KR20090050610A

KR20090050610A - 밸브 바디용 내부 자동사상장치

Info

Publication number: KR20090050610A
Application number: KR1020070117160A
Authority: KR
Inventors: 유승훈
Original assignee: 대광다이캐스트공업(주)
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-05-20

Abstract

본 발명은 밸브 바디용 내부 자동사상장치에 관한 것으로서, 자동차용 변속기 오토미션에 장착되는 밸브 바디의 생산시 발생하는 내부 버르(burr)를 제거하기 위하여 기존의 수사상 작업을 배제하고 이를 자동화시킨 밸브 바디용 내부 자동사상장치에 관한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 4개의 밸브 바디를 동시에 공급할 수 있는 한 쌍의 팔렛 지그와, 상기 팔렛 지그를 180°회전시킬 수 있는 턴테이블 장치와, 상기 밸브 바디가 팔렛 지그에 장착된 상태에서, 툴고정부에 장착된 자동 내부 사상용 가공툴이 구동모터부의 구동에 의한 주축 스핀들의 회전을 통해 밸브 바디를 가공할 수 있도록 하는 복수의 회전 사이클로 왕복 운동하는 툴구동 장치와, CNC(Computer Numerical Control) M/C를 사용하되, 설정된 자동 프로그램을 통해 상기 턴테이블 장치 및 툴구동 장치를 구동 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지는 밸브 바디용 내부 자동사상장치를 제공하고자 한다.

밸브 바디, 내부 자동사상장치, 팔렛 지그, 턴테이블 장치, 툴구동 장치, 제어장치

Description

밸브 바디용 내부 자동사상장치{Automatic tumbling apparatus for valve body}

본 발명은 밸브 바디용 내부 자동사상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 변속기 오토미션에 장착되는 밸브 바디의 가공에 있어 가공 시 발생하는 제품의 내부 가공홀 등에 남아있는 버르(burr)를 제거하기 위한 사상작업을 자동화시킨 밸브 바디용 내부 자동사상장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 자동차의 작동 상태에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 단을 선택하기 위한 유압작동 마찰요소와, 이 유압작동 마찰요소의 작동을 제어하는 유압제어 시스템을 포함하고 있다.

상기 유압 제어 시스템 중, 자동차의 엔진과 변속기의 오토미션에 장착되는 오일 통로가 다수개 천공된 부품인 밸브 바디(valve body)는 단순히 오일 통로가 아닌 기어의 위치를 정확하게 전달하는 통로로서, 각 유압작동 마찰요소로 유압을 제공하는 유로가 형성되고, 유압작동 마찰요소의 작동을 마친 유압이 배출되는 오리피스가 형성되며, 각 유로의 개폐작용을 수행하는 다수의 유압 제어밸브가 설치된다.

또한, 상기 밸브 바디에는 유압작동 마찰 요소로 유압을 공급하는 공급 유로와, 유압작동 마찰 요소에서 작용을 마친 유압이 배출되는 배출 유로가 각각 형성된다.

이와 같은 밸브 바디는 컴퓨터의 제어에 의한 밸브 바디 솔레노이드에 의하여 개방 및 폐쇄로 각종 클러치의 유압을 부드럽게 전달하여야 하는데, 이때 밸브 바디가 정상적인 역할을 하지 못할 경우에 변속시 충격이나 슬립이 발생하여 연비에 큰 영향을 미치게 된다.

특히, 상기 밸브 바디 솔레노이드는 고장이 발생할 경우, 3단으로 고정을 하여 미션의 안전 모드로 전환이 되며, 밸브의 회로가 막혀 오일이 제때 흘러가지 못할 경우에도 슬립과 동시에 이루어진다면 안전 모드로 전환이 된다.

이와 같은 기능을 하는 밸브 바디의 사상 작업은 줄, 에어 펜슬(air pencil), 그라인드(grind)를 이용하여 1차 간이 수사상 공정 및 2차 수사상 공정을 통해 작업이 이루어져 왔다.

그러나, 이러한 종래의 수사상 작업에 의한 밸브 바디의 내부 사상작업은 공정 상 많은 시간이 소요되며, 전체 공정이 수사상으로 구성되어 있어 불량품 양산 우려 및 열악한 작업 환경 문제, 예를 들어 분진, 착시현상 등으로 잦은 이직이 발 생하고, 품질이 저하되며, 많은 인력과 장시간 소요로 인하여 제품 생산 비용이 증대되어 원가 상승의 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 자동차용 변속기 오토미션에 장착되는 밸브 바디의 생산시 발생하는 내부 버르(burr)를 제거하기 위하여 기존의 수사상 작업을 배제하고 이를 자동화시킴으로써, 양질의 제품을 생산하여 생산성을 향상시키고, 생산에 소요되는 인력, 비용 및 시간을 감소시켜 생산원가를 절감하는데 효과가 있는 밸브 바디용 내부 자동사상장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 밸브 바디용 내부 자동사상장치는, 밸브 바디(100)를 공급할 수 있도록 고정하는 팔렛 지그(10)와;

상기 팔렛 지그(10)를 180°회전시킬 수 있는 턴테이블 장치(20)와;

상기 밸브 바디(100)가 팔렛 지그(10)에 장착된 상태에서, 툴고정부(32)에 장착된 자동 내부 사상용 가공툴(35)이 구동모터부의 구동에 의한 주축 스핀들의 회전을 통해 밸브 바디(100)를 가공할 수 있도록 하는 복수의 회전 사이클로 왕복 운동하는 툴구동 장치(30)와;

CNC(Computer Numerical Control) M/C를 사용하되, 설정된 자동 프로그램을 통해 상기 턴테이블 장치(20) 및 툴구동 장치(30)를 구동 제어하는 제어장치(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 팔렛 지그(10)는 수평으로 2개씩 정렬된 밸브 바디(100)를 동시에 공급할 수 있도록 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가공툴(35)은 복수의 회전 사이클로 왕복 운동하는 툴구동 장치(30)의 하우징 둘레에 그룹화 공정 시 해당하는 가공툴(35)이 사용되어야 할 경우, 상기 툴구동 장치(30)가 회전하여 해당하는 가공툴(35)이 작업 위치에 도달하여 정지한 상태에서 작업이 이루어질 수 있도록 복수의 종(種)으로 구분되어 등간격으로 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 제어장치(40)는 가공툴(35)에 의해 가공되어지면서 밸브 바디(100)에 여러 형태로 형성된 내부 슬롯홀 중, 각각 크기별, 방향별로 유사한 형상으로 이루어진 슬롯홀을 묶어 그룹핑(grouping)하고, 그 그룹핑된 공정 별로 각 공정에 해당하는 슬롯홀을 디버링(deburring) 가공할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가공툴(35)이 작업 위치에서 작업을 수행할 경우, 작업 시 발생하는 마찰열을 줄이는 동시에 발생하는 칩을 일정한 압력의 에어를 분사하여 제거할 수 있도록 제어하는 에어냉각 장치(50)가 구비된 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브 바디용 내부 자동사상장치에 의하면, 밸브 바디의 내부 사상 작업을 자동화함으로써, 고객이 원하는 양질의 제품을 양산하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 생산에 소요되는 인력 및 비용, 그리고 시간 등을 감소시켜 생산 원가의 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 밸브 바디용 내부 자동사상장치를 나타내는 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 밸브 바디 인사이드면의 장착 상태를 나타내는 도면이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 밸브 바디 아웃사이드면의 장착 상태를 나타내는 도면이다.

또한, 첨부한 도 4는 본 발명에 따른 밸브 바디용 내부 자동사상장치의 툴구동 장치를 나타내는 측면도이다.

본 발명에 따른 밸브 바디용 내부 자동사상장치의 일실시예는, 자동차용 변속기 오토미션에 장착되는 밸브 바디(100)의 생산시 발생하는 내부 버르(burr)를 자동으로 제거하기 위한 사상장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(100)를 안착시켜 견고하게 고정하되, 작업자의 작업 로드(load)를 고려하여 최적의 사상 공정을 수행할 수 있도록 수평으로 2개씩 전,후방향에 정렬된 밸브 바디(100)를 동시에 공급할 수 있는 한 쌍으로 이루어진 팔렛 지그(10)가 프레임(60) 상에 구비되어 있다.

상기 팔렛 지그(10)는 도 2a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 그 상부에 공압에 의해 밸브 바디(100)의 일측을 가압할 수 있도록 전진 구동시켜 상기 밸브 바디(100)를 견고하게 클램핑하는 실린더 구동부(11)가 구비되어 있다.

이때, 도 2a 및 도 2b의 팔렛 지그(10)에 장착된 밸브 바디(100)는 밸브 바디 인사이드면(110)을 나타내고, 도 3a 및 도 3b의 팔렛 지그(10)에 장착된 밸브 바디(100)는 밸브 바디 아웃사이드면(120)을 나타낸다.

이와 같이 상기 팔렛 지그(10)에 견고하게 고정되며, 1개의 팔렛 지그(10)에 2개씩 총 4개로 이루어진 밸브 바디(100) 중, 버르를 제거하기 위한 작업 공간에 위치한 한 쌍으로 이루어진 밸브 바디(100)의 사상 공정을 수행한 다음, 작업 대기 공간에 위치한 한 쌍으로 이루어진 밸브 바디(100)의 사상 공정을 수행할 수 있도록 상기 팔렛 지그(10)의 하부에 이를 지지하고 있는 회전축(미도시)이 구비되어 있는 턴테이블 장치(20)가 구성되어 있다.

상기 턴테이블 장치(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 작업 공간에 위치한 밸브 바디(100)의 사상 공정, 즉 후술하는 가공툴(35)이 구동모터부(미도시)의 구동에 의한 주축 스핀들의 회전을 통해 한 쌍의 밸브 바디(100)의 내부 버르(burr)를 제거하는 공정이 모두 종료될 경우, 다음으로 작업 대기 공간에 위치한 밸브 바디(100)의 사상 공정을 연속 가공을 통해 수행할 수 있도록 하기 위하여 상기 팔렛 지그(10)를 180°회전시킬 수 있도록 하는 회전 장치이다.

이와 같이 상기 턴테이블 장치(20)에 의해 연속적인 사상 공정이 이루어지도록 하되, 팔렛 지그(10)에 4개의 밸브 바디(100)를 장착하여 연속 작업을 수행하며, 대기 중인 다른 팔렛 지그(10)에 4개의 밸브 바디(100)를 추가 장착하여 상기 언급된 최초 작업이 완료된 다음, 작업자가 대기 중인 팔렛 지그(10)를 턴테이블 장치(20)에 안착시켜 작업자의 작업 로드를 고려한 최적의 작업 공정이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 밸브 바디(100)가 팔렛 지그(10)에 장착된 상태에서, 밸브 바디(100)의 내부 버르를 제거하기 위하여 툴구동 장치(30)에 엔드 밀(end mill) 또는 드릴(drill) 등으로 이루어진 자동 내부 사상용 가공툴(35)이 장착되어 있다.

상기 가공툴(35)은 구동모터부의 구동에 의한 주축 스핀들의 회전을 통해 밸브 바디(100)의 내부 버르를 제거할 수 있도록 되어 있는 바, 가공툴(35)은 복수의 회전 사이클로 왕복 운동하는 툴구동 장치(30)의 전후 및 좌우로 작동하는 툴고정부(32)에 장착되어 있다.

더욱 상세하게는, 상기 툴구동 장치(30)는 그 하우징부(31)가 상기 밸브 바디(100)가 장착된 팔렛 지그(10)의 직상부에 정,역회전이 가능하도록 장착되어 있으며, 복수개의 가공툴(35)이 원형의 하우징부(31)에서 툴고정부(32)에 의해 등간격으로 배치되어 장착된다.

이때, 상기 가공툴(35)에 의해 가공되어지면서 밸브 바디(100)에 여러 형태로 형성된 내부 슬롯홀 중, 각각 크기별, 방향별로 유사한 형상으로 이루어진 슬롯홀을 묶어 그룹핑(grouping)하고, 그 그룹핑된 공정 별로 각 공정에 해당하는 슬롯홀을 디버링(deburring) 가공할 수 있도록 되어 있다.

즉, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 밸브 바디 인사이드면(110)은 5개의 그룹화 공정으로 분리하고, 상기 밸브 바디 인사이드면(110)보다 그 유로 개수가 적은 밸브 바디 아웃사이드면(120)은 4개의 그룹화 공정으로 구분하되, 각각 6종 및 3종의 가공툴(35)을 이용하여 각 크기별 및 방향별로 유사한 형상으로 이루어진 슬 롯홀을 각각 한 공정으로 묶어 그룹핑한 다음 각 공정에 해당하는 복수개의 슬롯홀을 차례대로 가공하고, 그 다음 공정에 해당하는 슬롯홀을 차기로 가공하게 되는 것이다.

여기서, 복수의 종(種)으로 구분되어 장착되는 가공툴(35)은 복수의 회전 사이클로 왕복 운동하는 툴구동 장치(30)의 하우징 둘레에 등간격으로 배치되어 있는 바, 그룹화 공정 시 해당하는 가공툴(35)이 사용되어야 할 경우, 상기 툴구동 장치(30)가 회전하여 해당하는 가공툴(35)이 작업 위치에 도달하여 정지한 상태에서 작업이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

한편, 이러한 자동화로 이루어지는 사상 공정에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예에 포함되는 CNC(Computer Numerical Control) M/C에 의해 밸브 바디(100)의 사상 작업을 자동 제어하는 제어장치(40)는 상기 턴테이블 장치(20), 툴구동 장치(30)의 구동을 제어하게 되는 바, 이를 위하여 상기 턴테이블 장치(20)에는 밸브 바디(100)의 기공급 유무를 감지하기 위한 제품공급감지센서(미도시)를 구비하여 상기 센서의 신호에 따라 그 턴테이블 장치(20)의 구동 여부를 제어하게 된다.

또한, 상기 툴구동 장치(30)는 상기 제어장치(40)에 내장되어 있는 운용 프로그램에 의해 작동이 일률적으로 제어되며, 상기 제어장치(40)는 하우징부(31)의 회전 사이클 주기 및 툴고정부(32)의 전후 및 좌우 구동 등을 순차적으로 제어하게 된다.

이때, 상기 제어장치(40)는 별도의 경고 기능을 구비하여 상기 장치들이 제어되는 과정에서 일부 과정이 이루어지지 않는 경우, 각 장치의 구동을 안정적으로 정지 제어할 수 있도록 최적의 제어를 실시하게 된다.

한편, 상기 가공툴(35)이 작업 위치에서 작업을 수행할 경우, 작업 시 발생하는 마찰열을 줄이는 동시에 발생하는 칩을 일정한 압력의 에어를 분사하여 제거할 수 있도록 제어하는 에어냉각 장치(50)가 구비되어 있는 바, 상기 에어냉각 장치(50)는 가공툴(35)의 수명과 안정된 작업을 도모할 수 있도록 하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.

이때, 상기 에어냉각 장치(50)는 제어장치(40)의 제어를 통해 가공툴(35)의 움직임에 따라 함께 이동하면서 일정한 압력의 에어를 분사하게 되며, 기존의 냉각수 분사방식과 차별화된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 밸브 바디용 내부 자동사상장치의 작동 순서를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 장치에 전원을 인가시켜 원위치, 즉 작업 준비 완료상태를 확인하고, 팔렛 지그(10)에 밸브 바디 인사이드면(110) 또는 밸브 바디 아웃사이드면(120)을 공급한 후, 제어장치(40)에 작업준비 완료 신호를 전송하게 된다.

작업준비 완료 신호를 전송받은 제어장치(40)는 입력되어 설정된 프로그램으로 실린더 구동부(11)를 전진 구동시켜 밸브 바디(100)를 견고하게 고정한 다음 턴테이블 안쪽 작업 공간에서의 밸브 바디(100)의 공급 및 구동 여부를 확인하게 된다.

이때, 상기 밸브 바디(100)의 공급 및 구동 여부를 확인한 다음 공급 및 구동이 이루어지지 않은 상태로 판단될 경우, 턴테이블 장치(20)를 구동시켜 밸브 바 디(100)가 견고하게 고정된 팔렛 지그(10)를 작업 위치에 도달되도록 한다.

상기 턴테이블 장치(20)의 구동에 의해 작업 위치로 이동된 밸브 바디(100)를 CNC M/C에 의한 제어장치(40)를 이용하여 툴구동 장치(30)에 장착되어 있는 가공툴(35)을 통해 내부 사상 작업을 수행 가능하도록 한다.

이때, 상기 제어장치(40)는 제품 가공 단계에서 제품이 가공 중일 경우, 대기 중인 제품의 공급을 차단하고, 가공이 완료된 후 제품 공급 단계에서 제품 공급 유무와 제품 고정 유무 및 제품 취출 여부를 확인하여 턴테이블 장치(20)의 구동을 제어하게 된다.

이후, 사상 공정이 완료된 밸브 바디(100)의 팔렛 지그(10)와 대기 중인 팔렛 지그(10)의 위치를 턴테이블 장치(20)의 회전을 통해 변경한 후, 다음 작업이 이루어질 수 있도록 대기한다.

이때, 사상 공정이 완료되었을지라도 작업준비 완료 신호를 전송받지 못할 경우, 턴테이블 장치(20)의 구동을 제어하게 되며, 만일 작업준비 완료 신호가 전송된 경우더라도 작업 공간의 팔렛 지그(10)가 작업을 완료하지 못했을 시에 턴테이블 장치(20)의 구동을 제어하게 된다.

그리고, 이러한 과정에서, 에어냉각 장치(50)는 가공툴(35)의 움직임에 따라 함께 이동하면서 일정한 압력의 에어를 분사하여 작업시 발생하는 마찰열은 물론, 칩을 제거하여 가공툴(35)의 수명과 안정된 작업을 도모하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발 명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 바디용 내부 자동사상장치를 나타내는 평면도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 밸브 바디 인사이드면의 장착 상태를 나타내는 도면,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 밸브 바디 아웃사이드면의 장착 상태를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 밸브 바디용 내부 자동사상장치의 툴구동 장치를 나타내는 측면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 팔렛 지그 11 : 실린더 구동부

20 : 턴테이블 장치 30 : 툴구동 장치

31 : 하우징부 32 : 툴고정부

35 : 가공툴 40 : 제어장치

50 : 에어냉각 장치 60 : 프레임

Claims

밸브 바디(100)를 공급할 수 있도록 고정하는 팔렛 지그(10)와;

상기 팔렛 지그(10)를 180°회전시킬 수 있는 턴테이블 장치(20)와;

상기 밸브 바디(100)가 팔렛 지그(10)에 장착된 상태에서, 툴고정부(32)에 장착된 자동 내부 사상용 가공툴(35)이 구동모터부의 구동에 의한 주축 스핀들의 회전을 통해 밸브 바디(100)를 가공할 수 있도록 하는 복수의 회전 사이클로 왕복 운동하는 툴구동 장치(30)와;

CNC(Computer Numerical Control) M/C를 사용하되, 설정된 자동 프로그램을 통해 상기 턴테이블 장치(20) 및 툴구동 장치(30)를 구동 제어하는 제어장치(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.
제1항에 있어서,

상기 팔렛 지그(10)는 수평으로 2개씩 정렬된 밸브 바디(100)를 동시에 공급할 수 있도록 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 팔렛 지그(10)는 그 상부에 공압에 의해 밸브 바디(100)의 일측을 가압할 수 있도록 전진 구동시켜 상기 밸브 바디(100)를 클램핑하는 실린더 구동부(11)를 구비한 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.
제1항에 있어서,

상기 가공툴(35)은 복수의 회전 사이클로 왕복 운동하는 툴구동 장치(30)의 하우징 둘레에 그룹화 공정 시 해당하는 가공툴(35)이 사용되어야 할 경우, 상기 툴구동 장치(30)가 회전하여 해당하는 가공툴(35)이 작업 위치에 도달하여 정지한 상태에서 작업이 이루어질 수 있도록 복수의 종(種)으로 구분되어 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.
제1항에 있어서,

상기 제어장치(40)는 가공툴(35)에 의해 가공되어지면서 밸브 바디(100)에 여러 형태로 형성된 내부 슬롯홀 중, 각각 크기별, 방향별로 유사한 형상으로 이루어진 슬롯홀을 묶어 그룹핑(grouping)하고, 그 그룹핑된 공정 별로 각 공정에 해당하는 슬롯홀을 디버링(deburring) 가공할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 제어장치(40)는 밸브 바디(100)의 기공급 유무를 감지하기 위한 제품공급감지센서를 구비하여 상기 센서의 신호에 따라 그 턴테이블 장치(20)의 구동 여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.
제6항에 있어서,

상기 제어장치(40)는 내장되어 있는 운용 프로그램을 통해 툴구동 장치(30)에 포함되는 하우징부(31)의 회전 사이클 주기 및 툴고정부(32)의 전후 및 좌우 구동 등을 순차적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.
제1항에 있어서,

상기 가공툴(35)이 작업 위치에서 작업을 수행할 경우, 작업 시 발생하는 마찰열을 줄이는 동시에 발생하는 칩을 일정한 압력의 에어를 분사하여 제거할 수 있도록 제어하는 에어냉각 장치(50)가 구비된 것을 특징으로 하는 밸브 바디용 내부 자동사상장치.