LED 플레이트에 안착하는 PCD 지그 셋팅공정;
비전장치를 이용하여 LED 플레이트에 안착된 PCD 지그에 안착시키고자 하는 PCD팁의 크기 및 위치 상태를 판별하는 PCD비전 선별공정;
PCD 핸들링 아암을 이용하여 PCD팁 카트리지로부터 판별된 PCD팁에 해당하는 PCD팁을 픽업하여 PCD 지그로 운반하는 PCD팁 픽업공정;
비전장치를 이용하여 운반된 PCD팁에 해당하는 PCD 지그 위치를 체크하고 PCD팁을 PCD 지그에 안착 장착하는 PCD팁 장착공정;
비전장치를 이용하여 PCD 지그에 안착된 PCD팁의 위치를 체크하는 PCD팁 체크공정;
플럭스 디스펜서를 이용하여 PCD팁 상면에 1차로 플럭스를 도포하는 제1 플럭스 도포공정;
비전장치를 이용하여 PCD팁에 해당하는 은납을 선별 및 은납 픽업노즐을 이용하여 상기 1차 도포된 플럭스 상면에 은납을 안착시키는 은납 픽업공정;
플럭스 디스펜서를 이용하여 안착된 은납 상면에 2차로 플럭스를 도포하는 제2 플럭스 도포공정;
PCD 핸들링 아암을 이용하여 2차로 플럭스가 도포된 상태에서 PCD 지그를 픽업 및 용접부의 용접존으로 운반 장착하는 PCD 지그 장착공정;
공구 픽업아암을 조절하여 공구의 용접면을 PCD팁을 용접하고자 하는 용접 포인트로 조절하는 공구 셋팅공정; 및
셋팅된 공구의 용접면에 레이저 용접장치를 이용한 가열을 통해 열을 가하면서 용접을 수행하는 용접공정을 수행함을 달성할 수 있는 것이다.

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이상과 같이 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치 및 이를 이용한 PCD팁 용접방법은, 로봇아암의 작동을 통해 공구와 PCD팁과 PCD지그 등의 픽업 및 장착 작동과, 공급되는 PCD팁에 플럭스와 은납과 다시 플럭스를 도포와, PCD팁의 부착 위치에만 열을 가해 PCD팁의 용접이 가능하게 하게 되는 것인바, 다양한 각도를 가지는 트위스팅 날부를 갖는 절삭공구에 대하여 생크 등 용접 부위를 제외한 위치에 열전도 되는 것이 방지되고 보다 정밀한 용접이 가능한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 나타낸 전체도.
도 2는 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 나타낸 전체 공정도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 살펴보면,

도 1은 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 나타낸 전체도이다.

도 1의 도시와 같이 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치는 공구 카트리지(100)와, 공구 픽업아암(200)과, PCD팁 카트리지(300)와, PCD 지그(400)와, PCD 핸들링 아암(500)과, PCD팁 셋팅존(600)과, 용접부(700)로 구성된다.

먼저, 공구 카트리지(100)는 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 구성함에 있어, PCD팁을 용접하기 위한 생크를 이루는 공구가 저장되게 구성된다.

상기 공구 픽업아암(200)은 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 구성함에 있어, 상기 공구 카트리지(100)에 저장된 공구를 후술하는 용접부(700)로 운반하게 구성된다.

상기 PCD팁 카트리지(300)는 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 구성함에 있어, 용접하고자 하는 다양한 PCD팁이 저장되게 구성된다.

상기 PCD 지그(400)는 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 구성함에 있어, 용접하고자 하는 공구가 안착 설치되게 구성된 것으로, 이때 PCD 지그(400)에는 다양한 PCD팁의 안착이 가능하도록 다양한 형상을 이루는 안착홈이 형성될 것이다.

상기 PCD 핸들링 아암(500)은 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 구성함에 있어, 상기 PCD팁 및 PCD 지그(400)의 운반을 단속하게 구성된다.

이때, 본 발명에서 PCD 핸들링 아암(500)은 6축 운전이 가능한 로봇아암으로 구성되며, 선단에는 PCD 핸들링유닛(501)이 구성된다.

또한, 본 발명에서 PCD 핸들링 아암(500)에는 PCD팁의 선별과, PCD 지그(400)의 촬영과, PCD팁의 안착 위치 및 후술하는 은납 등을 선별하기 위한 비전장치(510)가 더 구성된다.

또한, 본 발명에서 PCD 핸들링 아암(500)에는 PCD팁에 플럭스를 도포하기 위한 플럭스 디스펜서(520)가 더 구성된다.

또한, 본 발명에서 PCD 핸들링 아암(500)에는 PCD팁에 은납을 공급하기 위한 은납 픽업노즐(530)이 더 구성된다.

상기 PCD팁 셋팅존(600)은 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 구성함에 있어, 상기 PCD 지그(400)에 용접하고자 하는 PCD팁의 셋팅이 가능하게 구성된 것으로, 바닥에는 LED 플레이트가 구성된다.

상기 용접부(700)는 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 구성함에 있어, 상기 공구 및 PCD팁을 공급받아 레이저 가열을 통해 용접하게 구성된 것으로, 용접장치(710) 및 용접존(720)을 가지게 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 나타낸 전체 공정도이다.

도 2의 도시와 같이 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법은 공구 픽업공정(S001)과, PCD 지그 셋팅공정(S002)과, PCD비전 선별공정(S003)과, PCD팁 픽업공정(S004)과, PCD팁 장착공정(S005)과, PCD팁 체크공정(S006)과, 제1 플럭스 도포공정(S007)과, 은납 픽업공정(S008)과, 제2 플럭스 도포공정(S009)과, PCD 지그 장착공정(S010)과, 공구 셋팅공정(S011)과, 용접공정(S012)을 수행하여 된다.

먼저, 상기 공구 픽업공정(S001)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 공구 픽업아암(200)을 이용하여 공구 카트리지(100)에 저장된 공구를 픽업하여 용접부(700)로 운반하여 준비하게 되는 것으로, 공구의 생크를 파지 운반 및 용접부(700)에서는 수평상태로 위치시키면 된다.

상기 PCD 지그 셋팅공정(S002)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, PCD 핸들링 아암(500)을 이용하여 PCD 지그(400)를 픽업하여 PCD팁 셋팅존(600)으로 운반하되, LED 플레이트에 안착 설치하여 셋팅하면 된다.

상기 PCD비전 선별공정(S003)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 안착된 PCD 지그(400)에 안착시키고자 하는 PCD팁의 크기 및 위치 상태를 판별하게 되는 것으로, 이는 비전장치(510)를 이용하여 된다.

상기 PCD팁 픽업공정(S004)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 상기와 같이 PCD팁의 크기 및 위치 상태를 바탕으로 PCD 핸들링 아암(500)을 이용하여 PCD팁 카트리지(300)로부터 판별된 PCD팁에 해당하는 PCD팁을 픽업하여 PCD 지그(400)로 운반하게 된다.

상기 PCD팁 장착공정(S005)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 비전장치(510)를 이용하여 운반된 PCD팁에 해당하는 PCD 지그(400) 위치를 체크하고 PCD팁을 PCD 지그(400)의 해당 안착부에 안착 장착하면 된다.

상기 PCD팁 체크공정(S006)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 비전장치(510)를 이용하여 상기와 같이 PCD 지그(400)에 안착된 PCD팁의 위치를 체크하게 된다.

상기 제1 플럭스 도포공정(S007)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 플럭스 디스펜서(520)를 이용하되, 상기와 같이 PCD 지그(400)에 안착된 PCD팁의 상면에 1차로 플럭스를 도포하게 된다.

상기, 은납 픽업공정(S008)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 상기와 같이 1차 도포된 플럭스 상면에 은납을 안착시키되, 이는 비전장치(510)를 이용하여 PCD팁에 해당하는 은납을 선별 및 은납 픽업노즐(530)을 이용하여 상기 1차 도포된 플럭스 상면에 안착시킨다.

상기 제2 플럭스 도포공정(S009)는,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 플럭스 디스펜서(520)를 이용하여 상기와 같이 은납이 안착된 상면에 2차로 플럭스를 도포하게 된다.

상기 PCD 지그 장착공정(S010)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 상기와 같이 2차로 플럭스가 도포된 상태에서 PCD 지그(400)에서 그 PCD 지그(400)를 운반하되, PCD 핸들링 아암(500)을 이용하여 PCD 지그(400)를 픽업 및 용접부(700)의 용접존(720)으로 운반 장착하면 된다.

상기 공구 셋팅공정(S011)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 공구 픽업아암(200)을 조절하여 공구의 용접면을 PCD팁을 용접하고자 하는 용접 포인트로 위지 조절하면 된다.

상기 용접공정(S012)은,

본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법을 수행함에 있어, 상기와 같이 공구와 PCD팁이 셋팅된 상태에서 공구의 용접면에만 레이저 용접장치(710)를 이용하여 가열을 집중하여 용접을 수행하게 된다.

이상과 같이 본 발명 절삭공구의 PCD팁 용접장치 및 이를 이용한 PCD팁 용접방법은 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용하되, 일련의 공정을 통해 공구에 용접하고자 하는 PCD팁을 정확히 위치 및 용접 위치에 집중 가열을 통해 용접이 가능한 것인바, 절밀한 용접 작업은 물론 용접 과정에서 공구의 생크로 열전도되는 것을 방지할 수 있게 된다.

100 : 공구 카트리지 200 : 공구 픽업아암
300 : PCD팁 카트리지 400 : PCD 지그
500 : PCD 핸들링 아암 600 : PCD팁 셋팅존
700 : 용접부

Claims

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PCD팁을 용접하기 위한 공구가 저장되는 공구 카트리지(100); 상기 공구의 운반을 단속하는 6축 로봇으로 된 공구 픽업아암(200); 용접하고자 하는 PCD팁이 저장되는 PCD팁 카트리지(300); 용접 과정에서 상기 PCD팁이 장착되는 PCD 지그(400); PCD팁 및 PCD 지그(400)의 운반을 단속하는 6축 로봇으로 구성되며, PCD팁의 선별과 PCD 지그(400)의 촬영과 PCD팁의 안착 위치를 체크하는 비전장치(510)와, PCD팁에 플럭스를 도포하기 위한 플럭스 디스펜서(520)와, PCD팁에 은납을 공급하기 위한 은납 픽업노즐(530)이 형성된 PCD 핸들링 아암(500); 상기 PCD 지그 및 PCD팁이 셋팅되는 LED 플레이트를 갖는 PCD팁 셋팅존(600); 및 공구와 PCD팁을 공급받아 레이저 용접을 수행하되, 레이저 용접장치 및 용접존을 갖는 용접부(700)를 포함하는 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용하되,
공구 픽업아암(200)을 이용하여 공구 카트리지(100)로부터 공구를 픽업하는 공구 픽업하여 용접부(700)로 운반하는 공구 픽업공정(S001);
PCD 핸들링 아암(500)을 이용하여 PCD 지그(400)를 픽업하여 PCD팁 셋팅존(600)으로 운반하여 LED 플레이트에 안착하는 PCD 지그 셋팅공정(S002);
비전장치(510)를 이용하여 LED 플레이트에 안착된 PCD 지그(400)에 안착시키고자 하는 PCD팁의 크기 및 위치 상태를 판별하는 PCD비전 선별공정(S003);
PCD 핸들링 아암(500)을 이용하여 PCD팁 카트리지(300)로부터 판별된 PCD팁에 해당하는 PCD팁을 픽업하여 PCD 지그(400)로 운반하는 PCD팁 픽업공정(S004);
비전장치(510)를 이용하여 운반된 PCD팁에 해당하는 PCD 지그(400) 위치를 체크하고 PCD팁을 PCD 지그(400)에 안착 장착하는 PCD팁 장착공정(S005);
비전장치(510)를 이용하여 PCD 지그(400)에 안착된 PCD팁의 위치를 체크하는 PCD팁 체크공정(S006);
플럭스 디스펜서(520)를 이용하여 PCD팁 상면에 1차로 플럭스를 도포하는 제1 플럭스 도포공정(S007);
비전장치를 이용하여 PCD팁에 해당하는 은납을 선별 및 은납 픽업노즐(530)을 이용하여 상기 1차 도포된 플럭스 상면에 은납을 안착시키는 은납 픽업공정(S008);
플럭스 디스펜서(520)를 이용하여 안착된 은납 상면에 2차로 플럭스를 도포하는 제2 플럭스 도포공정(S009);
PCD 핸들링 아암(500)을 이용하여 2차로 플럭스가 도포된 상태에서 PCD 지그(400)를 픽업 및 용접부(700)의 용접존으로 운반 장착하는 PCD 지그 장착공정(S010);
공구 픽업아암(200)을 조절하여 공구의 용접면을 PCD팁을 용접하고자 하는 용접 포인트로 조절하는 공구 셋팅공정(S011); 및
셋팅된 공구의 용접면에 레이저 용접장치를 이용한 가열을 통해 열을 가하면서 용접을 수행하는 용접공정(S012)을 수행하여 됨을 특징으로 하는 절삭공구의 PCD팁 용접장치를 이용한 PCD팁 용접방법.