KR20020074538A - 가이드 레일의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

리니어 가이딩 장치에 사용되는 가이드 레일의 제조방법이 개시된다. 하나 이상의 가이드 레일 샘플을 제작하여, 상기 하나 이상의 가이드 레일 샘플의 변형량을 측정하고, 상기 가이드 레일의 변형량의 평균값을 구한다. 상기 변형량의 평균값에 따른 필요 조정하중 값을 결정하여, 상기 필요 조정하중 값을 조정장치에 입력하고, 상기 조정장치에서 상기 가이드레일의 변형을 조정한다. 본 발명에 따른 가이드레일의 제조 방법에 의하면 직진도가 우수한 가이드 레일을 제조할 수 있다.

Description

가이드 레일의 제조 방법{Method for manufacturing guide-rail}

본 발명은 리니어 가이딩 장치에 사용되는 가이드 레일의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동 공작기계 등에서 정교한 직선운동을 필요로 하는 경우에 사용되는 리니어 가이딩 장치에 사용되는 가이드 레일의 제조에 있어서 직선운동의 핵심요소인 가이드 레일의 변형을 줄일 수 있고 양산성 및 경제성이 뛰어난 가이드 레일의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 리니어 가이딩 장치에서 이용되는 가이드 레일(10)과 런너 블록(20)의 결합 사시도 이다. 일반적으로 리니어 가이딩 장치는, 수직 수평테이블 상에서 피 운동체를 직선 왕복 운동시키기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 테이블에 밀착 고정되는 가이드 레일(10)과 가이드레일(10)의 상면에 슬라이드 삽입되며 대상물을 적재하여 왕복운동 시키는 런너 블록(20)으로 이루어지며 각종 공작기계, 계측기계, 가공기계 등에 널리 사용되고 있으며, 다양한 기구적 구성을 갖고 있다.

런너 블록(20)은 그 내부에 다수의 롤러(21)가 장착되어 있으며, 이 롤러(21)가 가이드 레일(10)에 압입 되어 있는 샤프트(11)와 결합되어 런너블록(20)이 가이드 레일(10) 상에서 직선 왕복운동을 하게된다. 따라서, 가이드 레일(10)의 직진도는 리니어 가이딩 장치가 직선운동을 하기 위한 가장 기본이 되는 요소라고 할 수 있다.

한편, 런너 블록(20)의 상면에는 다수의 체결 홀(23)들이 형성되어 있어, 이 체결 홀(23)에 의하여 브라켓 등과 결합되어 진다.

상술한 기능을 갖는 가이드 레일(20)의 종래의 제조방법을 도면을 참조하여 설명한다. 도 2는 가이드 레일의 사시도 이다.

우선 도면에 나타난 바와 같이 원하는 가이드 레일(10)의 형상을 만들어 내기 위한 압출금형을 제작한다. 제작된 압출금형을 이용하여 가이드 레일 몸체(30)를 만들어 낸다. 그 다음에 만들어진 가이드 레일의 몸체(30)를 필요한 길이로 잘라낸다. 이러한 압출 공정에서 생성된 가이드 레일의 몸체(30)는 폭은 좁고 길이가 길기 때문에 변형이 발생하며, 그 길이가 길면 길수록 많은 변형을 갖게 된다.

다음으로 압출 공정과 절단 공정을 통하여 만들어진 일정한 길이의 가이드 레일의 몸체(30)에 변형을 방지하기 위한 변형방지 홈(31)과 공작기계 등에 결합되도록 하기 위하여 볼트 등이 삽입될 수 있는 홀(32)이 형성되어 진다.

가이드 레일의 몸체(30)의 가공이 끝나면, 가이드 레일의 몸체(30) 좌우측에 길이방향으로 형성된 샤프트 삽입부(33)에 샤프트(11)를 압입한다. 샤프트(11)를 압입한 후에 삽입부의 입구에 형성된 상부 고정부(34)와 하부 고정부(35)에 하중을 가하여 샤프트(11)와 샤프트 삽입부(33)가 서로 밀착되도록 벤딩한다.

상술한 바와 같이 런너 블록(20)과 결합되어 리니어 가이딩 장치를 이루는가이드 레일(10)은 압출공정, 절단공정,가공공정, 압입공정 및 벤딩공정을 거쳐 완성된다.

상술한 공정들을 통하여 만들어진 가이드 레일은 압출공정, 가공공정, 압입공정 및 벤딩공정을 거치며 작용된 여러 가지 압력의 영향으로 심하게 변형을 일으키게 된다. 이러한 변형된 가이드 레일에 런너 블록을 결합시키면 런너 블록은 정밀한 직선운동을 할 수 없게 되며 리니어 가이딩 장치로서의 성능은 당연히 저하되게 된다. 이러한 변형은 가이드 레일의 길이가 길어짐에 따라 그 문제점은 더욱 심각하다.

따라서, 정밀도를 요하는 공작기계나 계측기 또는 반도체 장비에는 사용하기가 곤란한 문제점이 있었다.

한편 이러한 변형을 수정하기 위하여 일일이 검사하고 변형을 바로 잡다보면 시간과 생산성에 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 미리 다수의 가이드 레일 샘플을 제작하여 각각의 변형량을 측정하고, 이에 대한 평균값을 산정하여 가이드 레일에 적당한 조정하중을 가하여 가이드 레일의 변형을 보정하여 직진도가 뛰어난 가이드 레일의 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 직진성이 뛰어난 가이드 레일을 만들어 낼 수 있는 가이드 레일 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비교적 길이가 긴 가이드 레일의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 경제적이고 생산적인 가이드 레일의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 가이드 레일과 런너 블록의 결합 사시도 이다.

도 2는 가이드 레일의 사시도 이다.

도 3은 압출 공정을 거친 가이드 레일의 몸체의 사시도 이다.

도 4는 압출 공정 및 가공 공정을 거친 가이드 레일의 몸체의 사시도 이다.

도 5는 샤프트가 가이드 레일의 몸체에 삽입되는 조립 사시도 이다.

도 6a 및 도6b는 샤프트가 가이드레일의 삽입부에 압입되는 과정을 나타낸 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제조방법을 나타내기 위한 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10：가이드 레일

11: 샤프트

20：런너 블록

30：가이드 레일 몸체

33: 샤프트 삽입부

40: 지그

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 다수의 가이드 레일을 시험 생산하는 단계, 이 시험 생산된 가이드 레일의 변형량을 측정하는 단계, 가이드레일의 평균 변형량을 산정하는 단계, 평균 변형량을 통하여 가이드레일에 가할 조정하중 값을 정하는 단계, 정해진 조정하중 값을 조정장치에 입력하는 단계, 가이드레일의 변형을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드레일의 제조 방법이 제공된다.

먼저 원하는 단면을 형성할 수 있도록 설계된 압출 금형을 제작한다. 이 금형을 통하여 압출 성형하면, 가이드 레일의 몸체가 완성된다. 완성된 가이드레일의 몸체를 일정한 길이로 자른다. 가이드 레일은 샤프트가 삽입될 수 있도록 좌우측 상단에 샤프트 삽입부가 형성되어 있다.

가이드 레일의 몸체의 일단이 압입부의 한 측면에 고정되도록 하고 다른 측단의 샤프트 삽입부에 샤프트를 압입한다. 샤프트가 샤프트 삽입부에 압입되고 나면 샤프트 삽입부의 상단을 로울러 등을 사용하여 샤프트와 밀착되어 지도록 구부린다. 이때 삽입부의 하단은 다른 롤러나 지그 등에 의하여 지지된다.

가이드 레일의 일측에 샤프트가 삽입되어지고 나면 반대편의 삽입부에 같은 방식으로 샤프트를 삽입한다.

상술한 공정을 반복하여 샤프트가 가이드 레일의 삽입부에 압입 되어진 다수의 샘플을 제작한다.

샘플로 제작된 다수의 가이드 레일의 변형량을 정확히 측정한다.

상기된 측정과정을 통하여 각 가이드레일의 변형량이 측정되면 이 변형량 값들의 평균 변형량을 산출한다. 산출된 평균 변형량을 변위로 하여 가이드레일의 재질을 고려하면 가이드레일의 변형을 복원시킬 수 있는 필요 조정하중 값을 계산해 낼 수 있다.

필요 조정하중값이 산출되면 가이드 레일의 제조장치에 필요 조정하중 값을 입력한다. 상술한 가이드 레일의 샘플을 제작하는 방법과 같은 방법으로 가이드레일을 제작하여 본 발명에 따른 가이드 레일의 제조장치의 변위 조절부에서 변형량을 보정한다.

변위 조절부는 일측면에 가이드 레일을 밀착하여 고정시킬 수 있는 지지부와 이 밀착부에 고정된 가이드레일에 필요조정하중을 가할 수 있는 가압부로 구성된다. 이러한 변위 조절부를 통과한 가이드 레일은 제조과정중에 발생한 변형이 보정되어 우수한 직진도를 갖게 된다.

변위 조절부를 통과한 가이드 레일을 일정한 크기와 길이를 갖는 사이징 금형을 통과시켜 가이드 레일의 검사과정을 거치면 가이드 레일의 제작이 완성된다.

이하 가이드 레일의 제조장치에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 가이드 레일의 제조장치는 압출부, 절단부, 가공부, 압입부, 변위 조절부 및 사이징부를 포함한다.

먼저 압출금형이 위치되어 있는 압출부에서는 가이드 레일의 몸체가 생산되고 생산된 가이드 레일은 절단부에서 일정한 길이로 절단되어지며 가공부에서 다수의 홀들이 만들어진다. 이때 이 홀들은 고정용 홀과 변형방지용 홀로서 각각 가이드 레일을 공작기계 등에 고정시키거나 가이드 레일의 변형을 줄이거나 가이드 레일의 변형을 방지할 때 사용되어진다.

압입부에서는 일정한 길이로 절단된 가이드레일의 몸체에 형성된 샤프트 삽입부에 샤프트가 압입되어진다. 샤프트가 가이드레일의 몸체에 형성된 삽입부에 완전히 압입된 후에 샤프트 삽입부의 상단을 롤러 등으로 압력을 가하여 구부린다. 이렇게 하여 샤프트의 움직임이나 이탈을 방지할 수 있고 나아가 가이드 레일에 결합되어 직선운동을 하는 런너 블록의 직진성을 높일 수 있다.

변위 조절부는 필요 조정하중 입력부와 필요 조정하중 작용부를 포함한다. 필요조정하중 입력부에는 상술한 제조방법에서 사용된 방법을 사용하여 계산된 필요조정하중이 입력되며, 필요조정하중 작용부에는 이 하중을 가이드레일에 가해줄 수 있는 가압수단이 설치된다. 가압수단은 가이드레일의 한 측면이 고정될 수 있는 지지부와 가압부로 이루어진다. 가압부는 주로 프레스가 사용된다.

변위 조절부에서 변형이 보정된 가이드 레일은 사이징부를 통과하게 된다. 사이징부는 사이징 금형을 구비하며 가이드레일의 단면이 설계와 일치하는지 여부를 판단하여준다. 이 사이징부를 통과함으로서 가이드레일의 제조가 완료된다.

이하 본 발명에 따른 가이드레일의 제조 방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 가이드 레일의 몸체의 사시도 이다.

먼저 원하는 단면을 형성할 수 있도록 설계된 압출 금형을 제작하여, 이 금형을 통하여 재료를 압출 성형하면, 도 3에 도시된 바와 같은 가이드 레일의 몸체(30)가 완성된다. 가이드 레일의 몸체(30)에는 샤프트(11)가 삽입되어 질 수 있도록 좌우측 상단에 샤프트 삽입부(33)가 형성되어 있다. 이 샤프트 삽입부는 상하부에 각각 상부고정부(34)와 하부고정부(35)가 형성되어 있다.

도 4는 압출 공정이 완료된 후, 절단 공정과 가공과정을 거쳐 설계된 길이로 절단되고 홀등이 가공되어진 가이드레일의 몸체(30)의 사시도 이다. 도 4에 나타난 바와 같이 가이드 레일의 몸체(30)는 설계에 따른 길이로 절단되고 가이드 레일 몸체에 변형방지 홈(31)과 가이드 레일(10)을 공작기계 등에 결합하기 위한 체결 홀(32)들이 형성된다.

도 5는 샤프트가 가이드 레일에 삽입되는 과정을 나타내는 조립 사시도 이다. 도 6a 및 도 6b는 샤프트가 가이드 레일에 삽입되는 과정을 나타내는 조립 단면도이다. 도 5, 도 6a 및 도 6b 에 나타난 바와 같이, 압출, 절단, 가공 공정을 거친 가이드 레일의 몸체(30)의 일측이 제조장치의 지그(40)에 고정되도록 하고 다른 측단의 샤프트 삽입부(33)에 샤프트(11)를 압입한다.

가이드 레일의 몸체(30)의 일측에 샤프트(11)가 삽입되어지고 나면 반대편의 삽입부(33)에 같은 방식으로 샤프트(11)를 같은 방법으로 삽입한다. 즉, 샤프트가압입된 가이드 레일의 몸체(30)의 일측이 제조장치의 지그(40)에 고정되도록 하고 다른 측단의 샤프트 삽입(33)부에 샤프트(11)를 압입한다. 샤프트(11)가 샤프트 삽입부(33)에 압입되고 나면 샤프트 삽입부(33)의 상부 고정부(34)를 로울러(42) 등을 사용하여 샤프트(11)와 삽입부(33)가 서로 밀착되어지도록 구부린다. 이때 삽입부(33)의 하부 고정부(35)는 지그(40)에 의하여 지지된다.

상술한 공정을 반복하여 샤프트(11)가 가이드 레일의 몸체(30)의 삽입부(33)에 압입 되어진 다수의 샘플을 제작한다.

샘플로 제작된 다수의 가이드 레일(10)의 변형량을 정확히 측정한다. 이때, 가이드 레일(10)의 변형량을 정확히 측정하기 위하여 정반이나 마이크로미터 등이 사용되어진다.

상술한 측정과정을 통하여 각 가이드 레일(10)의 변형량이 측정되면 이 변형량 값들의 평균 변형량을 산출한다. 산출된 평균 변형량을 변위로 하여 가이드 레일의 재질을 고려하면 가이드레일의 변형을 복원시킬 수 있는 필요 조정하중값을 계산해 낼 수 있다.

필요 조정하중값이 산출되면 가이드 레일의 제조장치에 필요 조정하중 값을 입력한다. 상술한 가이드레일의 샘플을 제작하는 방법과 같은 방법으로 가이드레일을 제작하여 본 발명에 따른 가이드 레일의 제조장치의 변위조절부에서 변형량을 보정한다.

변위조절부는 일측면에 가이드 레일을 밀착 고정시킬 수 있는 지지부와 이 지지부에 고정된 가이드 레일에 필요조정하중을 가할 수 있는 가압부로 구성된다.

이러한 변위조절부를 통과한 가이드 레일은 변형량이 보정되어 우수한 직진도를 갖게 된다.

변위조절부를 통과한 가이드 레일을 일정한 크기와 길이를 갖는 사이징 금형을 통과시키면 가이드 레일의 단면의 정도를 검사할 수 있다. 상술한 공정들을 거쳐 가이드 레일의 제작이 완성된다.

본 발명에 따른 가이드레일의 제조 장치 및 방법에 의하면 직진도가 우수한 가이드 레일을 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가이드레일의 제조 장치 및 방법에 의하면 가이드레일의 변형을 최소한으로 줄일 수 있어 폭이 좁고 길이가 긴 가이드레일을 생산할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 가이드레일의 제조 장치 및 방법은 가이드레일의 변형을 자동으로 보정할 수 있으므로 다량의 가이드 레일을 단시간에 생산할 수 있어 생산성과 경제성이 우수하다.

상술한 바에 따르면 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예들에 의하여 한정되지 않고 하기의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다

Claims (5)

1. 리니어 가이딩 장치에 사용되는 가이드 레일의 제조방법에 있어서,

   상기 가이드 레일의 몸체를 압출하는 단계;

   상기 가이드 레일의 몸체 외측에 형성된 삽입부에 샤프트를 압입하는 단계;

   상기 가이드 레일의 변형을 보정하기 위한 필요 조정하중값이 결정되어 있는 지를 판단하는 단계;

   상기 판단단계에서 필요조정하중값이 결정되어 있지 않은 경우에는 상기 압출 단계 및 압입 단계를 반복하여 하나이상의 가이드 레일 샘플을 제작하는 단계;

   상기 하나이상의 가이드 레일 샘플의 변형량을 측정하는 단계;

   상기 변형량의 평균값을 구하는 단계;

   상기 평균값에 따른 필요조정하중 값을 결정하는 단계;

   상기 필요조정하중 값을 변위 조절부에 입력하는 단계; 및

   상기 변위 조절부에서 상기 가이드 레일의 변형을 보정하는 단계를

   포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 레일의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가이드 레일의 몸체를 압출하는 단계는 상기 압출된 가이드 레일을 소정의 길이로 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 레일의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 가이드 레일의 몸체를 압출하는 단계는 상기 압출된 가이드레일의 몸체 상면에 하나 이상의 홀을 형성하는 가공단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드레일의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 가이드레일의 외측에 형성된 삽입부에 샤프트를 압입하는 단계는 상기 샤프트를 상기 삽입부에 압입한 후 상기 삽입부의 상단에 형성된 상부 고정부에 압력을 가하여 상기 삽입부와 상기 샤프트가 밀착되도록 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드레일의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 조정장치를 통과한 상기 가이드레일을 사이징하는 단계를 더 포함하는 가이드레일의 제조방법.