KR20010034734A - 가공품에 형성된 구멍의 가장자리를 둥글게 모가공하는연삭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 연삭장치(5)는 강철판에 형성된 내측구멍 또는 절단부와 같이 가공품에 형성된 구멍(9)의 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치로서, 지지프레임(3)에 구비되어 있는 수개의 벨트안내롤러(1a,1b,1c,1d) 위에서 동작되는 연속의 연삭벨트(6)를 갖춘 벨트연삭장치(5a)로 이루어지되, 2개의 벨트안내롤러(1a,1b)가 상기 지지프레임(3)에 선회가능하게 지지되는 받침대(2)에 배치되고, 이 받침대(2)의 롤러(1a,1b) 사이의 연삭벨트(6)는 가공품을 가공하기 위해 실질적으로 직선으로 동작되며, 연삭공정이 수행되는 동안 회전축의 지지부(12)에 대해 받침대(2)를 진자와 같이 작동시키기 위한 작동수단(11)이 배치되어 있다.

Description

가공품에 형성된 구멍의 가장자리를 둥글게 모가공하는 연삭장치 {GRINDING DEVICE FOR ROUNDING OFF EDGES OF AN OPENING IN A WORK PIECE}

해양환경과 토양에 토대를 둔 산업활동내에서 유지와 안전에 대한 요구가 증가되고 있고, 플랫폼, 선박, 또는 강가의 강철교량 등에서 강철의 침식방지는 점점 더 중요해지고 있다. 이에 노르웨이의 정유회사인 베리타스(Veritas)와, 도로당국인 노르속(Norsok) 등은 날카로운 가장자리의 곡면화와 템퍼링구역의 제거에 대한 요구사항을 들고 있다. 템퍼링구역은 강철판이 자성 또는 플라즈마장비로 절단될 때 나타나고, 이 구역은 흔히 표면이 샌드블래스트되거나 금속피복되기 때문에 제거되어야 된다.

이에 따라, 강철판에 뚫린 구멍의 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치를 개발할 필요가 있으며, 우선 선박산업에서의 강철판을 염두에 두어야 한다. 가장자리는 윗면과 아랫면에서 구멍의 가장자리를 따라 둥글게 모가공되고, 이렇게 되도록 하기 위해 장치는 연삭헤드가 자동으로 구멍의 가장자리를 따라 이동되도록 센서와 위치설정유니트를 구비해야 하며, 이 때의 구멍은 본질적으로 임의의 형상으로 형성될 수 있다.

현재 이런 형태의 제품은 작은 각을 갖는 연삭기와 다른 도구에 의해 연삭되며, 이는 수작업으로 수행되고 그 공정은 작업상황이 매우 불편할 뿐만 아니라 먼지와 소음이 많으며, 수작업에 의한 공정은 시간이 많이 소요되어 이에 따른 비용상승이 발생된다.

제안된 장치에 의해 생산성은 증가되고, 연삭된 가장자리의 질과 작업환경은 개선되며, 작업자에 대해 보다 바람직한 작업 피로가 주어지고 먼지와 소음은 감소된다. 더욱이, 이 장비에 효과적인 먼지흡수장치를 제공할 수 있게 되어 있는 반면, 현재의 각으로 된 연삭기에는 효과적인 흡수장치를 제공하기 어렵게 되거나 불가능하게 된다.

이는 연삭공정에 알맞게 되어야 하므로, 연삭작업은 연삭될 재료에 알맞게 되어야 하는 것이 당연하다. 이에 따라, 목재와 강철재의 연삭작업 사이에 큰 차이가 발생되며, 목재용으로 개발되는 연삭작업은 강철이나 금속을 연삭할 때의 수고 만큼이 아니고는 될 수 없다. 본 발명에 대한 배경이 더 잘 이해되도록, 목공품과 강철재의 연삭작업 사이의 비교가 아래에 소정사항으로 기재되어 있다.

목공품

연성재.

작업이 용이한, 즉 저연삭 프레스. 연삭벨트가 가공품에 내리누르는 힘이 적당함. 벨트의 장력이 약함.

비교적 가늘고, 예컨대 가장자리 주위에서 굽히기 쉬운, 유연성도 있는 연삭벨트의 사용.

예컨대, 강철재의 연삭에 대하여 비교적 저속도의 연삭벨트.

강철재

강성재.

작업이 어려운 고연삭 프레스. 고속의 모터와 큰 장력의 연삭벨트.

두껍고, 예컨대 가장자리 주위에서 굽히기 어려운, 유연하지 않은 연삭벨트의 사용.

대략 40m/sec인 고속도의 연삭벨트.

강철재를 연삭하는 데에 있어, 가장 쉬운 방법은 연삭될 날카로운 가장자리 주위에 벨트가 굽혀지도록 하는 것으로, 이는 목공품이 연삭될 때는 가능하나, 실제 아래와 같은 이유로 강철재에서는 불가능하게 된다.

연삭벨트가 가장자리 주위에서 많이 구부려질 수 있게 유연하지 않음.

연삭프레스의 제어가 안됨.

고속의 모터가 벨트를 늘여 안내롤러 사이로 뻗게 함.

본 발명은 강철판에 형성된 내측구멍과 같은 가공품에 형성된 구멍의 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치에 관한 것으로, 이 장치는 지지프레임에 구비되어 있는 수개의 벨트안내롤러 위에 걸려 동작되는 연속의 연삭벨트를 갖춘 벨트연삭장치로 이루어진다.

도 1은 좌표장치에 장착된 본 발명에 따른 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치를 개략적으로 도시한 측면도이고,

도 2는 도 1의 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치를 위에서 본 평면도,

도 3은 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치를 더 상세하게 도시하고, 받침대의 요동이 도시된 측면도,

도 4는 전형적인 목공품의 가장자리를 둥글게 모가공하는 작업이 이뤄지는 과정을 간략하게 도시한 단면도,

도 5는 금속의 가장자리가 연삭될 때 연삭벨트가 접촉되는 것을 간략하게 도시한 단면도이다.

상기 설명된 문제를 해결하기 위해, 도입부에 설명된 형태의 가공품에 형성된 구멍의 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치가 제공되는 바, 이 장치는 2개의 롤러가 받침대(cradle)에 형성된 것과 구별되고, 상기 받침대는 지지프레임에 선회가능하게 지지되며, 상기 받침대의 롤러 사이에 있는 연삭벨트는 가공품을 가공하기 위해 대체로 직선으로 동작되고, 연삭공정이 수행되는 동안 회전축의 지지부에 대해 받침대를 작동시키기 위한 수단이 구비되어 있다.

본 발명의 장치는 편리하게 연삭벨트의 뒤와 받침대의 벨트연삭롤러 사이에 카운트지지부(counter support) 또는 연삭슈(grinding shoe)를 구비한다. 받침대는 수직방향으로 조정될 수 있고, 받침대의 회전축을 통해 연장되는 수평면에 대하여 대칭으로 배치될 수 있다.

더욱이, 작동수단은 그 일단에서 지지프레임에 고정되고, 다른 일단에서 받침대에 선회가능하게 고정되는 리니어모터로 형성될 수 있고, 이 리니어모터는 각각 램(ram)의 피스톤로드를 후진시킴으로써 받침대의 요동을 활발히 발생시키는, 쌍으로 형성되어 동작되는 램 또는 작업실린더의 형태로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 벨트연삭기는 받침대의 상부와 하부의 연삭휠과, 지지프레임에 고정된 상부구동휠 및 하부방향전환휠을 포함하여 이루어질 수 있다.

지지프레임은 판의 가장자리에 대하여 받침대의 알맞은 위치를 얻기 위해 판의 가장자리에 대한 거리를 연속으로 측정하는 거리측정기를 구비할 수 있다.

벨트연삭장치가 가공품용 좌표테이블(co-ordinate table)을 갖춘 좌표기구에 장착되어 있다는 것은 매우 편리하며, 이에 따라 좌표기구의 벨트연삭장치는 x,y,z방향으로 이동될 수 있다. 선택사항으로서, 좌표테이블은 상기 방향 중 하나 이상의 방향으로 이동될 수 있다.

벨트가 판의 윗면과 아랫면에 있는 가장자리의 주위에서 요동하는 원칙에 기초하여 작업장에서 가장자리를 둥글게 모가공하는 이러한 장치의 테스트로부터 다음과 같은 장점을 결과로 성취하였다.

1. 가장자리 주위에서 굽히지 않아도 되는 팽팽한 연삭벨트를 사용할 수 있음.

2. 연삭프레스는 어느 정도까지는 요동하는 휠의 쌍이 연삭되는 가공품에 대해 얼마나 힘을 많이 받는지 독립적으로 제어할 수 있음.

본 발명에 따른 다른 목적과, 특징 및, 장점은 제한 없이 첨부되는 도면과 함께 아래에 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에 나타날 것이다.

도 1은 가공품(8)에 형성된 구멍(9)의 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치(5)를 나타낸다. 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치(5)는 가공품(8)이 지지되는 좌표테이블(21)을 구비하는 좌표기구(20)에 장착된다. 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치(5)는 수개의 벨트안내롤러(1a,1b,1c,1d) 위에 걸려 동작되는 연속의 연삭벨트(6)를 차례로 포함하는 연삭벨트장치(5a)로 이루어진다. 상부의 벨트안내롤러(1d)는 연삭벨트(6)를 구동시키는 모터(10a)에 연결되고, 다른 롤러(1a,1b,1c)는 단지 벨트안내만을 하고 구동에는 관여하지 않는다. 상부롤러(1d)와 하부안내롤러(1c)는 연삭벨트장치의 프레임(3)에 장착된다. 다른 2개의 벨트안내롤러(1a,1b)는 프레임(3)의 지지부(12)에 대에 선회지지되는 받침대(2)를 거쳐 프레임(3)에 연결된다. 리니어모터(11)에 의해 받침대(2)는 판의 가장자리(8a)에 대해 연삭벨트(6)의 경사각(angle of attack)과 경사점(point of attack)을 변경시키도록 지지부(12) 주위에 요동(P)을 발생시킬 수 있다.

또한, 연삭벨트(6)의 뒤와, 받침대(2)의 벨트안내롤러(1a,1b) 사이에 카운트지지부(13) 또는 소위 연삭슈를 구비할 수 있다. 이는 연삭벨트(6)의 직선이동 만큼 움직일 수 있게 되어 있지만, 이 카운트지지부(13)는 연삭벨트(6)의 장력이 충분하기 때문에 반드시 필요한 사항이 되지는 않는다. 카운트지지부(13)를 없애면, 벨트(6)가 가공품의 가장자리(8a)에 눌릴 때 연삭벨트(6)가 롤러(1a,1b) 사이에서 약간 탄성적으로 동작된다.

도 2는 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치(5)를 위에서 본 사시도로 모터(10a)가 상세히 도시되어 있다. 또한, 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치(5)에 의해 쉽게 연삭될 수 있는 판에 형성된 다른 형태의 구멍(9)이 나타내어져 있다.

도 3은 연결된 롤러(1a,1b)와 함께 받침대(2)의 형상으로 된 연삭헤드에 의해 구멍(9)의 초기 가장자리 모가공의 연삭공정을 상세히 도시한 것이다. 연삭벨트(6)는 상부구동휠(1d)과, 2개의 벨트안내휠(1b,1a)의 위와 방향전환휠(1c) 주위에서 동작된다. 받침대(2)에 고정된 2개의 이동가능한 벨트안내휠(1a,1b)은 리니어모터(11)에 의해 이동되어 받침대(2)가 요동(P)하거나 흔들리게 할 수 있다. 이러한 원리는 팽팽한 연삭벨트(6)의 사용에 위해 윗면과 아랫면에 있는 구멍(9)의 가장자리(8a)를 둥글게 모가공할 수 있게 된다. 거리측정기(도시되지 않음)는 판의 가장자리(8a)에 대한 거리를 연속적으로 측정하도록, 판의 가장자리(8a)에 관하여 받침대(2)의 알맞은 위치를 얻기 위해 벨트연삭장치(5a)의 지지프레임(3)에 장착될 수 있다.

만일 판이 수 cm와 같이 두껍다면, 판의 다음 가장자리가 연삭될 때 벨트연삭기(5a)를 재위치시킬 필요가 있다. 이는 지지부(12)가 프레임(3)과 가공품(8)에 관하여 수직방향으로 조정될 수 있어야 한다는 것을 뜻하며, 도면에는 도시되어 있지 않다.

리니어모터(11)의 아암(11b)이 완전히 연장되는 한 위치에서, 상부안내롤러(1b)를 갖춘 받침대(2)는 전진하여 판의 가장자리(8a)의 날카로운 상부 가장자리 주위의 연삭벨트(6)를 굽히게 되고, 하부안내롤러(1a)는 판의 가장자리(8a)에서 떨어져 대응되게 이동된다. 이와 반대로 리니어모터(11)가 그 아암(11b)을 후진시킬 때, 받침대(2)는 하부의 안내롤러(1a)를 전방으로 이동시켜 판의 가장자리(8a)의 날카로운 하부 가장자리 주위의 연삭벨트(6)를 굽히게 되고, 상부안내롤러(1b)는 판의 가장자리(8a)에서 떨어져 대응되게 이동된다. 작동 중에, 이러한 선단 위치 사이에서의 변경은 연삭헤드가 구멍(9)의 윤곽을 따라 이동함과 동시에 반복되게 된다.

도 1과 도 2에 도시된 것과 같이, 가장자리를 둥글게 모가공하는 장치(5)는 좌표기구(20)에 장착된다. 이 좌표기구(20)는 x방향의 모터(10b)와, y방향의 모터(10d) 및, z방향의 모터(10e)에 의해 이동될 수 있다. 하지만, 그 대신에 정지되도록 된 좌표테이블(21)은 상기 설명된 하나 이상의 x,y,z방향에 위치시켜질 수 있는데, 이는 전적으로 당업계의 숙련자에 의해 선택될 수 있다.

좌표기구(20)는 판(8)의 절단을 위한 도면의 매개변수가 소프트웨어에 설치된다는 점에 기초하여 CNC와 같이 제어가능하게 될 수 있다.

가구산업에서의 기술이 금속재질로 변환되지 않는 이유를 명확히 강조하기 위해, 도 4와 도 5는 가장자리가 둥글게 모가공되고 목제품이 연삭될 때 제품을 가장 간단하게 연삭하는 방법을 나타낸다. 이 방법은 현재 넓은 분야에서 사용되지만, 강철재에서는 사용할 수 없다. 도 5는 제안된 연삭공정을 나타내는 도면으로, 팽팽한 연삭벨트(6)가 받침대(2)의 위치를 변경시키는 작업실린더로 작용되는 위치를 나타낸다. 벨트는 대체로 판의 가장자리(8a) 주위에서 굽혀지지 않기 때문에 필수적으로 팽팽한 연삭벨트(6)를 사용할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 지지프레임(3)에 구비되어 있는 수개의 벨트안내롤러(1a,1b,1c,1d) 위에 걸려 동작되는 연속의 연삭벨트(6)를 갖춘 벨트연삭장치(5a)로 이루어지되, 강철판에 형성된 내측구멍 또는 절단부와 같이 가공품에 형성된 구멍(9)의 가장자리를 둥글게 모가공하는 연삭장치(5)에 있어서, 2개의 벨트안내롤러(1a,1b)가 상기 지지프레임(3)에 선회가능하게 지지되는 받침대(2)에 배치되고, 이 받침대(2)의 롤러(1a,1b) 사이의 연삭벨트(6)는 가공품을 가공하기 위해 실질적으로 직선으로 동작되며, 연삭공정이 수행되는 동안 회전축의 지지부(12)에 대해 받침대(2)를 작동시키기 위한 작동수단(11)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 연삭장치.
2. 제 1항에 있어서, 카운트지지부(13) 또는 연삭슈가 연삭벨트(6)의 뒤와 받침대(2)의 벨트안내롤러(1a,1b) 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 연삭장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 받침대(2)는 수직방향(y)으로 조정가능하고 상기 받침대(2)의 회전축을 통과하여 연장되는 수평면에 대해 대칭인 것을 특징으로 하는 연삭장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동수단(11)은 리니어모터로 이루어지되, 그 일단에서 상기 지지프레임(3)에 고정되고 다른 일단에서 상기 받침대(2)에 선회가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 연삭장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 리니어모터(11)는 각각 작업실린더의 피스톤로드(11b)를 후진시킴으로써 받침대의 요동을 활발히 발생시키는, 쌍으로 형성되어 동작되는 작업실린더의 형태로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 연삭장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벨트연삭장치(5a)는 받침대(2)의 상부 및 하부안내휠(1b,1a)과, 상기 지지프레임에 장착된 상부구동휠(1d)과 하부방향전환휠(1c)을 구비하는 것을 특징으로 하는 연삭장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지프레임(3)은 판의 가장자리(8a)에 대하여 받침대(2)의 알맞은 위치를 얻기 위해 판의 가장자리(8a)에 대한 거리를 연속적으로 측정하는 거리측정기를 구비하는 것을 특징으로 하는 연삭장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벨트연삭장치(5a)는 가공품(8)용 좌표테이블(21)을 갖춘 좌표기구(20)에 장착되는 것을 특징으로 하는 연삭장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 좌표기구(20)에 장착된 상기 벨트연삭장치(5a)는 x,y,z방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 연삭장치.