KR20060026132A - 캠샤프트용 파이프의 가공방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 샤프트용 파이프의 가공방법 및 장치에 관한것으로, 좀더 상세하게는 자동차용 캠 샤프트로 사용되는 절단된 파이프를 내경가공, 양면측면가공, 내외측면가공, 외면요철홈 버(bur)제거, 외면브러시, 측면브러시, 초음파세척, 내외면칩등 이물질제거, 포장등 일련의 공정이 연속적으로 이루어져 생산성 및 작업성의 향상과 인건비의 절감효과를 얻을수 있게 한 캠 샤프트용 파이프의 가공방법 및 그 장치에 특징이 있다.

캠샤프트용 파이프, 이송수단, 가공수단,

Description

캠샤프트용 파이프의 가공방법 및 장치{Processing method and system of cam shaft pipe}

도 1 은 본 발명 장치의 캠 샤프트용 파이프의 가공기를 보여주는 정면도,

도 2 는 도 1 의 평면도,

도 3 은 도 1 의 일측면도,

도 4 는 본 발명 장치의 파이프 공급부를 도시한 정면도,

도 5 및 도 6 은 도 4 의 파이프 공급부에 대한 작동상태를 예시한 확대도,

도 7 은 본 발명 장치의 초음파세척부에 대한 일부 단면도,

도 8 은 본 발명 장치에 의해 가공 완성된 캠 샤프트용 파이프의 외관을 보여주는 사시도,

도 9 는 도 8 의 파이프에 캠이 결합된 사태를 보여주는 일부 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본체,

2a, 2b, 2c, 2d, : 제 1 내지 제 4 가공수단,

2a', 2b' : 파지구

2c' :파지수단,

2c" 가공기,

2d' : 회전브러시,

2d" : 이송수단,

3 : 제어시스템,

4 : 공급수단,

5 : 승강수단,

6 : 제 5 가공수단,

7 : 좌우 이동수단,

7a, 7b, 7c, 7d, 7e : 제1 내지 제 5 파지수단,

8 : 제6 가공수단,

41, 61 : 캠기구,

41a, 44, 51 : 실린더,

42 : 기구체,

43 : 스토퍼,

62 : 이동거치대,

63 : 거치홈,

81 : 체인,

P : 파이프,

B : 포장박스,

C : 캠,

M : 모터,

본 발명은 캠 샤프트용 파이프의 가공방법 및 장치에 관한것으로, 좀더 상세하게는 자동차용 캠 샤프트로 사용되는 절단된 파이프를 내경가공, 양면측면가공, 내외측면가공, 외면요철홈 버(bur)제거, 외면브러시, 측면브러시, 초음파세척, 내외면칩등 이물질제거, 포장등 일련의 공정이 연속적으로 이루어져 생산성 및 작업성의 향상과 인건비의 절감효과를 얻을수 있게 한 캠 샤프트용 파이프의 가공방법 및 장치에 관한것이다.

자동차의 샤프트는 엔진의 구성요소인 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 설치된다.

상기 샤프트에는 밸브를 개폐시키기 위하여 밸브수와 같은 수의 캠이 배열되어 있으며, 엔진크랭크축의 회전운동을 로커암의 상하운동으로 변환시켜 흡기밸브와 배기밸브의 개폐를 조절하는 기능을 가지고 있는 엔진 핵심부품의 하나이다.

이러한 캠 샤프트는 주물 주조방식과 중공소결방식으로 생산되는 두가지 종류의 캠 샤프트가 공급되고 있다.

본 발명에서 언급하는 캠 샤프트는 중공소결 방식을 사용해 속이 빈(중공) 파이프에 특수 혼합된 금속분말로 제작된 캠로브(Cam Lobe)와 엔드피스(End Piece)를 조립해 굽는(소결) 방식으로 제작된 캠 샤프트를 위주로 설명한다.

상기한 바와같은 중공 소결방식으로 제작된 캠 샤프트는 파이프 가운데가 비 어있어 파이프의 가운데가 채워진 상태로 제작되는 주철방식의 파이프에 비해 30~50% 이상 경량제작이 가능하고, 엔진 연비향상에 있어 엔진경량화의 중요성이 강조되고 있는만큼 자동차 메이커들도 중공소결 방식의 캠 샤프트를 선호하고 있는 추세에 있으며, 활용도가 지속적으로 증가되어 갈 추세에 있다.

상기와 같은 중공소결방식의 캠 샤프트는 고경도의 복합탄화물 재질의 활용에 따라 캠 샤프트의 내구성과 내마모성 및 강도가 크게 향상되며, 기존 주물 주조방식에 있어 필수적인 열처리공정과 표면 처리공정이 불필요해 제조공정 단순화에 따른 불량율감소와 비용절감에도 큰 효과 있는것으로 보고되고 있다.

이와같은 중공 소결방식의 캠 샤프트에 대한 일반적인 제조공정을 간략히 살펴보면 다음과 같다.

내부가 중공체인 금속파이프로 제작된 샤프트의 모재를 디벌링공정, 세정공정을 거친후 그 샤프트에 캠을 설치하게되는데, 이때 캠은 금속 분말 원료를 혼합 및 성형하여 캠을 제조하고, 제조된 캠을 샤프트의 설정된 위치에 대해 임시조립 한후, 양쪽 끝단부에는 프론트 엔드피스와 리어엔드피스를 끼운다음 그와 인접된 곳에 구리로 제작된 링을 끼운후 브레이징에 의해 접합한다.

상기와 같이 샤프트에 대해 캠을 임시로 조립한 상태에서 약 1100℃ 정도의 고열을 유지하는 소결로 내측에 투입하여 설정된 시간동안 경과시키면 샤프트와 캠의 접촉된 부위가 확산방법에 의해 일부 용융되면서 접착된다.

상기와 같이 소결 공정에 의해 샤프트와 캠이 접합되고 나면 이들을 소결하는 공정중 고열에 의해 샤프트의 일부분이 미세하게 휘어질 수 있고, 그와같이 미 세하게 휘어진 부분은 자동밴딩 교정기에 의해 휘어진 부분을 바로잡은후 전장 저널가공과, 드릴과, 키 그리고 홀등의 세미가공을 한다.

상기와 같이 세미가공이 완성되면 다시 샤프트의 저널과 캠을 연삭하여 제품을 완성하게 되는데,

상기에서의 중공체로된 샤프트의 모재인 금속파이프는 탑재될 엔진의 배기량에 따라 길이를 설정하여 절단하고 파이프 외면에 다수개의 요철홈을 형성시킨 다음, 내경을 가공하고, 양면측면 가공 및 내외측면가공을 행하며, 외면에 형성된 요철홈의 버를 제거하고, 외면 및 측면에 브러쉬를 이용하여 이물질을 제거한뒤, 초음파세척공정을 한다음, 파이프 내, 외면에 칩등의 이물질을 제거한후 포장하여 캠 조립 및 완성공정으로 이동하게 된다.

종래에는 이와같이 각각의 공정별로 최소 8 개의 수동가공기에 각각의 인원이 투입되어 생산하는 원시적 방법을 택하고 있기 때문에 첫째 품위가 안정되지 못하는 문제가 있고, 신규개발차종의 개발 및 양산체제구축시 기존의 수동가공기로는 공급에 한계가 있으며, 고정 인건비의 과다지출, 작업기피로 인한 인력수급등의 큰 어려움이 있다.

이러한 것은 결국, 기존의 수동가공기로 생산하는 것의 경우 작업성은 열악하고 과다한 작업인원에 비해 생산성이 크게 저하되게 되는데, 이는 공정이동시간 및 치공구류의 셋업시간이 과다하게 소요되는 한편, 각각의 가공기에 공정이동하여 작업자가 일일히 클램핑 한 후, 가공하는 작업을 반복하는 형태를 취하고 있기 때문에 최소한 8개의 공정을 반복적으로 거쳐야만 비로소 1 개의 완제품을 얻을수 있 기 때문에 증가하는 목표 생산량을 달성 할 수가 없게 되고 원가는 상승되는 폐단이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 바와같은 캠 샤프트의 모재인 파이프의 가공에 따른 제반 문제를 근본적으로 해소하고 이를 개선하기 위해 연구 창출 된 것으로, 이를 제공하는 목적은 다음과 같다.

본 발명의 주 목적은 자동차용 캠 샤프트용 파이프를 일측에서 공급하여 주면 내경가공, 양면측면가공, 내외측면가공, 외면요철홈 버(bur)제거, 외면브러시, 측면브러시, 초음파세척, 내외면칩등 이물질제거, 포장등 일련의 공정이 연속적으로 이루어져 생산성 및 작업성의 향상과 인건비의 절감효과를 얻을수 있게 한 캠 샤프트용 파이프의 가공방법 및 장치를 제공하여 가공에 따른 소요시간을 단축시키고 이로인한 불량율감소 및 공정소요시간을 단축시켜 가공 생산성을 대폭 향상시키려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 가공방법 및 장치를 제공함으로서 작업기피로 인한 인력수급의 어려움을 해결하고, 생산량 증가에 따른 실시간 자동화 시스템 적용으로 물류비용 및 인건비의 저감 효과를 얻을수 있게 하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가공기가 대폭 축소 됨으로서 설치에 따른 점유면적을 최소화 하여 그에 따른 공간 활용을 원할히 하려는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 캠 샤프트용 파 이프의 가공방법을 제시한다.

즉, 본 발명은 중공체로된 샤프트의 모재인 금속파이프를 탑재될 엔진의 배기량에 따라 길이를 설정하여 절단하고 파이프 외면에 다수개의 요철홈을 형성시킨 다음, 공정이동하여 가공기의 전단에 설치된 공급수단에 별도의 이송수단을 통하여 다량을 투입, 재치시켜주면;

제어시스템의 제어동작에 의해 캠기구의 공급작동에 따라 일정 시간차를 두고 모재(이하 파이프라함)를 하나씩 연속하여 가공기의 전단에 공급하는 파이프 공급공정과;

공급된 파이프를 승강수단에 의해 일정 높이로 상승시키는 공정과;

제1 내지 제5 파지수단이 일정간격으로 이격된 상태로 결합된 좌우 이송수단이 가공기의 상부 중간측에 좌우 이송 작동가능하게 설치되어 상승된 파이프를 제1파지수단에 의해 파지하여 제1가공수단으로 이송후 원위치 되는 이송공정과;

상기 제1가공수단에 이송된 파이프를 그 중간부에 설치된 파지수단이 파지함과 동시에 제1가공수단에 의해 파이프의 내경을 가공하는 제1가공 공정과:

내경이 가공된 파이프를 파지수단의 해제와 동시에 상부에 위치한 이송수단의 제2파지수단이 파지하여 제2가공수단으로 이송후 원위치 되는 이송공정과;

상기 제2가공수단에 이송된 파이프를 그 중간부에 설치된 파지수단이 파지함과 동시에 제2가공수단에 의해 파이프의 내외측 면취가공이 이루어지는 제2가공 공정과;

내외측 면취가공이 이루어진 파이프를 파지수단이 해제함과 동시에 상부에 위치한 좌우 이송수단의 제3파지수단이 파지하여 제3가공수단으로 이송후 전후방 양단측에 위치한 파지수단에 의해 파지됨과 동시에 해제되어 원위치 되는 이송공정과;

제3가공수단으로 이송되어 파지된 파이프를 제3가공수단이 전후진 함으로서 파이프의 외면 요철홈의 버(bur)를 제거하는 제3가공 공정과;

외면 요철홈에 버 가 제거된 파이프를 이송수단의 제4 파지수단이 하강하여 파지함과 동시에 제3가공수단의 전후방에 위치한 파지수단이 해제되어 제4가공부로 이송후, 그 전방에 위치한 회전수단의 회전축과 후방에 위치한 파지수단 사이에 개재시켜 파지수단의 전진작동에 의해 파이프가 파지됨과 동시에 원위치되는 이송공정과;

제4가공부로 이송되어 파지된 파이프를 전방에 위치한 회전수단이 작동하여 회전시킴과 동시에 그 상부에서 회전브러시를 갖는 제4가공수단이 전후진 가능하면서 각도 가변이 가능한 이송수단에 탑재된채 파이프의 상부에서 길이방향으로 전후진 하면서 브러시를 회전시킴으로서 파이프의 외면 및 측면브러싱을 행하는 제4가공공정과;

외면 및 측면 브러싱이 완료된 파이프를 이송수단의 제5 파지수단이 하강하여 파지함과 동시에 제4가공수단의 후방에 위치한 파지수단이 원위치됨으로서 해제되어 제5가공부의 전단에 이송, 낙하후 원위치 되는 이송공정과;

제5가공부의 전단에 이송된 파이프를 굴절판이 굴절되어 굴절시키면 초음파 세척조인 제5가공수단의 내부로 투입시켜 내외면을 초음파세척하는 제5가공공정과;

상기 세척공정을 거치면서 세척조의 내부로 부터 외부로 점차 상승시키는 캠기구에 의해 상승되어 외부로 나온 파이프를 제6 가공수단이 전달받아 체인구동에 의해 전방측으로 이동시키면서 압축된 공기로 파이프 내외면의 칩등 이물질을 제거하는 제6가공 공정과;

제6가공수단의 체인 전방 종단측에 위치된 파이프를 위치감지하여 그 일측으로 밀어 포장박스에 낙하시키는 일련의 파이프 가공 공정이 상호 연속적으로 이루어지는 캠 샤프트용 파이프의 가공방법을 제공한다.

상기와같은 본 발명의 캠 샤프트용 파이프 가공방법을 더욱 구체화한 가공장치를 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명의 장치는 첨부된 도면 도 1 내지 도 7 에 도시된 바와같이,

전체적으로 장방형상을 이룬 본체(1)의 상부에는 파이프의 내경을 가공하는 제1가공수단(2a)과, 파이프의 내 외측 면취가공을 취하는 제2가공수단(2b)과, 파이프 외면 요철홈의 버 를 제거하는 제3가공수단(2c)과, 파이프 외면에 브러싱을 취하는 제4가공수단(2d)이 제어시스템(3)의 제어동작으로 각각 작동 가능하도록 구성되고,

상기 제1 내지 제4 가공수단(2a),(2b),(2c),(2d)의 상부에는 상하 이동가능한 제1 내지 제5 파지수단(7a),(7b),(7c),(7d),(7e)이 결합된 좌우 이송수단(7)이 제어시스템(3)의 제어동작으로 좌우 이동가능하도록 구성되며,

상기 본체(1)의 일측에는 파이프(P)의 개별공급이 가능한 공급수단(4)과, 공급된 파이프(P)를 일정높이로 상승시키는 승강수단(5)이 제어시스템(3)의 제어동작 으로 순차 작동가능하도록 구성되고,

상기 본체(1)의 타측에는 제5가공수단(6)인 초음파 세척조가 설치되며,

상기 세척조의 외측 전방측에는 체인구동에 의해 세척조로부터 이송된 파이프(P)의 내외면에 부착된 칩등 이물질을 제거하는 제6 가공수단(8)이 제어시스템(3)의 제어동작으로 순차 작동 가능하도록 상호 조합구성되어 이루어진다.

이때 상기 본체(1)의 일측에 구성된 공급수단(4)은 상부의 개구부를 통해 공급된 파이프를 일측 하부의 캠기구(41)에 의해 하나씩 개별공급이 가능하도록 구성되고, 공급된 파이프(P)는 위치감지센서(S)에 의해 정위치 시킨다음, 승강수단(5)이 상승시켜 좌우 이송수단(7)의 일측에 결합된 제 1 파지수단(7a)의 하부에 위치시키고,

상기 본체(1)의 타측에 구성되는 제5 가공수단(6)인 초음파 세척조의 내부에는 그 후방측에 설치된 캠기구(61)가 작동하여 가공된 파이프(P)를 세척조의 내부로 부터 외부로 점차 상승시켜 파이프(P)가 초음파 세척조 내에 일정시간동안 체류할수 있도록 구성된다.

이와같은 구조로 이루어진 본 발명의 장치에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본체(1)의 일측에 구비된 공급수단(4)의 공급부는 함체형상을 띠고 있으므로 그 내부에 일정길이로 절단되고 외면에 다수개의 요철홈(P1)이 형성된 파이프(P)를 일괄적으로 공급하여둔다.

이러한 상태에서 제어시스템(3)에 전원을 인가하여 장치를 작동시켜주면 제 어시스템(3)의 제어동작으로 공급수단(4)의 하부일측에 설치된 캠기구(41)가 실린더(41a) 작동에 의해 전진하여 내부의 기구체(42)를 회전시킴으로서 홈(42a)에 끼워져 대기하고 있던 하나의 파이프(P)를 외부로 이탈시키는 상태로 함체내에 있던 파이프를 본체측으로 이탈시킨다.

이탈된 파이프(P)는 첨부된 도면 도 4 에 도시된 바와같이, 그 전방의 하부측에서 실린더(44)작동에 의해 상하 왕복 작동하는 스토퍼(43)에 의해 그 속도가 감소된 상태가 되고 센서(S)작동에 의해 일정 시간차를 두고 더욱 전진하여 승강수단(5)의 상부에 위치하게된다.

이러한 상태가 되면 승강수단(5)의 하부에 위치한 실린더(51)가 작동하여 하나의 파이프(P)를 상부로 일정높이까지 상승시키고, 상승된 파이프(P)는 좌우 이송수단(7)의 일측에 결합되어 있는 제 1 파지수단((7a)의 하부에 위치하게 되며,

그 위치가 일치되면 제 1 파지수단(7a)이 하부로 하강하여 공급된 파이프(P)를 전후방에서 파지한다.

파이프(P)를 파지한 제 1 파지수단(7a)은 제어시스템(3)의 제어명령에 따라 상승하고, 상기 제 1 파지수단(7a)의 상승이 완료되면 좌우이송수단(7)이 일측, 즉 기계본체(1)의 제1가공수단(2a)의 상부로 이동하여 하강하며, 파지의 해제와 동시에 제1가공수단(2a)의 중간부에 위치한 파지구(2a')가 이를 옮겨받아 파지하게 되며, 파지가 완료되면 좌우이동수단(7)의 각 파지수단은 상승하여 일측으로 이동, 원위치하는 상태로 다음작업의 대기상태를 유지하게된다.

상기의 동작으로 제1가공수단(2a)의 파지구(2a')에 의해 파지 고정된 파이프 (P)는 제1가공수단(2a)에 의해 설정된 시간동안 양단의 내경가공을 취하게 된다.

제1가공수단(2a)에 의해 파이프(P) 양단의 내경가공이 완료되면 그 상부에 대기하고 있던 좌우이동수단(7)의 제 2 파지수단(7b)이 하강하여 가공완료된 파이프를 파지함과 동시에 제1가공수단(2a)의 파지구(2a')는 이를 해제하고,

또한 제1 파지수단(7a)은 공급부(4)에 의해 상승된 가공대기하고 있던 파이프(P)를 동시에 파지하게 되는것이다.

상기한 좌우이동수단(7)의 제 1 파지수단(7a)과 제 2 파지수단(7b)이 파이프(P)를 각각 파지한채로 상승한후 일측으로 이동하면, 제1가공이 완료된 파이프(P)는 제2가공수단(2b)의 상부에 위치하고, 공급부로부터 공급된 제1파지수단(7a)에 파지된 파이프는 제1가공수단(2a)의 상부에 위치하게된다.

이러한 상태에서 제어시스템(3)의 제어작동에 따라 제 1 및 제 2 파지수단(7a),(7b)이 하강하면 제2가공수단(2b)과 제1가공수단(2a)에 가공될 파이프(P)가 동시에 공급되고 파지를 해제함과 동시에 제1 및 제2 가공수단(2a),(2b)에 설치된 파지구(2a'),(2b')가 이를 파지하며, 이때 좌우이동수단(7)의 제 1 및 제 2 파지수단(7a),(7b)은 상승하여 좌우이동수단(7)이 복귀함으로서 다음작업의 대기상태를 유지한다.

이때에는 제2가공수단(2b)의 상부에 제3파지수단(7c)이 위치하여 대기하고, 상기 제2가공수단(2b)에서는 파이프(P)의 내외측 면취가공이 이루어지게 된다.

상기와같이 제2가공수단(2b)에 의해 파이프의 면취가공이 이루어지고나면 상부에 대기하고 있던 제3파지수단(7c)이 하강함과 동시에 제1 및 제2 파지수단 (7a),(7b)이 하강하여 공급, 상승된 파이프(P)와 제1가공수단(2a)에 의해 가공된 파이프를 동시에 파지하여 동시에 상승하게 되고 좌우이동수단(7)에 의한 일측으로의 이동작동에 의해 일시에 일측으로 이동하게 되는데,

이때 상기 제2가공수단(2b)에 의해 면취가공이 완료된 파이프는 제3가공수단(2c)으로, 제1가공수단(2a)에 의해 내경가공된 파이프는 제2가공수단(2b)으로, 또한 공급된 파이프(P)는 제1가공수단(2a)으로 각각 동시에 이동하여 파지수단들(7a),(7b),(7c)의 동시 하강에 의한 제1 내지 제 3 가공 수단(2a),(2b),(2c)에 각각 안착시키고, 교체 파지한후, 좌우이동수단(7)의 각 파지수단(7a),(7b),(7c)이 각각 동시에 상승하여 원위치 되면 제3 가공수단(2c)의 상부에는 제4파지수단(7d)이 위치하게 된다.

상기한 바와같은 좌우이동수단(7) 및 파지수단들(7a),(7b),(7c)의 제어동작에 따라 각각의 가공수단(2a),(2b),(2c)에 공급된 파이프(P)는 각 가공수단들(2a),(2b),(2c)에 의해 일시에 각각의 가공이 이루어지게 되는데,

이때, 제3가공수단(2c)에 이송된 파이프(P)는 그 전후방 양단측에 위치한 파지수단(2c')에 의해 파지됨과 동시에 파이프 외면을 따라 제3가공수단(2c)의 가공기(2c")이 전후진 함으로서 파이프(P)의 요철홈(P1)에 생성된 버 를 제거하는 제 3 가공공정을 거치게 된다.

상기 제3가공수단(2c)에 의해 파이프(P) 외면의 버가 제거 완료되면 그 상부에 대기하고 있던 제4파지수단(7d)과, 제3파지수단(7c) 및 제2파지수단(7b), 제1파지수단(7a)이 동시에 하강하여 각각의 가공수단(2a),(2b),(2c)에 의해 가공완료된 파이프(P)와 공급수단(4)에 의해 공급된 파이프(P)를 일시에 파지하여 상승하고,

상승된 파이프는 좌우이동수단(7)에 의해 진행방향으로 일시에 이동되어 제4가공수단(2d)과, 제3가공수단(2c), 제2가공수단(2b), 제1가공수단(2a)의 상부에 각가 위치하게된다.

이때 상기 좌우이동수단(7)에 의해 이동된 각각의 파지수단들(7a),(7b),(7c),(7d)이 일시 하강하여 각각의 가공수단(2a),(2b),(2c),(2d)에 각각의 파이프(P)를 공급하고 난후 상승하여 원위치되면 제4가공수단(2d)의 상부에는 제5파지수단(7e)이, 제3가공수단(2c)의 상부에는 제4파지수단(7d)이, 제2가공수단92b)의 상부에는 제3파지수단(7c)이, 제1가공수단(2a)의 상부에는 제2파지수단(7b)이, 공급수단(4)의 승강수단(5) 상부에는 제1파지수단(7a)이 각각 위치하게 되고,

각각의 가공수단(2a),(2b),(2c),(2d)이 공급된 파이프(P)를 가공하게 되는데, 제4가공수단(2d)에서는 공급된 파이프를 양단에서 잡고 그 전방측에 위치한 모터(M)와 같은 회전수단이 회전하여 가공될 파이프를 회전시킴과 동시에 그 상부에서 회전브러시(2d')를 갖는 제4가공수단(2d)이 전후진 하면서 각도 가변이 가능한 이송수단(2d")에 탑재된채 파이프의 상부에서 길이방향으로 전 후진 하면서 회전브러시(2d')를 회전시킴으로서 파이프(P)의 외면 및 측면브러싱을 행하는 제 4가공공정을 행하게 된다.

이러한 가공공정을 행하는 동안 제3, 제2, 제1가공수단(2c),(2b),(2a)에서는 각각의 가공공정이 각각의 파이프에 가해지게되고, 공급수단(4)에서는 하나의 파이프(P)를 외부로 밀어내 일시정지 시키고 있다가 센서(S)작동에 의해 승강수단(5)에 재치시킨다음 상승시켜 다음동작의 대기상태를 유지하게된다.

이와같이 각 가공수단(2a),(2b),(2c),(2d)에 의해 가공이 완료된 파이프(P)와 공급된 파이프(P)는 좌우이동수단(7)에 결합된 각 파지수단(7a),(7b),(7c),(7d),(7e)이 일시에 하강하여 동시에 파지하여 상승하고, 상승된 파이프(P)는 이동수단(7)의 이동작동에 따라 일측으로 일시에 이동되어 제5파지수단(7e)에 파지된 파이프(P)는 제5 가공수단(6)인 초음파세척조로 투입되게 되고, 각각의 파지수단(7a),(7b),(7c),(7d),(7e)에 의해 파지된 파이프(P)는 다음가공수단으로 순차가공을 위해 이동하게된다.

상기 제5파지수단(7e)에 의해 제5가공수단(6)으로 이동되어 세척조에 투입된 파이프(P)는 초음파세척조의 일측에 투입되어 일정시간동안 그 세척조 내부에서 체류되면서 파이프(P) 내외면을 세척가공하게 되는데,

상기 제5가공수단(6)인 세척조의 내부에는 첨부된 도면 도 7에 도시된 바와같이 그 후방의 캠기구(61)에 의해 연동되는 이동거치대(62)가 다수의 거치홈(63)을 형성한채 경사 형성되어 계단식 지지대(64)에 순차적으로 상승, 이동시키는 형태로 일정궤도를 따라 캠운동함으로서 세척조 내부일측에 낙하된 파이프(P)를 순차적으로 이동시켜 그 외측부의 제6가공수단(8)으로 전달하게된다.

제6가공수단(8)으로 이동된 파이프(P)는 체인(81)구동에 의해 전방으로 이동되면서 설정된 위치에 다다르면 압축된 공기가 일시 공급되어 내외면의 칩과 이물질 및 세척수를 그 후방측으로 빠르게 분사 탈거시킴과 동시에 체인(81)을 따라 지속적으로 이동되어 그 전방측 종단에 위치하게 되면 파이프(P)의 위치감지센서(미 도시하였음)가 작동하여 그 일측에 대가하고 있는 포장박스(B)에 낙하시켜 포장 완료하면 된다.

이와같은 파이프에 대한 일련의 가공공정이 상호 연속적으로 이루어지므로 파이프에 대한 품위가 안정되고, 작업환경이 대폭개선되며, 최소의 인원으로 대폭적인 생산성의 향상효과를 얻을수 있게된다.

이와같은 본 발명에 의하면 자동차용 캠 샤프트용 파이프를 일측에서 지속적으로 공급하여 주면 내경가공, 양면측면가공, 내외측면가공, 외면요철홈 버(bur)제거, 외면브러시, 측면브러시, 초음파세척, 내외면칩등 이물질제거, 포장등 일련의 공정이 상호 연속적으로 이루어져 생산성 및 작업성의 향상과 인건비의 절감효과를 얻을수 있게 되었으며, 가공에 따른 소요시간이 대폭 단축되는 효과와 이로인한 불량율감소 및 공정소요시간을 단축시켜 가공 생산성을 대폭 향상시킬수 있게 되었으며, 인력수급의 어려움이 해결되었고, 생산량 증가에 따른 실시간 자동화 시스템 적용으로 물류비용 및 인건비의 저감 효과를 얻을수 있게 되었을뿐아니라 기존 그것에 비해 가공기의 설치에 따른 점유면적이 최소화되어 그에 따른 공간 활용을 원할히 할수 있게 되는등의 여러 유용한 효과를 동시에 거둘수 있는 매우 유익한 발명임이 명백하다.

끝으로, 본 발명에서는 캠 샤프트용 파이프의 가공방법 및 그 장치를 위주로 도시하고 설명하였다.

그러나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아닌것으로 이해 되어야 하는바, 본 발명의 장치는 그 가공수단들의 가공폭에 대한 수치를 가변시킬수 있고 내부에 장착된 가공수단들의 치환이 가능하여 파이프를 모재로하는 기타의 다른 차량부속품혹은 반제품들의 전장가공기에 응용사용 할 경우, 간단한 설계의 변경 혹은 모재의 구조 및 가공조건에 따른 가공수단들의 치환 또는 삭제 및 간단한 가공수단의 부가기술, 또는 가공순서의 변경 등 본 발명의 가공방법과 장치를 기초로하여 응용 및 변형사용이 가능하다 할것이어서 이러한 간단한 기술의 부가, 삭제 및 간단한 설계의 변경등에 의해 얻어지는 기타의 파이프 가공방법 및 그 장치들은 후술되는 본발명의 기술적 특허청구 범위의 범주로 부터 벗어날수 없음을 미리 밝혀둔다.

Claims (4)

1. 중공체로된 샤프트의 모재인 금속파이프를 탑재될 엔진의 배기량에 따라 길이를 설정하여 절단하고 파이프 외면에 다수개의 요철홈을 형성시킨 다음, 공정이동하여 가공기의 전단에 설치된 공급수단에 별도의 이송수단을 통하여 다량을 투입, 재치시켜주면;

   제어시스템의 제어동작에 의해 캠기구의 공급작동에 따라 일정 시간차를 두고 모재(이하 파이프라함)를 하나씩 연속하여 가공기의 전단에 공급하는 파이프 공급공정과;

   공급된 파이프를 승강수단에 의해 일정 높이로 상승시키는 공정과;

   제1 내지 제5 파지수단이 일정간격으로 이격된 상태로 결합된 좌우 이송수단이 가공기의 상부 중간측에 좌우 이송 작동가능하게 설치되어 상승된 파이프를 제1파지수단에 의해 파지하여 제1가공수단으로 이송후 원위치 되는 이송공정과;

   상기 제1가공수단에 이송된 파이프를 그 중간부에 설치된 파지수단이 파지함과 동시에 제1가공수단에 의해 파이프의 내경을 가공하는 제1가공 공정과:

   내경이 가공된 파이프를 파지수단의 해제와 동시에 상부에 위치한 이송수단의 제2파지수단이 파지하여 제2가공수단으로 이송후 원위치 되는 이송공정과;

   상기 제2가공수단에 이송된 파이프를 그 중간부에 설치된 파지수단이 파지함과 동시에 제2가공수단에 의해 파이프의 내외측 면취가공이 이루어지는 제2가공 공정과;

   내외측 면취가공이 이루어진 파이프를 파지수단이 해제함과 동시에 상부에 위치한 좌우 이송수단의 제3파지수단이 파지하여 제3가공수단으로 이송후 전후방 양단측에 위치한 파지수단에 의해 파지됨과 동시에 해제되어 원위치 되는 이송공정과;

   제3가공수단으로 이송되어 파지된 파이프를 제3가공수단이 전후진 함으로서 파이프의 외면 요철홈의 버(bur)를 제거하는 제3가공 공정과;

   외면 요철홈에 버 가 제거된 파이프를 이송수단의 제4 파지수단이 하강하여 파지함과 동시에 제3가공수단의 전후방에 위치한 파지수단이 해제되어 제4가공부로 이송후, 그 전방에 위치한 회전수단의 회전축과 후방에 위치한 파지수단 사이에 개재시켜 파지수단의 전진작동에 의해 파이프가 파지됨과 동시에 원위치되는 이송공정과;

   제4가공부로 이송되어 파지된 파이프를 전방에 위치한 회전수단이 작동하여 회전시킴과 동시에 그 상부에서 회전브러시를 갖는 제4가공수단이 전후진 가능하면서 각도 가변이 가능한 이송수단에 탑재된채 파이프의 상부에서 길이방향으로 전후진 하면서 브러시를 회전시킴으로서 파이프의 외면 및 측면브러싱을 행하는 제4가공공정과;

   외면 및 측면 브러싱이 완료된 파이프를 이송수단의 제5 파지수단이 하강하여 파지함과 동시에 제4가공수단의 후방에 위치한 파지수단이 원위치됨으로서 해제되어 제5가공부의 전단에 이송, 낙하후 원위치 되는 이송공정과;

   제5가공부의 전단에 이송된 파이프를 굴절판이 굴절되어 굴절시키면 초음파 세척조인 제5가공수단의 내부로 투입시켜 내외면을 초음파세척하는 제5가공공정과;

   상기 세척공정을 거치면서 세척조의 내부로 부터 외부로 점차 상승시키는 캠기구에 의해 상승되어 외부로 나온 파이프를 제6 가공수단이 전달받아 체인구동에 의해 전방측으로 이동시키면서 압축된 공기로 파이프 내외면의 칩등 이물질을 제거하는 제6가공 공정과;

   제6가공수단의 체인 전방 종단측에 위치된 파이프를 위치감지하여 그 일측으로 밀어 포장박스에 낙하시키는 일련의 파이프 가공 공정이 상호 연속적으로 이루어지는 캠 샤프트용 파이프의 가공방법.
2. 전체적으로 장방형상을 이룬 본체(1)의 상부에는 파이프의 내경을 가공하는 제1가공수단(2a)과, 파이프의 내 외측 면취가공을 취하는 제2가공수단(2b)과, 파이프 외면 요철홈의 버 를 제거하는 제3가공수단(2c)과, 파이프 외면에 브러싱을 취하는 제4가공수단(2d)이 제어시스템(3)의 제어동작으로 각각 작동 가능하도록 구성되고,

   상기 제1 내지 제4 가공수단(2a),(2b),(2c),(2d)의 상부에는 상하 이동가능한 제1 내지 제5 파지수단(7a),(7b),(7c),(7d),(7e)이 결합된 좌우 이송수단(7)이 제어시스템(3)의 제어동작으로 좌우 이동가능하도록 구성되며,

   상기 본체(1)의 일측에는 파이프(P)의 개별공급이 가능한 공급수단(4)과, 공급된 파이프(P)를 일정높이로 상승시키는 승강수단(5)이 제어시스템(3)의 제어동작으로 순차 작동가능하도록 구성되고,

   상기 본체(1)의 타측에는 제5가공수단(6)인 초음파 세척조가 설치되며,

   상기 세척조의 외측 전방측에는 체인구동에 의해 세척조로부터 이송된 파이프(P)의 내외면에 부착된 칩등 이물질을 제거하는 제6 가공수단(8)이 제어시스템(3)의 제어동작으로 순차 작동 가능하도록 상호 조합구성되어 이루어진 것을 특징으로하는 캠 샤프트의 파이프 가공장치.
3. 청구항 2 에 있어서,

   상기 본체(1)의 일측에 구성된 공급수단(4)은 상부의 개구부를 통해 공급된 파이프(P)를 일측 하부의 캠기구(41)에 의해 하나씩 개별공급이 가능하도록 구성되고, 공급된 파이프(P)는 위치감지센서(S)에 의해 정위치 되어 승강수단(5)이 상승시켜 좌우 이송수단(7)의 일측에 결합된 제 1 파지수단(7a)의 하부에 위치될수 있도록 구성된것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 파이프 가공장치.
4. 청구항 2 에 있어서,

   상기 본체(1)의 타측에 구성되는 제5 가공수단(6)인 초음파 세척조의 내부에는 그 후방측에 설치된 캠기구(61)가 작동하여 가공된 파이프(P)를 세척조의 내부로 부터 외부로 점차 상승시켜 파이프(P)가 초음파 세척조 내에 일정시간동안 체류할수 있도록 구성된 것을 특징으로하는 캠 샤프트의 파이프 가공장치.

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