KR20100066183A

KR20100066183A - 버 제거장치

Info

Publication number: KR20100066183A
Application number: KR1020080124863A
Authority: KR
Inventors: 박경순; 김연구; 이대수
Original assignee: 요크코리아(주)
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-06-17
Also published as: KR100994788B1

Abstract

본 발명은 버 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버 제거작업의 자동화 및 기계화를 가능하게 하여 제품 생산에 소요되는 비용과 원가를 절감할 수 있도록 한 버 제거장치에 관한 것이다.

이를 위해, 슈트를 따라 활강 이송된 단조품을 피딩실린더를 통해 주기적으로 이송하는 단조품 공급장치부와; 상기 피딩실린더를 통해 이송되는 단조품을 양측 척 사이에 클램핑시키는 지그장치부와; 캠플레이트에 성형된 캠홈을 따라 캠종동축을 이송시키는 캠유닛과; 상기 캠종동축의 이송과 함께 연동 조작되어 하부에 장착된 바이트를 캠종동축의 이송구간에 대해 비례적으로 축소 이송시키는 축소링크기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따라, 버 제거에 필요한 제반 공정을 자동화 및 기계화함으로써, 제품 생산 비용을 절감하고, 단조품의 대량 생산을 가능하게 하며, 제품 품질 수준을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있고, 또한 작업환경의 개선을 통해 안전사고의 위험을 방지할 수 있는 효과도 있으며, 또 버의 가공오차를 줄여 정밀한 프로파일을 확보할 수 있는 효과도 있다.

단조품, 버(burr), 슈트, 피딩실린더, 척, 캠유닛, 바이트.

Description

버 제거장치{Apparatus for cutting burr}

본 발명은 버 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비정형화된 단조품에 발생하는 버 제거작업을 자동화 및 기계화함으로써, 생산 원가를 절감하고, 제품의 대량 생산이 가능하며, 작업자의 안전사고를 예방함은 물론, 정밀한 단조품의 프로파일을 확보할 수 있도록 한 버 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 버(burr)는 금속 등을 냉간단조 가공할 때 피할 수 없이 발생하는 잉여 부분으로, 단조품의 품질을 저하시키는 요인 중의 하나일 뿐만 아니라, 조립되는 완성품에 대한 성능 저하의 요인이 되기도 한다.

이에, 고정밀 제품일수록 버의 제거는 필수적이고, 특히 냉간단조품 성형 후 기계가공과 같은 후가공 없이 완성부품으로 사용하는 경우에는 발생된 버 제거와 제거된 버의 잔재를 처리하는 공정이 매우 중요하다.

이와 같은 버를 제거하는 방법으로는, 손 칼날에 의한 수작업에서부터, 전동브러시, 진동 바벨링, 초음파를 이용한 디버(DeBurr), 다관절 로봇의 적용에 이르기까지 다양하게 적용되고 있다. 이 중, 전동브러시는 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 버 제거방법으로 전동공구 툴에 연삭입자가 들어 있는 나일론브러시, 황 동브러시, 와이어브러시 등의 브러시 종류를 사용하여 버를 제거하게 된다.

그러나, 이들은 연삭력이 부족하거나 가공에 따른 툴의 형상 변화가 생겨 버 제거가공 후에 버가 잔존하거나 표면조도의 품질에 불규칙성이 발생하는 문제가 있다.

이 외에, 열을 이용한 버 제거, 전해에 의한 버 제거, 숫돌입자 유동가공, 물 운동에너지를 이용한 워터젯트 버 제거법 등을 통해, 고압 고속으로 분사하여 미세 버를 제거하기도 하나, 이들 모두 장비가 고가이고, 모서리 부분의 품질 요구를 만족시키지 못하는 경우가 대부분이며, 제품의 특성에 따라 적용할 수 있는 기술이 한정되어 있고, 제품에 단단히 고정된 버를 제거하기 위한 제반 비용이 상승하는 문제점이 있다.

또한, 이 외에도 최근에는 산업용 로봇을 이용한 지능형 버 제거 시스템의 개발이 시도되고 있으나, 버 제거공구와 공작물간에 상호 작용력이 가혹한 환경 하에서 작업이 실행됨으로써, 공작물 또는 로봇 손상의 문제가 발생하고, 특히 장비의 고가로 인해 그 활용도가 높지 않은 실정에 있다.

상기와 같은 버 제거기술로 종래에 다양한 버 제거장치가 공지된 바, 몇 가지 예를 들어 살펴보면, 먼저 대한민국 등록실용신안 등록번호 제0399234호로 공지된 "바리커터"는, 금속재 부품을 기계 가공한 후 모서리부 및 측면부에 바리를 제거하는 장치로, 단상 모터에 의해 구동되어지며, 사포벨트에 의해 버를 제거하는 것이다.

그리고, 대한민국 등록실용신안 등록번호 제0437971호로 공지된 "비철금속재 사출물의 버 제거장치"는, 마그네슘, 알루미늄 등의 비철 금속재를 다이캐스팅 공법으로 사출 성형할 때 금형의 밀핀에 의해 형성된 버를 제거하는 것이다.

또한, 대한민국 공개실용신안 공개번호 제1998-0020743호로 공지된 "빌레트의 절단용 버 발생 방지장치"는, 핫쇼에 의해서 빌레트를 절단하는 경우, 빌레트를 회전시키면서 절단작업이 이루어짐으로써 품질과 설비 사고를 예방하는 것이다.

또, 대한민국 특허 등록번호 제0540753호로 공지된 "초음파를 이용한 이바리 제거방법"은, 플라스틱 성형물의 버 제거방법에 있어서, 초음파를 이용하여 성형물의 가공부위에 발생하는 불요한 버를 제거하는 것이다.

또, 대한민국 특허 공개번호 제2004-0060511호로 공지된 "버영역 스킵 기능을 갖는 레이저 가공기 및 가공방법"은, 레이저 가공기가 버 영역을 지날 때 센서에 의한 버의 측정거리를 무시하게 하여 제품과의 거리를 일정하게 가공하게 함으로써, 버를 제거하는 것이다.

또, 대한민국 특허 등록번호 제0302154호로 공지된 "금속제 프레스 절단물의 버 제거방법 및 장치"는, 금속을 프레스로 절단작업을 할 때 발생되는 버를 프레스 절단공정에서 제거하는 것이다.

한편, 단조품 성형시 생성되는 버는 그 종류와 크기 및 형태가 다양하고, 부품의 형상이 다양함으로써 전용장비가 요구되고 있으나, 대부분의 냉간/열간 단조업체들은 경영상태가 열악한 소규모의 기업으로 전용장비의 설계 및 제작 능력이 없는 경우가 많으므로, 단순 반복 수작업을 통해 버를 제거하고 있는 실정에 있다. 따라서, 작업자의 과도한 노동강도와 분진의 발생으로 인해 열악한 작업 환경 상태 를 유발함으로써, 인명 및 산업 재해의 발생 소지가 크고, 또한 다품종 소량생산 방식의 경우 다양한 작업 목표가 요구되는 문제점도 있다.

도 1은 위에서 언급된 여러 가지 단조품 중에서 자동차의 스티어링 칼럼 및 인텀 샤프트에 주로 사용되는 비정형 요크(yoke)를 나타낸 사진으로, 제품 특성상 냉간 단조 이 후에 피할 수 없는 버가 발생하게 된다. 만약, 버를 제거하지 않는다면 후공정에서의 셋팅 에러와 함께 작업자의 안전사고, 그리고 제품의 기능상 하자를 유발하기 때문에 반드시 버를 제거해야 한다.

그러나, 요크류의 형상이 비정형화되어 있고, 잔존하는 버의 형태가 다양하기 때문에 일반적인 버 제거기술로는 버를 제거하기가 어렵고, 다관절 로봇을 이용한 선삭 및 연삭은 냉간 단조의 특성상 고비용으로 인해 제조원가의 상승으로 이어져 가격경쟁력을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

또한, 도 2에서 도시된 수작업에 의한 버 제거작업은 작업의 안전성과, 작업 환경의 열악함으로 인해 외국인 근로자조차 기피하는 업종으로 인식되어 작업 인력 확보가 어렵고, 안전사고의 위험에 항상 노출되어 있는 치명적인 단점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 요크류와 같이 비정형화된 단조품에 발생하는 버 제거작업을 자동화 및 기계화함으로써, 생산 원가를 절감하고, 제품의 대량 생산이 가능하며, 작업자의 안전사고를 예방함은 물론, 정밀한 단조품의 프로파일을 확보할 수 있도록 한 버 제거장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 단조가공을 통해 제조된 단조품의 버를 제거하는 장치에 있어서, 슈트를 따라 활강 이송된 단조품을 피딩실린더를 통해 주기적으로 이송하는 단조품 공급장치부와; 상기 피딩실린더를 통해 이송되는 단조품을 양측 척 사이에 클램핑시키는 지그장치부와; 캠플레이트에 성형된 캠홈을 따라 캠종동축을 이송시키는 캠유닛과; 상기 캠종동축의 이송과 함께 연동 조작되어 하부에 장착된 바이트를 캠종동축의 이송구간에 대해 비례적으로 축소 이송시키는 축소링크기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 단조품 공급장치부는, 지지프레임 상단에 경사지게 설치한 슈트와; 상기 슈트 하부에 설치하여 슈트 상면에 적재된 단조품 중 최하단의 단조품을 하나씩 활강 이송시키는 활강수단과; 상기 슈트 하단에 연결 설치하여 활강된 단조품을 안착시킬 수 있도록 하부프레임 상면에 설치한 안착프레임과; 상기 안착프레임에 안착 이송된 단조품을 피딩실린더를 통해 이송하는 피딩수단을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 활강수단은, 상기 슈트 하부에 설치하여 슈트 상면에 적재된 단조품들을 동시에 활강시키거나 활강을 제한하는 제1솔레노이드밸브와; 상기 제1솔레노이드밸브 하부에 설치하여 제1솔레노이드밸브에 걸려지지 않은 최하단의 단조품만을 활강 이송시키는 제2솔레노이드밸브를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 피딩수단은, 상기 안착프레임 일측에 장착한 피딩실린더와; 상기 피딩실린더의 로드와 결합한 피딩플레이트와; 상기 피딩플레이트와 결합되어 로드와 함께 이송함으로써 단조품을 밀어내는 피딩바를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 슈트 하부에는 안착프레임으로 활강하는 단조품을 감지할 수 있도록 이송감지센서를 더 설치한다.

상기한 지그장치부는, 안착프레임 일측에 설치한 베드와; 상기 베드 중앙에 승강 가능하게 구비한 척플레이트와; 상기 척플레이트 하단에 장착되어 척플레이트를 승강시키는 승강실린더와; 상기 척플레이트 상면 양측에 장착된 척가이드와; 상기 각각의 척가이드 내측에 장착되어 양측 척가이드 사이에 단조품을 클램핑시키는 척과; 상기 척가이드 내부에 구비하여 척 단부를 탄성 상태로 지지하는 압축스프링과; 상기 척가이드 후방에 장착되어 척의 이탈을 방지하는 척스토퍼를 포함하여 구성된다.

상기한 캠유닛은, 상면에 캠홈을 형성하고, 상기 캠홈의 둘레를 따라 가이드체인을 설치하여 상부프레임 상부에 고정시킨 캠플레이트와; 축소링크기구에 장착된 구동모터와; 상기 가이드체인에 걸려져 캠홈을 따라 이송할 수 있도록 하부에 가이드기어를 장착하되, 축소링크기구 단부에 회전 가능하게 결합한 캠종동축과; 상기 구동모터의 축과 캠종동축 사이에 설치되어 구동모터의 회전력을 전달하는 동력전달수단을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 캠플레이트 일측에는 캠종동축이 1회전하는 이송사이클을 감지할 수 있도록 회전감지센서를 설치한다.

그리고, 상기 축소링크기구는, 구동모터와 캠종동축이 장착된 제1링크와; 제1링크 단부에 회전 가능하게 결합된 제2링크와; 제1링크 중간에 회전 가능하게 결합되고, 중간 부분이 상부프레임에 회전 가능하게 결합된 제3링크와; 제2링크와 제3링크 사이에 회전 가능하게 결합된 제4링크와; 제4링크 중간에 회전 가능하게 결합되고, 하단에 바이트를 설치한 제5링크와; 제5링크 단부와 상부프레임 사이에 회전 가능하게 결합된 제6링크를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 바이트 상부에는 스핀들이 결합되고, 상기 스핀들은 모터와 연결되어 고속 회전한다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 단조품의 투입에서부터 배출과, 버 제거작업 그리고, 새로운 단조품의 투입에 이르기까지 대부분이 공정을 자동화 및 기계화함으로써, 버 제거작업에 소요되는 제품 생산 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있고, 신속한 버 제거작업을 통해 단조품의 대량 생산이 가능한 효과도 있으며, 제품 생산량을 일정하게 유지하여 생산성에 크게 이바지할 수 있는 효과도 있고, 제품 품질 수준을 일정하게 유지할 수 있는 효과도 있다.

더욱이, 캠종동축의 이송을 비례적으로 축소한 바이트의 이송을 통해 버를 제거함으로써, 버의 가공오차를 최대한 줄여 단조품의 정밀한 프로파일을 확보할 수 있는 효과도 있다.

또한, 수작업에 의한 버 제거 공정의 생산 환경을 개선하여, 작업자의 안전사고를 크게 줄일 수 있는 효과가 있고, 근로자의 작업의욕을 고취시켜 이직 현상을 감소시키고, 우수 인력을 지속적으로 영입할 수 있는 효과도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 11은 본 발명의 버 제거장치에 대한 것으로, 크게 단조품 공급장치부와, 지그장치부와, 캠유닛과, 축소링크기구를 포함하여 구성된다.

먼저, 단조품 공급장치부는 슈트(110)를 따라 활강 이송된 단조품을 피딩실린더(220)를 통해 주기적으로 공급 이송하는 역할을 하는 것으로, 다시 슈트(110)와, 활강수단과, 안착수단과, 피딩수단으로 구성된다.

도 4a 내지 4c를 통해 구체적으로 설명하면, 지지프레임(100) 상단에 전방을 향하여 하향 경사지게 형성된 슈트(110)를 장착하고, 상기 슈트(110)는 상면에 다수의 단조품을 적재할 수 있도록 좌, 우가 막혀진 'ㄷ'자의 형상으로 형성한다. 이러한, 슈트(110) 하부에는 상기 슈트(110) 상면에 적재된 단조품 중 최하단의 단조품을 캠유닛의 1회전 사이클 이송에 따라 하나씩 주기적으로 활강 이송시킬 수 있게 활강수단을 설치한다.

상기한 활강수단에 대해 설명하면, 슈트(110) 하부에 제1솔레노이드밸 브(120)를 설치하여, 상기 제1솔레노이드밸브(120)의 조작에 따라 적재된 단조품들을 동시에 활강시키거나 혹은 활강을 제한시킨다. 그리고, 상기 제1솔레노이드밸브(120) 하부에는 제2솔레노이드밸브(130)를 설치하되, 제1솔레노이드밸브(120)와 제2솔레노이드밸브(130) 사이는 적어도 하나의 단조품이 위치할 수 있는 정도의 간격을 둠으로써, 제2솔레노이드밸브(130)의 조작에 따라 제2솔레노이드밸브(130)에 걸려진 최하단의 단조품만을 활강 이송시킨다.

즉, 제1솔레노이드밸브(120)와 제2솔레노이드밸브(130)를 교번 조작함으로써, 제1솔레노이브밸브 위로 적재된 단조품들은 활강을 일시적으로 제한시키고, 제2솔레노이드밸브(130) 위에 위치한 최하단 단조품만을 활강 이송시킬 수 있는 것이다.

계속해서, 하부프레임(200) 상면 중앙에 안착프레임(210)을 설치하되, 상기 안착프레임(210)은 상기한 슈트(110) 하단에 설치하여 슈트(110)를 통해 활강 이송된 단조품을 안착시킨다. 이러한, 상기 안착프레임(210)은 상면 중앙에 단조품이 안착될 수 있는 안착홈(215)을 성형하되, 상기 슈트(110)와 연결되는 일측 상면은 슈트(110)의 기울기와 동일하거나 적어도 유사한 기울기로 성형하여 활강 이송하는 단조품이 안착홈(215) 내부에 안정적으로 슬라이딩되어 위치할 수 있게 구성한다.

피딩수단은 상기 안착프레임(210)에 안착 이송된 단조품을 피딩실린더(220)를 통해 이송하는 역할을 하는 것으로, 다시 피딩실린더(220)와, 피딩플레이트(230)와, 피딩바(240)로 구성된다.

도 4a 내지 도 4c를 통해 설명하면, 안착프레임(210) 일측에 위치한 하부프 레임(200) 일측 상면에 두 개의 실린더브래킷(225)을 설치하고, 상기 실린더브래킷(225) 사이에 피딩실린더(220)를 설치하며, 상기 실린더브래킷(225) 상단에 피딩바가이드(245)를 설치한다. 그리고, 상기 피딩실린더(220)의 로드 단부에 피딩플레이트(230)를 결합하고, 상기 피딩플레이트(230) 상부에 피딩바(240)를 결합하며, 상기 피딩바(240)는 양측 피딩바가이드(245)에 각각 슬라이딩 가능하게 관통함으로써, 상기 로드의 이송과 함께 피딩바(240)를 전, 후로 이송시킨다. 즉, 피딩바(240)의 이송을 통해 안착홈(215)에 안착된 단조품을 지그장치부 방향으로 밀어낼 수 있는 것이다.

이와 같은 피딩바(240)의 이송을 담당하는 피딩실린더(220)는 슈트(110) 하부에 장착된 이송감지센서(140)의 센싱작용을 통해 작동이 이루어지게 된다. 즉, 제2솔레노이드밸브(130)의 조작을 통해 최하단의 단조품의 활강하는 경우, 슈트(110) 하단에 장착된 이송감지센서(140)가 이를 감지하여 피딩실린더(220)를 구동시킬 수 있는 것이다.

상기한 지그장치부는 상기와 같이 피딩실린더(220)를 통해 가압 이송되는 단조품을 양측 척(272) 사이에 클램핑시키는 역할을 하는 것으로, 다시 베드(250)와, 척플레이트(252)와, 승강실린더(260)와, 척가이드(270)와, 척(272)과, 압축스프링(274)으로 구성된다.

도 5a 내지 도 7을 통해 구체적으로 설명하면, 안착프레임(210) 타측에 위치한 하부프레임(200) 타측 상면에 베드(250)를 설치하고, 상기 베드(250) 중앙에 척플레이트(252)를 구비하며, 상기 척플레이트(252) 네 모서리 부분과 베드(250) 사 이에 가이드바(254)를 결합하고, 상기 척플레이트(252) 하부 중앙에는 승강실린더(260)를 결합함으로써, 승강실린더(260)의 작동에 의해 상기 척플레이트(252)가 가이드바(254)에 안내되어 승강 이송될 수 있게 구성한다.

그리고, 상기 척플레이트(252) 상면 양측에 척가이드(270)를 각각 고정 결합하되, 상기 척가이드(270) 내부에 끼움홈(271)을 성형하고, 상기 끼움홈(271) 일측에는 스프링홈(273)을 성형한다. 이때, 상기 양측의 척가이드(270)에 형성된 끼움홈(271)에는 척(272)이 각각 결합됨으로써, 양측 척(272) 사이에 단조품을 클램핑시킨다.

즉, 서로 마주하는 각각의 척(272) 일단에는 오목진 형태의 클램핑부(272a)를 형성하여 그 사이에 단조품을 클램핑시키고, 상기 척(272) 타단에는 결합부(272b)를 돌출 형성하여 상기 결합부(272b)를 척가이드(270) 내부에 성형된 끼움홈(271)에 끼워 결합하는 것이다. 또한, 상기 척가이드(270) 내부에 성형된 스프링홈(273)에는 척(272)의 결합부(272b) 단부에 압축스프링(274)을 압축 상태로 내장함으로써, 척(272)을 탄성 지지할 수 있게 된다. 이처럼, 장착되는 척(272)은 절삭하고자 하는 단조품에 따라 클램핑부(272a)의 형상이 다르거나 크기가 다른 척(272)으로 교체 장착할 수 있다.

그리고, 상기 척가이드(270) 후방에는 척스토퍼(275)를 설치하여, 상기 척가이드(270)에 끼워진 척(272)이 이탈되는 것을 방지하고, 상기 척스토퍼(275) 중앙에는 배출홀(276)을 형성하여, 버가 제거된 단조품이 배출될 수 있게 구성한다. 또한, 상기 척스토퍼(275) 후방에는 배출슈트(280)를 장착하여 배출홀(276)을 통해 배출되는 단조품을 안정적으로 배출할 수 있게 구성한다.

다음으로, 캠유닛은 캠플레이트(310)에 성형된 캠홈(312)을 따라 캠종동축(342)을 이송시키는 역할을 하는 것으로, 다시 캠플레이트(310)와, 구동모터(320)와, 캠종동축(342)과, 동력전달수단으로 구성된다.

도 8 내지 도 11을 통해 구체적으로 설명하면, 상부프레임(300) 상부에 캠플레이트(310)를 고정시키고, 상기 캠플레이트(310) 상면에는 바이트(382)가 이송되는 구간을 소정 비율로 확대하여 성형한 캠홈(312)을 성형하며, 상기 캠홈(312)의 둘레 상면을 따라 가이드체인(314)을 설치한다. 여기서, 도 9와 같은 캠홈(312)의 형상은 버를 제거하고자 하는 단조품의 크기 및 형상에 따라 달라지게 됨으로써, 단조품의 형상에 따라 캠홈(312)이 성형된 캠플레이트(310)가 교체될 수 있다.

그리고, 도 8 및 도 10b에 도시한 바와 같이 상기 캠홈(312) 상부 위치에서 이송되는 축소링크기구의 제1링크(340) 중간 부분에는 구동모터(320)를 장착하고, 상기 제1링크(340) 단부에는 캠종동축(342)을 회전 가능하게 결합하며, 상기 구동모터(320) 하단의 축과 상기 캠종동축(342) 사이에는 한 쌍의 스프라켓 및 체인을 이용한 동력전달수단을 통해 구동모터(320)의 회전력을 캠종동축(342)에 전달하여 캠종동축(342)을 회전시킨다.

여기서, 상기 캠종동축(342)은 캠홈(312)에 삽입되는데, 상기 캠종동축(342)의 하부에는 가이드기어(344)가 장착되고, 상기 가이드기어(344)가 가이드체인(314)에 걸려진 상태로 캠종동축(342)이 회전하게 됨으로써, 캠종동축(342)이 캠홈(312)을 따라 안정적으로 이송될 수 있다.

이때, 도 8과 같이 상기 캠종동축(342)이 캠홈(312)을 따라 이송하는 경우, 캠종동축(342)이 1회전하는 이송사이클을 감지할 수 있도록 캠플레이트(310) 일측에는 회전감지센서(330)를 설치한다. 즉, 상기 회전감지센서(330)의 감지작용을 통해 전술한 제1솔레노이드밸브(120), 제2솔레노이드밸브(130), 피딩실린더(220) 및 승강실린더(260)가 유기적으로 작동될 수 있는 것이다.

계속해서, 상기한 축소링크기구는 상기 캠종동축(342)의 이송과 함께 연동 조작되어 하부에 장착된 바이트(382)를 캠종동축(342)의 이송구간에 비례하여 축소 이송시키는 역할을 하는 것으로, 다시 제1링크(340) 내지 제6링크(390)로 구성된다.

도 8 및 도 11을 통해 구체적으로 설명하면, 구동모터(320)와 캠종동축(342)이 장착되어 캠종동축(342)의 이송에 따라 함께 이송될 수 있도록 제1링크(340)를 구비하고, 상기 제1링크(340) 단부에는 제2링크(350)를 회전 가능하게 결합하며, 상기 제1링크(340) 중간에 제3링크(360)를 회전 가능하게 결합하되, 제3링크(360)의 중간 부분을 상부프레임(300)에 회전 가능하게 결합한다.

그리고, 상기 제2링크(350)의 단부와 제3링크(360)의 단부 사이에 제4링크(370)를 회전 가능하게 결합함으로써, 제1링크(340)와, 제2링크(350)와, 제3링크(360) 및 제4링크(370)의 사이가 대략 마름모꼴의 형태를 취할 수 있게 구성한다.

또한, 제4링크(370) 중간 하단에는 제5링크(380)를 회전 가능하게 결합하되, 상기 제4링크(370)와 회전 대우로 결합되는 축 직하단에 바이트(382)를 장착한다. 여기서, 상기 바이트(382) 상부에는 스핀들(384)이 결합되고, 상기 스핀들(384)은 모터와 연결되어 고속 회전하게 됨으로써, 상기 바이트(382)를 고속 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 제5링크(380)의 일측 단부에는 제6링크(390)를 회전 가능하게 결합하고, 상기 제6링크(390)는 상부프레임(300)에 회전 가능하게 결합한다. 즉, 캠종동축(342)의 이송에 따라 제1링크(340) 내지 제6링크(390)가 유기적으로 연동 조작됨과 아울러, 상기한 제1링크(340) 내지 제6링크(390)에 의해 캠종동축(342)의 이송 구간이 비례적으로 축소되어 바이트(382)에 전달될 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 버 제거장치를 통해 요크류의 단조품에 형성된 버를 제거하기 위해서, 슈트(110) 상면에 요크(Y)를 적재하면, 슈트(110) 하부에 장착된 제1솔레노이드밸브(120)에 의해 적재된 요크(Y)들의 활강 이송이 제한된다.

이 후, 장치를 구동시켜 캠플레이트(310)에 근접 설치된 회전감지센서(330)를 통해 캠종동축(342)의 회전을 감지하게 되면, 제1솔레노이드밸브(120)가 개방되면서 도 4a와 같이 적재된 요크(Y)들이 활강 이송되어 제2솔레노이드밸브(130)에 걸리게 된다. 이 후, 도 4b와 같이 제1솔레노이드밸브(120)를 차단한 상태에서 제2솔레노이드밸브(130)를 개방하게 되면, 제1솔레노이드밸브(120)와 제2솔레이노이드밸브 사이에 위치한 최하단의 요크(Y) 하나만이 슈트(110) 하부로 활강 이송된다.

이처럼, 활강되는 요크(Y)는 안착프레임(210)의 안착홈(215) 내부로 슬라이딩되어 안착 이송되고, 이와 동시에 슈트(110) 하부에 장착된 이송감지센서(140)가 활강 이송된 요크(Y)를 감지하면서, 피딩실린더(220)에 구동명령을 내리게 된다. 이에 따라, 도 4c와 같이 피딩실린더(220)의 로드가 이송되면서 로드와 연결된 피딩바(240)가 안착홈(215) 방향으로 함께 이송되어, 피딩바(240)가 요크(Y)를 지그장치부의 양측 척(272) 사이로 밀어넣게 된다.

이와 같이, 척(272) 사이에 끼워진 요크(Y)는 도 5a와 도 5b와 같이 척(272)의 클램핑부에 의해 견고하게 끼워지게 됨은 물론, 양측의 척(272)이 압축스프링(274)의 탄성력에 의해 내측 방향을 향하여 압축 상태로 지지하게 되면서, 요크(Y)를 견고한 힘으로 클램핑시킬 수 있게 된다. 이 후, 도 5b와 같이 승강실린더(260)를 통해 요크(Y)가 클램핑된 척플레이트(252)를 상부로 상승 이동시키게 되면, 요크(Y) 내측면 사이 위치로 바이트(382)가 위치할 수 있게 된다. 이때, 바이트(382)는 상단에 장착된 스핀들(384)의 회전을 통해 고속으로 회전할 수 있게 됨으로써, 요크(Y) 내측면에 발생한 버를 절삭할 수 있게 된다.

한편, 이와 같은 버 절삭작업을 위해서는 바이트(382)의 이송이 필요한데, 캠종동축(342)의 이송과 함께 바이트(382)가 함께 이송될 수 있다. 즉, 도 10b과 같이 구동모터(320)가 구동되면, 동력전달수단에 의해 구동모터(320)의 구동력이 캠종동축(342)에 전달되어 캠종동축(342)이 회전된다. 이때, 캠종동축(342)이 캠홈(312)에 삽입되고, 캠종동축(342)에 장착된 가이드기어(344)가 가이드체인(314)에 걸려진 상태로 회전함으로써, 캠종동축(342)은 캠홈(312)을 따라 안정적으로 이송될 수 있다.

이처럼, 캠종동축(342)이 캠홈(312)을 따라 이송되면, 도 11과 같이 캠종동 축(342)이 결합된 제1링크(340) 역시 이송되고, 제1링크(340)와 회전 대우로 결합된 제2링크(350)와 제3링크(360), 그리고 제4링크(370)가 함께 이송된다. 이때, 제3링크(360) 중간 일부분이 상부프레임(300)에 회전 대우로 축 결합됨으로써, 이 축을 기준으로 제3링크(360)를 회전시킬 수 있고, 제3링크(360)와 회전 대우로 결합된 제2링크(350) 및 제4링크(370)를 회전시키면서 이송시킬 수 있다.

그리고, 상기 제3링크(360) 이 외에도 제6링크(390)가 상부프레임(300)에 회전 대우로 축 결합되고, 상기 제6링크(390)에 제5링크(380)가 회전 대우로 축 결합되며, 제5링크(380)는 제4링크(370)와 회전 대우로 축 결합됨으로써, 상부프레임(300)에 축 결합된 제3링크(360)와 제6링크(390)를 기준으로 제1링크(340) 내지 제6링크(390)를 유기적으로 회전시키면서 이송시킬 수 있다.

이처럼, 캠종동축(342)의 이송에 따라 제1링크(340) 내지 제6링크(390)가 함께 유기적으로 이송되면서, 제4링크(370) 하단에 결합된 바이트(382)가 함께 이송됨은 물론, 제1링크(340) 내지 제6링크(390)의 링크 조합 및 바이트(382)의 장착 위치로 인해 캠종동축(342)이 이송하는 구간에 대해 바이트(382)가 이송하는 구간이 비례적으로 축소되어 이송이 이루어진다.

따라서, 바이트(382)의 이송 구간이 캠종동축(342)의 이송 구간에 비교하여 상당 비율로 축소 이송되면서, 요크(Y) 내측면을 따라 바이트(382)를 이송시킬 수 있고, 이를 통해 요크(Y) 내측면에 발생한 버를 제거할 수 있는 것이다.

이처럼, 캠종동축(342)의 1회전 이송을 통해 요크(Y)에 발생한 버를 제거하게 되면, 도 5a와 같이 요크(Y)를 클램핑하고 있는 척플레이트(252)가 승강실린 더(260)에 의해 하강 이송되고, 캠종동축(342)은 계속해서 이송됨으로써 회전감지센서(330)가 다시 캠종동축(342)의 이송을 감지하게 된다. 그렇게 되면, 도 4b 및 도 4c를 통해 위에서 설명한 바와 같이 또 다른 최하단의 요크(Y)가 안착홈(215) 내부로 활강 이송되면서, 피딩실린더(220)를 통해 안착홈(215)에 안착된 요크(Y)를 지그장치부 방향으로 밀어내게 된다.

이때, 척(272) 사이에는 위와 같은 작용으로 인해 버 제거작업을 마친 요크(Y)가 끼워져 있으나, 피딩바(240)를 통해 가압되는 새로운 요크(Y)에 밀려져 버가 제거된 요크(Y)는 배출슈트(280) 방향으로 밀려져 배출되고, 새로운 요크(Y)가 양측 척(272) 사이에 끼워져 위와 같은 버 제거작업이 연속적으로 자동화하여 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 버 제거장치는 단조품의 투입에서부터 단조품에 발생한 버 제거작업과 단조품 배출작업은 물론, 새로운 단조품의 투입작업에 이르기까지 버 제거에 필요한 대부분이 공정이 자동화 및 기계화되어 이루어짐으로써, 버 제거작업에 소요되는 제품 생산 비용을 크게 절감할 수 있고, 신속한 버 제거작업을 통해 단조품의 대량 생산이 가능하여 제품 제조단가를 낮출 수 있다.

또한, 위와 같은 자동화 및 기계화를 통해 제품 생산량을 일정하게 유지하여 생산성에 크게 이바지함은 물론, 적은 공간과 인원의 편성으로 인해 인력의 손실을 줄여 유지관리비용을 크게 절감할 수 있다.

더욱이, 수작업의 경우 작업자의 숙련도에 따라 제품의 품질 차이가 많이 발생하나, 본 발명의 버 제거장치는 상기한 기계화 및 자동화를 통해 제품 품질 수준 을 일정하게 유지할 수 있고, 특히 캠종동축(342)의 이송을 비례적으로 축소한 바이트(382)의 이송을 통해 버를 제거함으로써, 버의 가공오차를 최대한 줄여 단조품의 정밀한 프로파일을 확보할 수 있게 된다.

게다가, 수작업에 의한 버 제거 공정의 생산 환경을 혁신적으로 개선함으로써, 작업자의 안전사고를 크게 줄이는 한편, 근로자의 작업의욕을 고취시켜 이직 현상을 감소시키고, 우수 인력을 지속적으로 영입할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 자동차의 스티어링 칼럼에 사용되는 비정형 요크(yoke)를 나타낸 사진,

도 2는 수작업에 의한 버 제거작업을 나타낸 사진,

도 3은 본 발명에 의한 버 제거장치의 정면도,

도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 의한 단조품 공급장치부의 활강수단과 피딩수단을 통해 단조품이 이송되는 상태를 확대하여 나타낸 정단면도,

도 5a, 5b는 본 발명에 의한 지그장치부의 구성 및 승강실린더의 작동상태를 확대하여 나타낸 측단면도,

도 6은 본 발명에 의한 지그장치부의 구성을 나타낸 정단면도,

도 7은 본 발명에 의한 척의 형상을 나타낸 사시도,

도 8은 본 발명에 의한 캠유닛과 링크기구의 일부 구성을 확대하여 나타낸 사시도,

도 9는 본 발명에 의한 캠플레이트의 평면도,

도 10a, 10b는 본 발명에 의한 캠유닛 구성 중 캠플레이트와 캠종동축의 결합 전, 후를 나타낸 정단면도,

도 11은 본 발명에 의한 캠유닛과 링크기구의 작동관계를 개략적으로 도시한 평면도.

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

100 : 지지프레임 110 : 슈트

120 : 제1솔레노이드밸브 130 : 제2솔레노이드밸브

140 : 이송감지센서 200 : 하부프레임

210 : 안착프레임 215 : 안착홈

220 : 피딩실린더 230 : 피딩플레이트

240 : 피딩바 250 : 베드

252 : 척플레이트 260 : 승강실린더

270 : 척가이드 272 : 척

274 : 압축스프링 275 : 척스토퍼

280 : 배출슈트 300 : 상부프레임

310 : 캠플레이트 312 : 캠홈

314 : 가이드체인 320 : 구동모터

330 : 회전감지센서 340 : 제1링크

342 : 캠종동축 344 : 가이드기어

350 : 제2링크 360 : 제3링크

370 : 제4링크 380 : 제5링크

382 : 바이트 384 : 스핀들

390 : 제6링크

Claims

단조가공을 통해 제조된 단조품의 버를 제거하는 장치에 있어서,

슈트(110)를 따라 활강 이송된 단조품을 피딩실린더(220)를 통해 주기적으로 이송하는 단조품 공급장치부와;

상기 피딩실린더(220)를 통해 이송되는 단조품을 양측 척(272) 사이에 클램핑시키는 지그장치부와;

캠플레이트(310)에 성형된 캠홈(312)을 따라 캠종동축(342)을 이송시키는 캠유닛과;

상기 캠종동축(342)의 이송과 함께 연동 조작되어 하부에 장착된 바이트(382)를 캠종동축(342)의 이송구간에 대해 비례적으로 축소 이송시키는 축소링크기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 단조품 공급장치부는,

지지프레임(100) 상단에 경사지게 설치한 슈트(110)와;

상기 슈트(110) 하부에 설치하여 슈트(110) 상면에 적재된 단조품 중 최하단의 단조품을 하나씩 활강 이송시키는 활강수단과;

상기 슈트(110) 하단에 연결 설치하여 활강된 단조품을 안착시킬 수 있도록 하부프레임(200) 상면에 설치한 안착프레임(210)과;

상기 안착프레임(210)에 안착 이송된 단조품을 피딩실린더(220)를 통해 이송 하는 피딩수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 2항에 있어서, 상기 활강수단은,

상기 슈트(110) 하부에 설치하여 슈트(110) 상면에 적재된 단조품들을 동시에 활강시키거나 활강을 제한하는 제1솔레노이드밸브(120)와;

상기 제1솔레노이드밸브(120) 하부에 설치하여 제1솔레노이드밸브(120)에 걸려지지 않은 최하단의 단조품만을 활강 이송시키는 제2솔레노이드밸브(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 2항에 있어서, 상기 피딩수단은,

상기 안착프레임(210) 일측에 장착한 피딩실린더(220)와;

상기 피딩실린더(220)의 로드와 결합한 피딩플레이트(230)와;

상기 피딩플레이트(230)와 결합되어 로드와 함께 이송함으로써 단조품을 밀어내는 피딩바(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 2항에 있어서, 상기 슈트(110) 하부에는 안착프레임(210)으로 활강하는 단조품을 감지할 수 있도록 이송감지센서(140)를 더 설치한 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 지그장치부는,

안착프레임(210) 일측에 설치한 베드(250)와;

상기 베드(250) 중앙에 승강 가능하게 구비한 척플레이트(252)와;

상기 척플레이트(252) 하단에 장착되어 척플레이트(252)를 승강시키는 승강실린더(260)와;

상기 척플레이트(252) 상면 양측에 장착된 척가이드(270)와;

상기 각각의 척가이드(270) 내측에 장착되어 양측 척가이드(270) 사이에 단조품을 클램핑시키는 척(272)과;

상기 척가이드(270) 내부에 구비하여 척(272) 단부를 탄성 상태로 지지하는 압축스프링(274)과;

상기 척가이드(270) 후방에 장착되어 척(272)의 이탈을 방지하는 척스토퍼(275)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 캠유닛은,

상면에 캠홈(312)을 형성하고, 상기 캠홈(312)의 둘레를 따라 가이드체인(314)을 설치하여 상부프레임(300) 상부에 고정시킨 캠플레이트(310)와;

축소링크기구에 장착된 구동모터(320)와;

상기 가이드체인(314)에 걸려져 캠홈(312)을 따라 이송할 수 있도록 하부에 가이드기어(344)를 장착하되, 축소링크기구 단부에 회전 가능하게 결합한 캠종동축(342)과;

상기 구동모터(320)의 축과 캠종동축(342) 사이에 설치되어 구동모터(320)의 회전력을 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 7항에 있어서, 상기 캠플레이트(310) 일측에는 캠종동축(342)이 1회전하는 이송사이클을 감지할 수 있도록 회전감지센서(330)를 설치한 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 축소링크기구는,

구동모터(320)와 캠종동축(342)이 장착된 제1링크(340)와;

제1링크(340) 단부에 회전 가능하게 결합된 제2링크(350)와;

제1링크(340) 중간에 회전 가능하게 결합되고, 중간 부분이 상부프레임(300)에 회전 가능하게 결합된 제3링크(360)와;

제2링크(350)와 제3링크(360) 사이에 회전 가능하게 결합된 제4링크(370)와;

제4링크(370) 중간에 회전 가능하게 결합되고, 하단에 바이트(382)를 설치한 제5링크(380)와;

제5링크(380) 단부와 상부프레임(300) 사이에 회전 가능하게 결합된 제6링크(390)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.
제 9항에 있어서, 상기 바이트(382) 상부에는 스핀들(384)이 결합되고, 상기 스핀들(384)은 모터와 연결되어 고속 회전하는 것을 특징으로 하는 버 제거장치.