KR20060131023A - 다기능 단능반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 단능반에 관련된다.

보다 상세하게는 길이가 긴 금속봉재를 소정의 길이로 정확하게 간헐이송시킴과 동시에 다양한 형상 모양의 외주면, 구멍 등의 절삭가공 및 절단이 자동으로 이루어지게 하기 위한 것이다.

구성의 특징으로는 모터와 엔코더에 의해 회전 및 제어되며 금속봉재를 안내공급하는 하부휠 및 수직 설치된 에어실린더의 로드 끝에 장착되며 하부휠의 상부에 밀착구동되는 상부휠로 이루어진 봉재공급부와, 봉재공급부를 통해 일정한 길이로 간헐 공급되는 금속봉재가 콜릿척을 관통한 뒤 콜릿척에 물려 줌과 동시에 모터에 의해 콜릿척을 회전시키는 척킹부와, 콜릿척에 물린 봉재의 외주면을 다양한 형상과 모양으로 절삭가공할 수 있도록 회전실린더에 의해 회전함과 동시에 다양한 종류의 바이트가 장착된 공구대와, 상기 봉재에 길이방향으로 구멍을 천공할 수 있도록 드릴을 장착한 드릴장착부로 이루어진다. 또한, 봉재의 이송량, 공구대의 회전과 바이트의 전후진, 드릴장착부의 작용 등은 모두 콘트롤박스에 내장된 프로그램에 의해 제어 및 작용되며, 가공하고자 하는 부품의 형상, 모양, 치수 등에 따라 콘트롤박스를 조작하면 공급되는 금속봉재가 소모될때까지 자동으로 작동하여 부품가공을 할 수 있게 된다.

이와 같은 구성의 본 발명은 단능반의 자동화를 이룰 수 있게 되어 소형부품 등의 생산시 무인화를 이룰 수 있으며 이에 따라 인력절감으로 인한 원가절감효과 를 극대화시키고, 부품의 호환성이 극대화되며, 특히, 가늘은 소형부품을 연속생산시 코일타잎으로 권취된 봉재를 풀어주는 코일러와 봉재를 직선으로 펴주는 직선기등을 연계시켜 사용하면 봉재가 소진될 때까지 완전무인화가 가능하여 더더욱 크게 무인화, 자동화로 인한 원가절감효과를 기대할 수 있게 되는 등의 특징이 따른다.

선반, 소형선반, 단능반, 자동제어 단능반, 콘트롤러.

Description

다기능 단능반{Single purpose lathe}

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 정면예시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 평면예시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 측면예시도.

도 4A~ 도4C는 본 발명의 요부작용상태도로서 절삭부의 작용상태를 나타낸 것임.

본 발명은 다기능 단능반에 관한 것이다. 보다 상세하게는 길이가 긴 금속봉재를 입력된 수치에 따라 소정의 길이로 정확하게 간헐 이송시킴과 동시에 외주면가공, 구멍가공 등의 다양한 형태의 절삭가공과 절단가공이 자동으로 이루어지는 단능반을 제공하기 위한 것이다.

주지된 바와 같이 단능반은 공작기계의 일종으로서 소형선반이라 불리우는 것으로, 비교적 직경이 작은 환봉소재의 외주면 또는 내경을 절삭가공하는 장비이다. 상기 단능반은 통상 공작물(환봉소재)을 물어 회전시켜주는 척과, 척에 물린 공작물 외주면을 가공하는 바이트가 장착되는 공구대로 이루어지며, 상기 공구대는 전후 좌우 이송이 이루어질 뿐만 아니라 공구대 위해 장착 고정되는 사각의 바이트 장착대에 다수의 다양한 바이트를 장착하여 절삭형태에 따라 돌려가면서 공작물을 절삭하도록 되어 있다.

그러나 전술한 종래의 단능반은 다음과 같은 문제점이 따를 수 밖에 없다.

즉, 종래의 단능반은 공작물을 척에 물린는 작업은 물론 가공하는 과정에서 바이트장착대에 장착된 다수의 바이트 중 필요로 하는 바이트를 선택하고 가공하는 일련의 전 공정이 수작업으로 가공할 수 밖에 없도록 구성되어 있기 때문에 작업자의 기능 및 숙련도에 따라 제품의 품질이 다르게 나타날 수 밖에 없고, 또, 제품마다 공차의 차이가 크게 발생하게 됨에 따라 제품의 호환성이 크게 떨어지게 되는 결점이 따랐으며, 이에 따라 생산성이 크게 떨어지는 등의 문제점도 따랐던 것이다.

따라서 본 발명은 전술한 종래의 제반문제점을 감안하여 발명한 것으로서, 특히, 길이가 긴 환봉소재를 일정한 길이로 자동공급시켜주는 봉재 공급부와, 공급된 봉재를 물어준 뒤 회전시켜 주는 척킹부, 척킹부에 물린 봉재를 절삭가공하는 절삭부와, 봉재에 길이방향으로 구멍을 가공하도록 된 드릴장착부 및 콘트롤박스로 구성하여, 재료의 공급에서부터 가공 절단에 이르기 까지 자동으로 제어되게 함으로서 생산성증대, 호환성극대화를 이룰 수 있게 하고, 전물인력이 아니더라도 누구라도 작업할 수 있어 인력절감으로 인한 원가절감효과를 크게 기대할 수 있게 하려는 데 발명의 목적이 있는 것이다.

단능반에 있어서,

본 발명은 크게 봉재공급부(1)와 척킹부(2), 절삭부(3) 및 콘트롤박스(4)로 이루어진다.

봉재공급부(1)는 외주면에 "V"형 또는 "U"형 요홈을 가지며 모터(12)에 의해 회전되고 엔코더(13)에 의해 회전수가 측정되는 하부 휠(11)과, 상기 하부휠(11)의 상부에 위치하여 에어실린더(14)에 의해 승강하되, 봉재(15)를 공급시킬 때는 하부휠(11)에 안착된 봉재(15)에 밀착되고 후술하는 콜릿척(21)이 봉재(15)를 회전시킬 때는 상승되게 한 상부 휠(16)로 이루어진다.

척킹부(2)는 봉재가 관통공급되면서 가공시에는 견고하게 물어줄수 있도록 된 콜릿척(21)과, 상기 콜릿척(21)의 후미에 장착되어 조오를 자동으로 오므리거나 벌려주는 에어실린더(22) 및 콜릿척 작동간(23)과 상기 콜릿척 작동간(23) 끝단을 지지하는 고정간(24)으로 구성된다.

상기 절삭부(3)는 바이트(31)를 각면마다 장착고정시키는 통상의 바이트 장착대(32) 상면 중심에 회전실린더(33)를 장착하여 가공 부위에 따라 바이트(31)를 선택 사용할 수 있게 하고, 상기 바이트 장착대(32)가 에어실린더(34)(35)에 의해 x측방향 및 y측방향으로 이송시킬 수 있도록 x측 및 y측 슬라이드프레임(34')(35')위에 안착시켜서 구성된다.

또한, 상기 절삭부(3)는 기대(6) 위에 장착된 안내레일(61)을 타고 이송될 수 있게 구성하여 가공하고자 하는 봉재, 즉 공작물의 길이에 따라 이송되게 구성 한다.

한편, 상기 안내레일(61)의 끝단, 즉 척킹부(2)와 대향하는 부분의 끝에는 에어실린더(51)에 의해 전후진 하도록 드릴(52)을 장착한 드릴장착부(5)를 장착하면, 상기 드릴장착부(5)가 안내레일(61)을 타고 전후 이송할 수 있게 함으로서 공작물의 중심에 일정 깊이의 구멍 또는 관통구멍을 천공할 때 매우 용이하게 천공할 수 있다.

또한, 척킹부(2)의 소정위치와 절삭부(3)의 y측 방향 후미에 스톱퍼(71)(72)를 장착하여 절삭부(3)가 x측방향으로 에어실린더(34)에 이송될 때와 에어실린더(35)에 의해 y측 방향으로 전진할 때 제어 및 충격흡수가 이루어지게 하였다.

또한, 상기 봉재공급부(1)와 척킹부(2), 그리고 절삭부(3) 및 드릴장착부(5)를 PLC방식의 프로그램이 내장된 콘트롤 박스(4)에 의해 제어하되, 상기 콘트롤박스(4)에 내장된 PLC프로그램은 지정된 프로그램 연산, 정주기연산, 인터럽터연산, 전용설정용언어, 명령어에 의한 다이렉트(Direct)방식으로 제어할 수 있도록 구성함으로서, 언제든지 작업자가 작업모듈에 따라 수정이 가능하게 하고, 또, 기기 이상시 작업자 또는 전기의 기본지식이 없더라도 수정이 가능하며, 더불어 기기정비가 쉽고도 빠르게 적용함과 동시에 가공할 제품의 모델변경시 바로 입력하여 사용할 수 있게 하는 특징이 따른다.

이와 같이 구성된 본 발명은 먼저 콘트롤박스(4)를 통하여 가공하고자 하는 제품에 따라 수치를 입력하여 가동시키면 길이가 긴 금속봉재(15)를 봉재공급부(1)에서 척킹부(2)로 일정 길이로 간헐이송 시키게 된다.

즉, 봉재공급부(1)에 수직으로 설치된 에어실린더(14)가 상부휠(16)을 하강시켜 공급하고자 하는 금속봉재(15)가 안착된 하부휠(11)위로 가압 접촉되면 모터(12)가 작동하여 금속봉재(15)를 척킹부(2)로 이송공급시키고, 엔코더(13)가 설정된 회전수를 감지하면 모터(12)를 정지시킴과 동시에 에어실린더(14)가 동작하여 상부휠(16)을 상승시키는데, 이때 척킹부(2)에서는 봉재공급부(1)를 통하여 금속봉재(15)가 이송공급될 때는 에어실린더(22)가 콜릿척작동간(23)을 작동시켜 콜릿척의 내경이 확장된 상태로 되게 함으로서 금속봉재(15)가 관통 이송되어 콜릿척 정면으로 설정된 소정의 길이 만큼 인출되게 하고, 봉재공급부(1)의 동작이 끝남과 동시에 에어실린더(22)가 다시 작동하여 콜릿척작동간(23)을 본래의 위치로 원복시킴으로서 금속봉재(15)를 견고하게 물어 고정시키면서 회전시켜주게 되는 것이다.

이어서 절삭부(3)가 작동하게 되는데, 상기 절삭부(3)는 바이트장착대(32)가 회전실린더(33)에 의해 필요로 하는 바이트(31)를 공작물의 방향으로 위치시키면, x측 및 y측 에어실린더(34)(35)가 입력된 신호대로 작용하면서 금속봉재(15) 즉, 공작물의 외주면을 가공한 뒤 절단시키게 되는 것이다.

또, 상기 금속봉재(15), 즉 공작물에 길이방향으로 구멍을 형성하는 경우에는 드릴장착부(5)가 에어실린더(51)에 의해 전후진 하면서 관통구멍을 천공하게 된다.

특히, 상기한 일련의 모든 공정은 콘트롤박스(4)에 입력된 신호에 의해 봉재공급부(1), 척킹부(2), 절삭부(3), 드릴장착부(5)가 작동하게 되기 때문에 모든 작업이 자동화됨은 물론, 생산하고자 하는 제품의 수량 또한 자동제어되기 때문에 비 숙련자라 할 지라도 한 사람의 작업자가 여러대의 기계를 동시에 관리할 수 있게 되어 인력절감으로 인한 원가절감, 생산성 증대, 호환성극대화, 품질향상을 이룰 수 있게 되는 것이다.

다시 말하면, 본 발명은 봉재공급부(1)를 비롯하여 척킹부(2), 절삭부(3), 드릴장착부(5) 등을 콘트롤박스(4)에 내장된 PLC프로그램에 의해 제어할 수 있게 함으로서 금속봉재(15)의 공급에서부터 가공에 이르기까지 전 공정이 자동화되게 하였다는 것이며, 더불어 가공하고자 하는 제품의 사양, 모델이 달라질 경우도 콘트롤박스(4)에 제품의 사양, 모델에 따라 그 수치를 입력시켜줌으로써 언제든지 신속하게 달라진 사양, 모델의 제품을 생산할 수 있게 된다는 것이다.

그리고, 본 발명의 단능반을 이용하여 제품을 연속생산할 때, 코일타잎으로 권취된 봉재를 풀어주는 코일러(도시하지 않음)와 봉재를 직선으로 펴주는 직선기(도시하지 않음)등을 연계시켜 사용하면 봉재가 완전 소진될 때까지 완전무인화가 가능하여 더더욱 크게 무인화, 자동화로 인한 원가절감효과를 기대할 수 있게 되는 등의 특징도 따른다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 단능반의 자동화를 이룰 수 있게 되어 소형부품 등의 생산시 무인화를 이룰 수 있으며, 이에 따라 인력절감으로 인한 원가절감효과가 극대화되고, 부품의 호환성이 극대화되며, 특히, 소형부품의 연속생산시 코일타잎으로 권취된 봉재를 풀어주는 코일러와 봉재를 직선으로 펴주는 직선기등을 연계시켜 사용하면 봉재가 소진될 때까지 완전무인화가 가능하여 더더욱 크게 무인화, 자동화로 인한 원가절감효과를 기대할 수 있게 되는 등의 효과가 따르는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 단능반에 있어서,

   외주면에 "V"형 또는 "U"형 요홈을 가지며 모터(12)에 의해 회전되고 엔코더(13)에 의해 회전수가 측정되는 하부 휠(11)과, 상기 하부휠(11)의 상부에 위치하여 에어실린더(14)에 의해 승강하되, 봉재(15)를 공급시킬 때는 하부휠(11)에 안착된 봉재(15)에 밀착되고 후술하는 콜릿척(21)이 봉재(15)를 회전시킬 때는 상승되게 한 상부 휠(16)로 이루어지는 봉재공급부(1);와,

   봉재가 관통공급되면서 가공시에는 견고하게 물어 회전시켜줄수 있도록 된 콜릿척(21)과, 상기 콜릿척(21)의 후미에 장착되어 조오를 자동으로 오므리거나 벌려주는 에어실린더(22) 및 콜릿척 작동간(23)과, 상기 콜릿척 작동간(23) 끝단을 지지하는 고정간(24)으로 이루어지는 척킹부(2);와,

   각면마다 바이트(31)를 장착고정시키며 상면 중심에 회전실린더(33)를 장착한 바이트 장착대(32)와, 상기 바이트 장착대(32)가 안착고정되며 에어실린더(34)(35)에 의해 x측방향 및 y측방향으로 이송시킬 수 있도록 x측 및 y측 슬라이드프레임(34')(35')위에 안착구성된 절삭부(3);와,

   기대(6)위에 장착되어 절삭부(3)가 이송안내되도록 하는 안내레일(61);과,

   상기 안내레일(61)의 끝단, 즉 척킹부(2)와 대향하는 부분에 장착되고 선단에 드릴(52)이 장착되며 에어실린더(51)에 의해 전후진 하는 드릴(52)이 장착된 드릴장착부(5);와,

   상기 척킹부(2)의 소정위치와 절삭부(3)의 y측 방향 후미에 장착하여 절삭부(3)가 x측방향으로 에어실린더(34)에 이송될 때와 에어실린더(35)에 의해 y측 방향으로 전진할 때 제어 및 충격흡수가 이루어지게 한 스톱퍼(71)(72)와,

   상기 봉재공급부(1)와 척킹부(2), 그리고 절삭부(3) 및 드릴장착대(5)를 제어하도록 PLC방식의 프로그램이 내장된 콘트롤 박스(4)로 이루어짐을 특징으로 하는 다기능 단능반.

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