KR20090011238A

KR20090011238A - 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치

Info

Publication number: KR20090011238A
Application number: KR1020070074624A
Authority: KR
Inventors: 유재성
Original assignee: 주식회사 하나컴머셜
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-02-02
Also published as: KR100907828B1; JP4688891B2; TW200904567A; TWI333436B; JP2009028887A

Abstract

본 발명은 드릴이나 리머, 탭 등의 절삭공구용 샤프트를 제조하기 위한 것으로서, 특히 단부에 초경팁이 용접된 샤프트를 대량으로 자동 생산할 수 있는 것으로, 샤프트와 초경팁의 정렬 공급과 이들의 용접 및 용접된 초경샤프트의 배출과 동시에 용접부의 검사공정, 검사종료된 초경샤프트의 선별 수거까지 전공정이 자동화 시스템에 의해 순차적으로 진행되므로, 대량의 초경샤프트를 고속으로 생산할 수 있으면서도 극히 소수의 작업자 또는 작업자 단독으로도 생산이 가능하여 매우 합리적인 것이며, 초경팁이 용접된 샤프트의 용접부분을 로드셀에 의해 강도테스트를 거쳐 양질의 완성품만을 선별하여 수거하므로 뛰어난 품질안정성을 유지할 수 있는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치에 대한 것이다.

샤프트, 초경팁, 용접, 배출, 검사, 수거

Description

초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치 {Apparatus for manufacturing shaft of cutting cutting tools having cemented-carbide tip}

본 발명은 드릴이나 리머, 탭 등의 절삭공구용 샤프트를 제조하기 위한 것으로서, 특히 장치의 양측으로부터 샤프트와 초경팁을 트랙가이드를 통해 단일 개체의 형태로 운반하고, 운반된 샤프트와 초경팁을 클램핑수단에 의해 이동시켜, 플럭스 도포공정과 용접칩 부착공정 및 수직의 샤프트와 초경팁의 용접공정을 통해 우수한 품질을 갖는 절삭공구용 샤프트를 대량으로 제조하기 위한 것이다.

일반적으로 절삭공구는 선반(旋盤)이나 밀링머신 또는 보링머신 등 절삭가공용 공작기계에 부착하는 각종 바이트와 커터 등이 있다.

즉 상기한 바이트나 커터, 드릴, 리머, 탭, 호브 등 사용목적에 따라 그 종류와 모양이 다양하다.

이와 같은 절삭공구에 있어서, 드릴이나 리머, 탭 등은 원기둥 형상의 샤프트로 이루어져 있는 것으로서, 초기에는 탄소강을 주로 사용하였으나 이후 고속도 강으로 대체되어 우수한 물리적 강도를 갖게 되었다.

또한, 근자에 들어서는 상기한 절삭공구를 초경합금으로 대체하고 있는 것으로서, 초경합금은 가공성이 까다롭고 고가이므로 통상적으로 탄소강 등의 메인 샤프트의 단부에 초경팁을 용접하여 사용하는 것이 가장 보편적이다.

이와 같은 초경팁을 갖는 절삭공구는 절삭이 어려웠던 망간강이나 냉강주철(冷鋼鑄鐵:chilled cost iron)과 같은 것도 쉽게 절삭할 수 있으며, 1,000℃나 되는 고온에서도 물러지지 않으므로, 탄소강의 20배와 고속도강의 4배인 절삭속도로 사용할 수 있는 특징을 갖는 것이다.

이러한 초경팁을 갖는 절삭공구를 제작하기 위해서는 우선 다소 무른 성질의 탄소강과 같은 재질로 된 샤프트를 구비한 상태에서 그 샤프트의 일단에 초경팁을 용접 형성한 후, 상기한 초경팁을 원하는 절삭공구의 형상으로 가공하여 완성하게 되는 것이다.

즉, 상기한 바와 같은 절삭공구용 샤프트는 수작업 또는 기계장치에 의해 생산되는 것인데, 수작업에 의존할 경우에는 샤프트와 초경팁을 지그를 통해 고정시킨 상태에서 이들 단부를 서로 근접시켜가면서 해당 면접 단부를 용접하여 연결하는 것이며, 기계장치의 의할 경우에는 작업자의 개별적인 샤프트와 초경팁의 공급이 이루어지면 상기한 기계장치에서 해당의 샤프트와 초경팁의 단부를 전기적 가열에 의해 용접되게 하는 것으로서, 이들 용접칩은 통상적으로 은(Ag)이 이용되고 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 절삭공구용 샤프트의 제조과정은 원시적인 수작업이나 반자동 형태 즉, 작업자에 의해 소재의 공급 및 단계별 장치의 제어가동을 조작해주어야 하므로 그 생산성이 크게 떨어지면서도 안정적인 품질을 유지하지 못하는 결과를 낳게 되는 것이다.

즉, 수작업에 의존하는 경우에는 작업자가 일일이 낱개의 샤프트와 초경팁을 손으로 집어 이들을 용접하여야 하므로 극히 저조한 생산성에 비하여 고도의 인건비가 지출되므로 매우 비경제적인 것이며, 작업자의 육안이나 용접 기술만으로 제작되는 샤프트는 품질 안정성의 측면에서도 매우 불합리하여 지속적으로 고품질의 초경 샤프트를 생산하지 못하고 있는 것이다.

또한, 기계장치를 이용한 샤프트 역시 용접 등의 단순 공정만을 기계장치에 의해 수행되므로 샤프트와 초경팁은 여전히 작업자가 개별적으로 투입 또는 공급해 주어야 하면서도, 용접을 수행하기 위한 용접칩이나 플럭스 도포 공정 역시 작업자에 의해 선행된 상태이어야 기계장치를 이용한 용접이 이루어지므로 매우 번거로우면서도 비능률적인 작업이 이루어지고 있는 것이다.

특히, 상기와 같이 제조된 초경바이트는 용접 외관이 불량하여 상품성을 저하시키면서도, 용접 부위를 검사하기 위한 별도의 로드셀 테스트 공정을 수행하여야 하므로 많은 공정과 소재의 이동 및 운반으로 인하여 생산성 및 품질 저하의 원인이 되고 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 장치본체의 양측으로부터 샤프트와 초경팁이 각각 정렬 공급되게 하고, 공급되는 샤프트의 이동 경로상에 그 샤프트의 선단에 플럭스 도포 및 용접칩을 부착 형성한 상태에서 이들을 수직 방향으로 용접한 후, 이들 취출 및 용접 상태의 검사공정까지 연속적으로 수행되게 함으로써, 수작업이 전혀 없는 완전 자동화 시스템에 의해 대량으로 초경샤프트를 제조할 수 있게 한 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 장치본체의 일측으로부터 샤프트를 정렬 공급하기 위한 샤프트공급수단과; 그 샤프트공급수단으로부터 배출되는 샤프트의 방향성을 검출하여 트랙가이더로 선별 공급하는 방향검출수단과; 상기한 샤프트를 클램핑하여 이동하기 위한 클램핑수단과;

상기 클램핑수단의 이동 경로상에 설치된 플럭스도포수단 및 용접칩공급수단과; 장치본체의 타측으로부터 초경팁을 정렬 공급하기 위한 초경팁공급수단과;

상기 샤프트와 초경팁을 용접하기 위한 용접수단과; 용접된 초경샤프트를 인출하여 용접 테스트를 수행하는 검사수단과; 검사 종료된 초경샤프트를 수거하기 위한 배출수단에 의해 이루어지는 것이다.

이상과 같은 본 발명 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치는, 단부에 초경팁이 용접된 샤프트를 대량으로 자동 생산할 수 있는 것으로, 샤프트와 초경팁의 정렬 공급과 이들의 용접 및 용접된 초경샤프트의 배출과 동시에 용접부의 검사공정, 검사종료된 초경샤프트의 선별 수거까지 전공정이 자동화 시스템에 의해 순차적으로 진행되므로, 대량의 초경샤프트를 고속으로 생산할 수 있으면서도 극히 소수의 작업자 또는 작업자 단독으로도 생산이 가능하여 매우 합리적인 것이며, 초경팁이 용접된 샤프트의 용접부분을 로드셀에 의해 강도테스트를 거쳐 양질의 완성품만을 선별하여 수거하므로 뛰어난 품질안정성을 유지할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 전체 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 평면 전체도이다.

본 발명은, 장치본체(1)의 일측에는 샤프트공급수단(10)이 장착되어 이를 통해 샤프트(2)가 장치본체(1)의 중앙을 향하여 순차 공급되게 하고, 장치본체(1)의 타측에는 초경팁공급수단(20)을 장착하여 이를 통해 초경팁(3)이 장체본체(1)의 중앙을 향하여 순차 공급되게 하며,

상기한 장치본체(1)의 중앙부에는 용접수단(30)과 용접칩공급수단(40) 및 제1플럭스공급수단(50)과 제2플럭스공급수단(60)을 각각 장착하여,

상기 샤프트공급수단(10)으로부터 제공되는 샤프트(2)는 제1클램핑장치(70)에 의해 용접수단(30)으로 이동되는 과정에서 제1플럭스공급수단(50)에 의해 일단에 플럭스가 도포되게 하고, 그 플럭스의 상부에는 용접칩공급수단(40)에 의한 용접칩(4)이 부착되게 하며, 상기 용접칩(4)의 상부에는 제2플럭스공급수단(60)에 의해 재차 플럭스가 도포되게 하여, 제2클램핑장치(80)에 의해 운반된 초경팁(3)과 상기한 샤프트(2)를 용접수단(30)에 서로 용접되게 하며,

서로 용접된 샤프트(2)와 초경팁(3)으로 된 초경샤프트(5)는 별도의 검사배출수단(90)에 의해 장치본체(1)로부터 검사 및 배출되게 구성한 것이다.

이를 보다 상세히 설명하면, 장치본체(1)의 일측에는 일정길이의 모재인 샤프트(2)를 연속적으로 공급하기 위한 샤프트공급수단(10)이 장착되어 있는 것인데, 상기한 샤프트공급수단(10)은 상기한 샤프트(2)가 배출되기 위한 배출로의 역할을 하는 나선홈(11)을 갖는 진동배출장치(12)로 이루어져 있어 상기한 진동배출장치(12)에 전원이 인가되어 진동상태로 구동하게 되면 그 진동에 의해 진동배출장치(12) 내의 샤프트(2)는 상기한 나선홈(11)을 따라 점진적으로 이동하여 배출되는 것이다.

이와 같은 나선홈(11)의 배출단부에는 상기한 장치본체(1)의 중앙을 향하는 트랙가이드(13)가 장착되어 있는 것으로서, 트랙가이드(13)를 하향 경사상으로 형성한 상태에서 상기한 진동배출장치(12)로부터 진동이 전달되게 하면 트랙가이드(13) 내에 일렬로 위치하는 샤프트(2)가 점진적으로 이동 배출되는 것이다.

이때, 도 3a의 도시와 같이 상기한 나선홈(11)과 트랙가이드(13)의 경계 단부에는 상기한 샤프트(2)가 삽입되기 위한 가이드홈(16)을 갖는 유동블럭(17)이 장착되어 있는 것으로서, 상기한 나선홈(11)의 단부와 트랙가이드(13)는 서로 어긋나 배치된 상태에서 상기한 유동블럭(17)이 전,후방향으로 이동하면서 나선홈(11)을 통해 가이드홈(16) 내측으로 진입한 샤프트(2)는 상기한 유동블럭(17)을 후퇴시켜 트랙가이드(13)와 일치되게 하여 그 가이드홈(16) 내의 샤프트(2)를 트랙가이드(13)로 진입 공급하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 유동블럭(17)은 제1실린더(18)의 구동에 의한 것으로서, 상기한 제1실린더(18)의 일측부에는 수직방향의 제2실린더(18')와 수평방향의 제3실린더(18")가 장착되어 있어 이들의 작동에 의해 방향성을 갖는 샤프트(2)의 역방향 진입을 검출 및 이를 제거하는 역할을 하는 것인데,

도 3b의 도시와 같이 상기한 유동블럭(17)의 가이드홈(16) 내측으로 나선홈(11)으로부터 이동하는 샤프트(2)가 위치하게 되면 이를 별도의 방향감지센서(S)에 의해 샤프트(2)의 정방향 또는 역방향 상태를 인지하게 되는 것이며, 정방향인 경우에는 제1실린더(18)를 구동하여 가이드홈(16)과 트랙가이드(13)가 일치되게 한 상태에서 제2실린더(18')의 상하작동축(19)을 하강시킨 상태에서 제3실린더(18")를 작동하여 그 제2실린더(18') 및 상하작동축(19)이 트랙가이드(13)를 향하여 전진되게 하므로 결국 유동블럭(17)의 가이드홈(16) 내에 위치한 샤프트(2) 를 트랙가이드(13)로 공급하게 되는 것이다.

반면에, 상기한 방향감지센서(S)에 의해 가이드홈(16) 내의 샤프트(2)가 역방향으로 감지되는 경우에는 제1실린더(18)의 작동을 통해 유동블럭(17)을 트랙가이드(13)와 일치되게 한 상태에서 제3실린더(18")를 우선 작동하여 제2실린더(18')가 전진되게 하고, 이와 같은 상태에서 제2실린더(18')를 작동시켜 그 상하작동축(19)이 하강되게 하는 것이며, 이에 상기한 제3실린더(18")를 역진 구동시켜 하강된 상하작동축(19)에 의해 유동블럭(17)의 가이드홈(16) 내에 위치하고 있는 역방향의 샤프트(2)를 후측방향으로 배출 및 제거하는 것이다.

이에 따라 상기한 유동블럭(17)과 방향감지센서(S) 및 이들과 함께 유기적으로 작동하는 제1실린더 내지 제3실린더에 의해 항상 정방향으로 위치한 샤프트(2) 만을 연속 공급하게 되므로 방향성을 갖는 샤프트에 매우 합리적인 것이다.

또한, 상기한 트랙가이드(13)의 단부에는 직교방향으로 회전하는 회전구동체(14)가 위치하고 있어 상기한 트랙가이드(13)를 통해 이동하는 샤프트(2)를 하측으로 낙하 운반하는 역할을 하는 것인데, 상기한 회전구동체(14)에는 트랙가이드(13) 내의 샤프트(2)와 일치하는 안내공(15)이 관통 형성되어 있으므로, 트랙가이드(13)를 따라 이동하는 샤프트(2)는 상기 회전구동체(14)의 안내공(15)으로 삽입되는 것이며, 샤프트(2)가 삽입하게 되면 그 회전구동체(14)는 하향 회전을 하여 그 안내공(15) 내의 샤프트(2)를 일정한 위치로 낙하시키는 것이다.

이와 같은 샤프트공급수단(10)으로부터 제공되는 샤프트(2)는 제1클램핑장치(70)에 의해 장치본체(1) 중앙부의 용접수단으로 이동되는 것인데, 상기한 제1클램핑장치(70)는 상기한 샤프트(2)를 취부할 수 있는 클램퍼(71)를 갖고 그 클램퍼(71)는 써보모터(72)에 의해 장치본체(1)의 중앙을 향하여 횡방향으로 이동하는 것인데, 도 4a의 도시와 같이 상기와 같은 샤프트공급수단(10)의 회전구동체(14)로부터 낙하하는 샤프트(2)는 수직의 안내관(74)을 통해 일정한 위치로 자유 낙하하게 되고 그 안내관(74)의 하측에는 별도의 받침대(75)가 형성되어 있어 상기와 같은 안내관(74)을 통해 낙하하는 샤프트(2)가 멈춰 도 4b의 도시와 같이 상기한 제1클램핑장치(70)의 클램퍼(71) 내에 위치할 수 있게 하는 것이다.

이와 같이 상기한 제1클램핑장치(70)에 의해 샤프트(2)가 클램핑 취부되면 그 제1클램핑장치(70)는 써보모터(72)에 의해 장치본체(1)의 중앙부를 향하여 이동하게 되는 것인데 그 이동경로상에는 플럭스도포수단과 용접칩공급수단이 형성되어 있어 이들에 의해 상기한 샤프트(2)의 선단에 플럭스와 용접칩이 각각 도포 및 부착된 상태를 갖게 되는 것이다.

즉, 상기한 장치본체(1)에는 서로 이격된 제1플럭스도포수단(50)과 제2플럭스도포수단(60)이 장착되어 있는 것으로서, 이들 플럭스도포수단은 승강실린더(51)에 의해 상하방향으로의 이동이 가능한 것이다.

이에 따라 상기한 제1클램핑장치(70)에 의해 클램핑되어 이동하는 샤프트(2)는 도 5a의 도시와 같이 우선 제1플럭스도포수단(50)의 하측으로 이동하게 되고 이동이 종료되면 상기한 제1플럭스도포수단(50)이 하강하여 샤프트(2)의 선단에 점액 상의 플럭스를 일차적으로 도포하게 된다.

이와 같은 1차 플럭스 도포공정이 이루어지면 상기한 제1클램핑장치(70)는 이들 제1플럭스도포수단(50)과 제2플럭스도포수단(60)의 사이에 위치하여 멈추게 되는데, 이와 같은 멈춤상태에서는 별도의 용접칩공급수단(40)이 상기한 제1클램핑장치(70)로 접근하여 상기와 같이 1차 플럭스가 도포된 샤프트(2)의 선단에 용접칩(4)을 올려놓게 된다.

즉, 상기한 용접칩공급수단(40)은 도 6a의 도시와 같이 권취롤(42)로부터 띠 형태로 된 용접밴드(41)가 공급되면 하부의 실린더(43)가 상승하여 그 선단의 펀치(44)가 상승하게 하고, 펀치(44)의 상승에 따라 편치(44)의 상부면으로 돌출된 상태의 용접밴드(41)를 소정의 크기로 절단하여 용접칩(4)이 형성되게 하는 것이다.

이와 같이 절단된 용접칩(4)은 상기한 용접칩공급수단(40)의 흡착대(47) 하단에 흡입공기에 의해 부착되는 것인데, 상기한 흡착대(47)는 펀치(44)의 상부에 위치한 승강슬린더(46) 상에 결합되어 있으므로 상기와 같이 펀치(44)의 상승에 의해 용접칩(4)이 형성되면 승강실린더(46)의 하강과 동시에 흡착대(47)의 석션작용으로 인해 그 용접칩(4)이 흡착대(47)의 하단에 부착되게 하는 것이다.

이와 같은 상태에서 도 6b의 도시와 같이 상기한 승강실린더(46) 및 흡착대(47)가 고정된 전후실린더(48)를 작동하여 상기한 흡착대(47)의 하단이 1차 플럭스가 도포된 샤프트(2)의 선단으로 이동되게 한 후, 그 흡착대(47)의 진공력을 해제하면 흡착대(47)로부터 용접칩(4)이 분리되면서 상기한 샤프트(2) 선단의 1차 플럭스 도포층에 부착되는 것이다.

이때 상기한 1차 도포된 플럭스는 점성을 갖고 있으므로 상기한 용접칩(4)의 용이한 부착이 가능한 것으로서, 상기한 용접칩(4)은 비교적 저점에서도 용융될 수 있는 은(Ag) 등의 소재를 사용하는 것이 이상적이다.

이와 같이 상기한 용접칩(4)이 샤프트(2)의 선단에 올려지면 제1클램핑장치(70)는 도 5b의 도시와 같이 제2플럭스도포수단(60)의 하측으로 이동하여 그 용접칩(4)의 상부 표면에 플럭스를 재차 도포하게 된다.

이렇게 플럭스 도포공정 및 용접칩 부착공정이 종료된 상태의 샤프트(2)는 제1클램핑장치(70)를 용접수단(30)의 하측으로 이동하기 위한 제3클램핑장치(110)로 옮겨지게 되는데, 상기한 제3클램핑장치(110)는 클램퍼(111)와 실린더(112) 및 엑츄에이터(113)로 이루어져 있는 것으로서, 상기한 실린더(112)는 클램퍼(111)를 승강시킬 수 있도록 하향 장착되어 있는 것이다.

즉, 플럭스 도포공정 및 용접칩 부착공정이 종료된 상태의 샤프트(2)가 제1클램핑장치(70)의 이동에 의해 제3클램핑장치(110)로 옮겨오면 상기한 제3클램핑장치(110)의 실린더(112)가 하강하여 그 클램퍼(111)에 의해 상기한 샤프트(2)를 취부함과 동시에 제1클램핑장치(70)의 고정력을 해제하게 된다.

이후 상기한 제1클램핑장치(70)는 새로운 샤프트를 취부하기 위해 샤프트공급수단(10)으로 후진 이동하게 되고 상기한 제3클램핑장치(110)는 엑츄에이터(113)에 의해 용접수단(30)을 향하여 이동을 하게 되는 것이다.

이때, 상기한 용접수단(30)의 하측에는 제4클램핑장치(180)가 구비되어 있어 상기한 제3클램핑장치(110)로부터 제공된 샤프트(2)를 취부하여 용접할 수 있는 대기상태가 되게 하는 것으로서, 제4클램핑장치(180) 역시 클램퍼(181)와 그 클램퍼(181)를 승강시키기 위한 실린더(182)로 이루어져 있는 것이다.

이상의 작동 설명에서는 샤프트(2)가 공급되어 그 선단에 플럭스와 용접칩이 부착되어 용접수단(30)의 하부까지 위치하는 과정을 설명하였고, 이후부터는 장치본체(1)의 타측으로부터 제공되는 초경팁(3)의 이동 및 용접수단(30)의 상부까지 위치하는 과정을 설명한다.

전기한 장치본체(1)의 다른 측에는 도 7a의 도시와 같이 초경팁공급수단(20)이 장착되어 있는 것인데, 상기한 초경팁공급수단(20)은 일정길이를 갖는 초경팁(3)을 정렬 배출하여 전기한 샤프트(2)의 선단에 용접되게 하기 위한 공급장치로서, 초경팁(3)이 수용된 진동배출장치(22)에는 나선홈(21)이 형성되어 있어 진동배출장치(22)의 구동에 따라 상기한 초경팁(3)은 나선홈(21)을 통해 정렬 상태로 점진 배출되는 것이다.

이와 같은 나선홈(21)의 배출단부에는 장치본체(1)의 중앙부를 향하는 트랙가이드(23)가 형성되어 있고 그 트랙가이드(23)는 단부가 하향된 경사형태를 갖고 있어 진동배출장치(22)로부터 배출되는 초경팁(3)은 진동과 경사에 의해 자연스럽게 이동하게 된다.

이와 같은 트랙가이드(23)의 단부에는 상기한 초경팁(3)이 삽입되게 한 유도 관(24)이 형성되어 있는 것으로서, 상기한 유도관(24)은 하단이 하측을 향하도록 절곡 형성되어 있어 수평형태로 이동하는 초경팁(3)이 그 유도관(24)으로 진입하면서 유도관(24)의 절곡방향에 의해 수직으로 낙하되는 것이다.

또한, 상기한 초경팁공급수단(20)의 유도관(24) 하단에는 낙하하는 초경팁(3)을 취부하기 위한 제2클램핑장치(80)가 장착되어 있는 것으로서, 도 7b의 도시와 같이 엑츄에이터(82)에 의해 장치본체(1)의 중앙부를 향하여 이동하는 클램퍼(81)로 된 제2클램핑장치(80)는 샤프트의 선단에 초경팁을 용접하기 위한 용접수단(30)으로의 운반을 담당하게 된다.

이때, 상기한 제2클램핑장치(80)의 이동 단부에는 도 8a의 도시와 같이 상기한 초경팁(3)을 상하방향으로 승강시키기 위한 제5클램핑장치(120)가 장착되어 있는 것으로서, 제5클램핑장치(120)의 클램퍼(121)를 이용하여 상기 제2클램핑장치(80) 내의 초경팁(3)을 전달 취부하여 별도의 승강실린더(122)에 의해 그 초경팁(3)을 용접수단(30)으로부터 승강시키면서 샤프트(2)의 선단에 용접이 이루어지게 하는 것이다.

이와 같이 상기한 제4클램핑장치(180)에 의해 샤프트(2)가 수직으로 위치되고, 그 수직 상부에는 제5클램핑장치(120)에 의해 초경팁(3)이 위치되게 한 상태에서, 도 8b의 도시와 같이 그 중간부에 형성된 용접수단(30)을 통해 상기한 샤프트(2)와 초경팁(3)을 서로 근접시켜 이들이 견고하게 용접되게 하면 되는 것이다.

즉, 상기한 용접수단(30)은 코일상의 용접링(31)을 갖는 히터선(32)으로 이 루어져 있는 것으로서, 제4클램핑장치(180)를 상승시킴과 동시에 제5클램핑장치(120)를 하강시키면 이들에 의해 각각 취부 고정된 상태의 샤프트(2)와 초경팁(3)의 선,하단이 서로 접근하게 되는 것이며,

전원이 인가되어 고온의 열기를 갖는 용접링(31)에 의해 샤프트(2) 선단의 용접칩(4)은 용융상태가 됨과 동시에 상측으로부터 하강하는 초경팁(3)의 저면에 용접되는 것이다.

이때, 상기한 플럭스는 용접칩(4)을 부착 운반하는 역할과 동시에 상기한 샤프트(2)와 초경팁(3)의 용접시 그 용접칩(4)이 이들 샤프트(2)와 초경팁(3)에 보다 빠르고 안정적으로 접합되게 하는 역할을 하는 것이다.

또한, 상기와 같은 용접공정에 있어서 샤프트(2)의 선단과 초경팁(3)의 하단을 서로 긴밀하게 밀착하여 용접하는 경우에는 용융상태의 용접칩(4)이 외면으로 돌출되거나 흘러내릴 수 있으므로 용융상태의 용접칩(4)에 의해 샤프트(2)와 초경팁(3)이 용접된 상태에서 상기한 용융상태의 용접칩(4)이 이들 소재의 외경과 일치될 수 있을 정도의 이격 간격을 갖도록 조절하여 용접하면 그 용접부가 보다 매끄러운 외관 및 우수한 용접품질을 갖도록 제작할 수 있는 것이다.

이와 같이 용접이 종료되면 상측의 제5클램핑장치(120)는 고정력을 해제함과 동시에 제4클램핑장치(180)의 하측에 위치한 승강수단(100)이 상승하여 제4클램핑장치(180)로부터 용접 상태의 초경샤프트(5)를 전달받게 된다.

즉, 상기한 승강수단(100)은 선단 일측이 개방된 안치홈(101)을 갖는 출몰축(102)이 형성되어 있고, 그 출몰축(102)은 하부의 승강실린더(103)로부터 작동되는 것인데, 상측의 제4클램핑장치(180)의 고정력이 해제되면 초경샤프트(5)는 낙하하여 그 하단이 상기한 출몰축(102)의 안치홈(101)으로 삽입되는 것이며, 상기한 출몰축(102) 상부 일측에는 별도의 고정실린더(104)가 결합되어 있으므로 그 초경사프트(5)의 낙하와 동시에 고정실린더(104)가 작동하여 안치홈(101) 내의 초경샤프트(5)를 견고하게 고정시키게 된다.

이렇게 상기한 초경샤프트(5)를 고정한 상태에서 상승상태의 출몰축(102)을 하강시켜 이를 검사 및 배출할 수 있는 대기 상태가 되게 하는 것이다.

용접이 종료된 상태의 초경샤프트(5)를 배출 및 검사하기 위한 검사배출수단(90)은 크게 제6클램핑장치(130) 및 제7클램핑장치(140)와, 검사장치(150) 및 취출장치(160)와 수거장치(170)에 의해 이루어지는 것으로서,

상기한 제6클램핑장치(130)는 승강수단(100)의 출몰축(102)에 고정된 상태의 초경샤프트(5)를 클램핑하여 검사배출수단(90)으로 운반하기 위한 것으로서, 역시 초경바이트(5)를 취부하기 위한 클램퍼(131)와 그 클램퍼(131)를 슬라이딩시키기 위한 엑츄에이터(132)로 이루어져 있는 것인데, 제6클램핑장치(130)는 도 9a의 도시와 같이 용접된 초경샤프트(5)를 검사 및 배출과 수거수단으로 운반하는 역할을 하게 된다.

상기와 같은 제6클램핑장치(130)에 의해 장치본체(1)의 전면을 향하여 이동된 초경샤프트(5)는 제6클램핑장치(130)의 클램핑 해제에 의해 하측으로 낙하하는 것인데, 그 낙하위치에는 별도의 제7클램핑장치(140)가 마련되어 있어 제7클램핑장치(140)의 클램퍼(141)를 통해 상기한 초경바이트(5)의 하단을 견고하게 취부하는 것이며, 그 클램퍼(141)는 별도의 승강실린더(142)에 의해 상하 방향으로의 승강이 가능한 것으로서, 도 9b의 도시와 같이 승강작동을 통해 상기한 제6클램핑장치(130)로부터 초경바이트(5)를 용이하게 전달받아 클램핑하고 있게 된다.

이와 같은 제7클램핑장치(140)의 일측에는 별도의 검사장치(150)가 구비되어 있는 것으로서, 상기한 검사장치(150)는 로드셀(151)을 갖는 검사실린더(152)로 이루어져 있는 것으로서, 그 검사실린더(152)를 작동시키면 로드셀(151)이 전진하면서 제7클램핑장치(140) 내의 초경바이트(5)에 측면으로부터의 압력을 가하게 되므로 상기한 로드셀(151)에 작용하는 압력이 기준치를 안정적으로 유지하는 경우에는 적합한 용접상태로 인지하게 되며 로드셀(151)에 작용하는 압력이 기준치 이하일 경우에는 불량상태의 용접으로 파악하여 이를 선별 수거하게 된다.

즉, 상기와 같은 검사공정이 종료되면 제7클램핑장치(140)의 클램퍼(141) 고정력이 해제되어 상기한 초경바이트(5)가 분리될 수 있는 상태가 되는 것이며, 고압의 에어를 토출하는 에어관으로 된 취출장치(160)를 통해 상기한 초경바이트(5)는 제7클램핑장치(140)의 일측으로 분리 배출되는 것이다.

또한, 상기한 제7클램핑장치(140)의 배출측에는 도 10의 도시와 같이 상기한 초경바이트(5)를 수거하기 위한 수거장치(170)가 마련되어 있는 것인데, 상기한 수거장치(170)는 상기한 취출장치(160)의 일측에 그 선단이 위치한 배출관(171)으로 구성되어 고압의 에어에 의해 배출되는 초경바이트(5)는 상기한 배출관(171)의 내 측으로 투입되어 낙하되는 것이다.

이때, 상기한 배출관(171)의 하단은 나선코일관(172)이 연결 형성되어 있고, 그 나선코일관(172)에는 분리실린더(173)가 결합되어 있으므로, 장치본체(1)에 고정 설치된 분리실린더(173)가 작동을 하게 되면 상기한 나선코일관(172)의 하단 위치를 가변시키게 되므로 결국 나선코일관(172)의 하단 위치에 따라 분리 구획된 수거함(174)의 내측으로 상기한 초경바이트(5)가 배출 수거되는 것이다.

즉, 상기한 나선코일관(172) 및 분리실린더(173)는 전기한 검사장치(150)에 의한 측정 데이터를 기준으로 양품인 경우에는 분리실린더(173)를 전진 작동시켜 양품을 수거하기 위한 수거함(174)의 구획공간으로 투입되게 하는 한편, 불량품인 경우에는 분리실린더(173)를 역진 작동시켜 불량품을 수거하기 위한 구획공간으로 선별 수거되게 하는 것이다.

이에 따라 단일의 기계장치만으로도 샤프트와 초경팁의 공급과 용접이 완료되면서도 용접 상태의 초경바이트를 검사하여 불량품 또는 양품을 자동으로 선별 수거하므로 뛰어난 생산성은 물론 고도의 품질 안정성과 함께 고속 생산이 가능한 특징을 갖는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 전체 정면도

도 2는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 평면 전체도

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 샤프트공급수단 작동도로서,

도 3a는 샤프트의 이송상태를 도시한 사시도

도 3b는 샤프트의 선별 공급상태를 도시한 사시도

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 샤프트 클램핑수단의 작동도로서,

도 4a는 공급된 샤프트의 낙하상태도

도 4b는 낙하 공급된 샤프트를 클램핑하는 과정도

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 플럭스 도포 공정도로서,

도 5a는 샤프트의 선단에 일차 플럭스를 도포하는 과정도

도 5b는 플럭스와 용접칩을 갖는 샤프트를 이송하는 과정도

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 용접칩 공급수단의 상세도로서,

도 6a는 용접밴드의 절단 상태의 수단 사시도

도 6b는 절단된 용접칩을 샤프트의 선단에 올려놓는 상태의 사시도

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 초경팁공급 수단 작동도로서,

도 7a는 초경팁의 이송상태를 도시한 사시도

도 7b는 초경팁의 공급상태를 도시한 사시도

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 용접공정을 보인 상세도로서,

도 8a는 샤프트와 초경팁이 공급되는 과정도

도 8b는 샤프트와 초경팁을 수직으로 근접시켜 용접시키는 과정도

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 인출 및 검사부 상세도로서,

도 9a는 용접된 초경샤프트의 인출 과정도

도 9b는 초경샤프트의 용접 검사 상태의 상세도

도 10은 본 발명에 의한 절삭공구용 샤프트 제조장치의 배출수단 상세도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 장치본체 2 : 샤프트

3 : 초경팁 4 : 용접칩

5 : 초경샤프트

10 : 샤프트공급수단 20 : 추경팁공급수단

30 : 용접수단 40 : 용접칩공급수단

50 : 제1플럭스공급수단 60 : 제2플럭스공급수단

70 : 제1클램핑장치 80 : 제2클램핑장치

90 : 검사배출수단 100 : 승강수단

110 : 제3클램핑장치 120 : 제5클램핑장치

130 : 제6클램핑장치 140 : 제7클램핑장치

150 : 검사장치 160 : 취출장치

170 : 수거장치 180 : 제4클램핑장치

Claims

장치본체(1)의 일측에는 샤프트공급수단(10)이 장착되어 이를 통해 샤프트(2)가 장치본체(1)의 중앙을 향하여 순차 공급되게 하고, 장치본체(1)의 타측에는 초경팁공급수단(20)을 장착하여 이를 통해 초경팁(3)이 장체본체(1)의 중앙을 향하여 순차 공급되게 하며,

상기한 장치본체(1)의 중앙부에는 용접수단(30)과 용접칩공급수단(40) 및 제1플럭스공급수단(50)과 제2플럭스공급수단(60)을 각각 장착하여,

상기 샤프트공급수단(10)으로부터 제공되는 샤프트(2)는 제1클램핑장치(70)에 의해 용접수단(30)으로 이동되는 과정에서 제1플럭스공급수단(50)에 의해 일단에 플럭스가 도포되게 하고, 그 플럭스의 상부에는 용접칩공급수단(40)에 의한 용접칩(4)이 부착되게 하며, 상기 용접칩(4)의 상부에는 제2플럭스공급수단(60)에 의해 재차 플럭스가 도포되게 하여, 제2클램핑장치(80)에 의해 운반된 초경팁(3)과 상기한 샤프트(2)를 용접수단(30)에 서로 용접되게 하며,

서로 용접된 샤프트(2)와 초경팁(3)으로 된 초경샤프트(5)는 별도의 검사배출수단(90)에 의해 장치본체(1)로부터 검사 및 배출되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

샤프트공급수단(10)은,

내측에 나선홈(11)이 형성된 진동배출장치(12)로 이루어지고, 상기 나선홈(11)의 단부에는 장치본체(1)의 중앙을 향하는 트랙가이드(13)가 형성되어, 상기 진동배출장치(12)의 구동에 의해 내측의 샤프트(2)가 나선홈(11)과 트랙가이드(13)를 통해 일렬로 점진 이동되게 하고,

상기한 트랙가이드(13)의 단부에는 상기한 이동상의 샤프트(2)를 하향 낙하시키는 회전구동체(14)를 장착하되, 상기한 회전구동체(14)에는 이동하는 샤프트(2)가 삽입되게 하기 위한 안내공(15)이 관통 형성되어 있어, 그 안내공(15)의 내측으로 샤프트(2)가 삽입되면 회전구동체(14)의 하향 회전을 통해 그 안내공(15) 내의 샤프트(2)가 하향 낙하되도록 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 2항에 있어서,

진동배출장치(12)의 배출단부와 트랙가이드(13)의 진입단부가 서로 엇갈려 배치된 각 단부의 사이에는 가이드홈(16)을 갖는 유동블럭(17)이 제1실린더(18)에 의해 유동되게 하고, 상기 제1실린더(18)의 일측에는 상하작동축(19)을 갖는 제2실린더(18')와 그 제2실린더(18')를 좌우 유동시키는 제3실린더(18")를 각각 장착하여,

방향성을 갖는 샤프트(2)의 이동시 별도의 방향감지센서(S)의 감지를 통해 정상방향인 경우에는 샤프트(2)를 갖는 가이드홈(16)이 트랙가이드(13)와 일치되게 한 상태에서 제2실린더(18')의 선행 작동 후 제3실린더(18")의 작동에 의해 가이드홈(16) 내의 샤프트(2)가 트랙가이드(13)로 전진되게 하고,

방향감지센서(S)에 의해 샤프트(2)의 역방향 진입인 경우에는 샤프트(2)를 갖는 가이드홈(16)이 트랙가이드(13)와 일치되게 한 상태에서 제3실린더(18")의 선행 작동 후 제2실린더(18')의 상하작동축(19)이 하강한 상태로 제3실린더(18")가 역진하여 그 가이드홈(16) 내의 샤프트(2)를 후측으로 제거하도록 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

초경팁공급수단(20)은,

내측에 나선홈(21)이 형성된 진동배출장치(22)로 이루어지고, 상기 나선홈(21)의 단부에는 장치본체(1)의 중앙을 향하는 트랙가이드(23)가 형성되어, 상기 진동배출장치(22)의 구동에 의해 내측의 초경팁(3)이 나선홈(21)과 트랙가이드(23)를 통해 일렬로 점진 이동되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 4항에 있어서,

트랙가이드(23)의 단부에는 하향 절곡된 유도관(24)을 형성하여, 상기한 트랙가이드(23)를 따라 이동하는 초경팁(3)이 유도관(24)의 내측으로 진입하여 그 유도관(24)을 통해 낙하되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

용접수단(30)은,

평면상 원형으로 권취된 용접링(31)을 갖는 히터선(32)으로 이루어져,

상기한 샤프트공급수단(10)으로부터 제공된 샤프트(2)가 상기 용접링(31)의 하측에 위치되고, 상기한 초경팁공급수단(20)으로부터 제공된 초경팁(3)은 용접링(31)의 상측에 위치되게 하여, 상기한 용접링(31)에 의한 고온의 열기에 의해 샤프트(2) 선단의 플럭스와 용접칩을 통해 상,하의 샤프트(2) 및 초경팁(3)이 수직으로 용접되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

샤프트공급수단(10)으로부터 샤프트(2)를 클램핑하여 플럭스 도포 및 용접칩이 접착된 상태의 샤프트(2)는 제1클램핑장치(70)에 의해 용접수단(30)으로 이동되 게 하되, 제1클램핑장치(70)와 용접수단(30)의 사이에는 클램퍼(111)를 갖는 제3클램핑장치(110)가 위치하고, 상기 제3클램핑장치(110)에는 클램퍼(111)를 승강시키기 위한 실린더(112)가 장착되며, 상기 제3클램핑장치(110)는 엑츄에이터(113)에 의해 좌우 슬라이딩되게 하여,

상기 제1클램핑장치(70)에 의해 이동된 샤프트(2)가 상기 제3클램핑장치(110)에 의해 옮겨져 제3클램핑장치(110)를 통해 그 샤프트(2)가 용접수단(10)의 하측에 위치되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 6항에 있어서,

용접수단(30)의 하측에는 상,하 승강 가능한 제4클램핑장치(180)가 위치하여, 상기 제3클램핑장치(110)로부터 제공되는 샤프트(2)를 클램핑하여 상하로 승강되게 구성하되, 상기한 제4클램핑장치(180)는 실린더(182)에 의해 승강 가능한 클램퍼(181)로 이루어짐을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

용접수단(30)의 하부에는 선단에 안치홈(101)을 갖는 출몰축(102)이 결합된 승강실린더(103)에 의한 승강수단(100)을 장착하여, 그 승강수단(100)에 의해 용접이 완료된 초경샤프트(5)의 하단이 상기한 안치홈(101)에 안착되게 하고, 상기 출몰축(102)의 선단에는 상기한 안치홈(101)으로 출몰되게 한 고정실린더(104)를 장착하여, 상기 고정실린더(104)에 의해 안치홈(101) 내의 초경샤프트(5)가 고정되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

용접칩공급수단(40)은,

연속 길이형태의 용접밴드(41)가 감겨진 권취롤(42)로부터 상기한 용접밴드(41)가 인출되어 실린더(43)에 의해 승강하는 펀치(44)로부터 상기 용접밴드(41)가 절단되어 용접칩(4)으로 형성되고, 절단된 용접칩(4)은 승강실린더(46)와 흡착대(47)에 의해 흡착 상승하여 전후실린더(48)를 통해 샤프트(2) 선단으로 이송되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

제1플럭스공급수단(50)과 제2플럭스공급수단(60)은, 승강실린더(51)에 의해 상,하방향으로 상승 또는 하강되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

제1클램핑장치(70)는,

샤프트공급수단(10)으로부터 배출되는 샤프트(2)의 하단을 클램핑하는 클램퍼(71)와 그 클램퍼(71)를 좌,우로 운반하는 써보모터(72)로 이루어짐을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

샤프트공급수단(10)과 제1클램핑장치(70)의 사이에는 수직의 안내관(74)이 형성되어 있고, 그 안내관(74)의 하측에는 낙하되는 샤프트(2)를 받쳐 지지하기 위한 받침대(75)가 돌출 형성됨을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

제2클램핑장치(80)는,

초경팁공급수단(20)으로부터 내출되는 초경팁(3)의 하단을 클램핑하는 클램퍼(81)와 그 클램퍼(81)를 좌,우로 운반하는 엑츄에이터(82)로 이루어짐을 특징으 로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

용접수단(30)의 상측에는 상,하로 승강가능한 제5클램핑장치(120)를 장착하되, 제5클램핑장치(120) 내의 클램퍼(121)는 제2클램핑장치(80)로부터 이동된 초경팁(3)을 전달받아 이를 상기한 용접수단(30)을 향하여 승강실린더(122)에 의해 승강되게 함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 1항에 있어서,

검사배출수단(90)은, 제6클램핑장치(130)와 제7클램핑장치(140) 및 검사장치(150), 취출장치(160), 수거장치(170)로 이루어져,

용접이 완료된 초경샤프트(5)를 상기한 제6클램핑장치(130)에 의해 인출하고, 인출된 초경샤프트(5)는 제6클램핑장치(130)의 클램핑 해제에 의해 하측의 제7클램핑장치(140)에 의해 클램핑되게 하며, 제7클램핑장치(140)에 의해 고정된 상태에서 상기한 검사장치(150)가 동작하여 초경바이트(5)의 용접상태를 검사하며, 검사된 초경샤프트(5)는 취출장치(160)에 의해 배출되고, 배출되는 초경샤프트(5)는 수거장치(170)를 통해 양품과 불량품이 선별 수거되게 할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 16항에 있어서,

제6클램핑장치(130)는, 장치본체(1)의 전면 중앙부에 장착되어 상기한 용접수단(30)으로 전후 슬라이딩 작동되게 하되, 용접된 초경샤프트(5)를 클램핑하기 위한 클램퍼(131)와 그 클램퍼(131)를 전후 작동시키기 위한 엑츄에이터(132)로 이루어짐을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 16항에 있어서,

제7클램핑장치(140)는, 제6클램핑장치(130)의 하측에 이격 형성된 클램퍼(141)에 의해 구성하되, 상기한 클램퍼(141)는 승강실린더(142)에 의해 제6클램핑장치(130)를 향해 상하 승강되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 16항에 있어서,

검사장치(150)는 제7클램핑장치(140)의 일측으로부터 출몰되는 로드셀(151)을 갖는 검사실린더(152)로 이루어져, 제7클램핑장치(140) 상에 고정된 초경샤프트(5)의 측부를 로드셀(151)로 가압하여 상기 로드셀(151)에 작용하는 압력을 비교 하여 그 용접상태가 검사되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 16항에 있어서,

취출장치(160)는, 검사장치(150)로부터 테스트된 초경샤프트(5)는 제7클램핑장치(140)의 해제와 동시에 일측으로부터 고압의 에어를 토출시켜 제7클램핑장치(140) 상의 초경샤프트(5)가 일측으로 배출되게 구성함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.
제 16항에 있어서,

수거장치(170)는, 취출장치(160)에 의해 배출되는 초경샤프트(5)는 하향의 배출관(171)을 통해 낙하되게 하되, 상기한 배출관(171)의 하단에는 나선코일관(172)으로 형성하고, 그 나선코일관(172)의 하단에는 분리실린더(173)를 장착하여, 상기한 분리실린더(173)의 작동에 의해 나선코일관(172)의 하단이 가변 위치되게 하여, 이격된 분리공간을 갖는 수거함(174) 내에 불량품이나 양품이 선별 수거되게 함을 특징으로 하는 초경 팁을 갖는 절삭공구용 샤프트의 제조장치.