KR20100120996A - 수직가공 머신에서의 구동제어장치 - Google Patents

수직가공 머신에서의 구동제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 탭핑 머신 및 드릴링 머신을 포함하는 수직가공 머신(2)에 있어서, 절삭공구(22)가 장착되는 회전체(16)와 회전체(16)를 구동시키는 구동모터(24)를 포함하는 헤드부(14)의 헤드하우징(28) 측벽에 설치된 제1,제2 리미트스위치(50)(52)와, 회전체(16)를 승강시키는 수평축부가 갖는 피드샤프트(30)와 핸들바디(44)간에 개재되어 일체 조립으로 축회전되며 제1,제2 리미트스위치(50)(52)와 접촉되는 접촉돌부(42a)(38a)를 갖는 보스(42)(38)를 구비하되, 회전체(16)가 들려진 초기상태에서 제1 리미트스위치(50)와 보스(42)의 접촉돌부(42a)가 접촉되게 하며 작업테이블(12)에 얹어놓은 공작물(18)이 절삭공구(22)에 의해 천공완료된 회전체(16)의 최하강상태에서는 제2 리미트스위치(52)와 보스(38)의 접촉돌부(38a)가 접촉되게 구성하며, 제1,제2 리미트스위치(50)(52)의 스위치 상태에 따라 제어회로부(60)가 구동모터(24)의 구동을 제어하게 구성한 것이다.
드릴링 머신, 탭핑 머신, 보스, 리미트스위치, 접촉돌부

Description

수직가공 머신에서의 구동제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING DRIVE OF DRILLING AND TAPPING MACHINE}
본 발명은 수직가공 머신에 관한 것으로, 특히 드릴링이나 탭핑을 하는 드릴링 머신이나 탭핑 머신에서의 작업 안전을 도모하기 위한 구동제어장치에 관한 것이다.
드릴링이나 탭핑작업을 하는 수직가공 머신에서의 작업 안전은 산업재해와 직결되므로 아무리 강조해도 지나치지 않다.
일예로 드릴링 작업의 안전항목들은 하기와 같다.
- 회전하고 있는 주축이나 드릴에 옷자락이나 머리카락이 말려 들어가지 않도록 한다.
- 드릴을 회전시킨 후 머신 테이블을 조정하지 않으며, 공작물은 완전하게 고정한다.
- 드릴을 고정하거나 풀 때에는 주축이 완전히 정지된 후에 작업을 한다.
- 시동전 드릴이 바른 위치에 안전하게 고정되었는가를 확인하여야 한다.
- 드릴이나 소켓 등을 뽑을 때에는 드릴 뽑기를 사용하며, 헤머 등으로 두들겨 뽑지 않는다.
- 얇은 판의 드릴 작업에는 보조판 나무를 사용하는 것이 좋다.
- 구멍 뚫기가 끝날 무렵에는 이송을 천천히 하며, 장갑을 끼고 작업을 하지 않도록 한다.
이러한 드릴링 작업의 안전항목들중에서도 구멍뚫기가 끝날 무렵에 즈음하여 작업물을 꺼내기 위한 동작을 취하다가 회전하는 드릴 등에 다치는 안전사고가 많이 발생되는데, 이에 대한 개선책이 요망된다.
따라서 본 발명의 목적은 드릴링이나 탭핑을 하는 수직가공 머신에서의 작업 안전을 도모하기 위한 구동제어장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 탭핑 머신 및 드릴링 머신을 포함하는 수직가공 머신에 있어서, 절삭공구(22)가 장착되는 회전체(16)와 회전체(16)를 구동시키는 구동모터(24)를 포함하는 헤드부(14)의 헤드하우징(28) 측벽에 설치된 제1,제2 리미트스위치(50)(52)와, 회전체(16)를 승강시키는 수평축부가 갖는 피드샤프트(30)와 핸들바디(44)간에 개재되어 일체 조립으로 축회전되며 제1,제2 리미트스위치(50)(52)와 접촉되는 접촉돌부(42a)(38a)를 갖는 보스(42)(38)를 구비하되, 회전체(16)가 들려진 초기상태에서 제1 리미트스위치(50)와 보스(42)의 접촉돌부(42a)가 접촉되게 하며 작업테이블(12)에 얹어놓은 공작물(18)이 절삭공구(22)에 의해 천공완료된 회전체(16)의 최하강상태에서는 제2 리미트스위치(52)와 보스(38)의 접촉돌부(38a)가 접촉되게 구성하며, 제1,제2 리미트스위치(50)(52)의 스위치 상태에 따라 제어회로부(60)가 구동모터(24)의 구동을 제어하게 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 구현된 구동제어장치를 통해서 드릴링이나 탭핑을 하는 수직가공 머신에서의 작업 안전을 도모할 수 있으며, 그중에서도 구멍뚫기가 끝날 무렵에 즈음하여 작업물을 꺼내기 위한 동작을 취하다가 회전하는 드릴 등에 다치는 안전사고의 위험을 제거해주는 장점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수직가공 머신의 사시도 및 정면도로서, 작업 안전을 도모하는 구동제어장치를 구비하고 있다. 도 3은 도 1 및 도 2의 구동제어장치의 요부 분해 사시도이고, 도 4는 구동제어장치의 회로 블록 구성도이다.
본 발명의 실시 예에 적용된 수직가공 머신(2)은 드릴링 머신이나 탭핑 머신이 될 수 있으며, 받침대(4), 지지축대(6), 작업테이블(12) 및 헤드부(14)와 같은 통상적인 구성을 포함한다. 지면에 위치한 받침대(4)상의 지지축대(6)에는 핸들(8)로 조작시 랙피니언기어 구조 등을 통해 승하강 가능한 칼럼브라켓(10)이 설치되고, 그 칼럼브라켓(10)에는 작업테이블(12)이 장착된다. 그리고 지지축대(6)의 상측부에는 헤드부(14)가 구비된다.
헤드부(14)는 드릴이나 탭핑공구 등과 같은 절삭공구(22)가 장착되는 회전체(16)와 그 회전체(16)를 회전시키기 위한 동력원인 구동모터(24)를 포함한다. 구 동모터(24)와 회전체(16)는 헤드하우징(28)내에 풀리벨트구조로 연결되며, 작업테이블(12)로 향하는 수직방으로 설치된 회전체(16)의 단부에는 드릴이나 탭핑공구와 같은 절삭공구(22)를 척킹하거나 척킹해제를 위한 척킹부(20)가 구비된다.
또한 헤드부(14)의 헤드하우징(28) 일측벽면에는 회전체(16)를 승강시킬 수 있도록 회전체(16)를 감싸는 수직측 슬리브와 래크피니언 구조로 연결된 수평축부가 구비되며, 그 수평축부에는 핸들바디(44)의 핸들레버(26)를 포함한다. 핸들레버(26)는 헤드하우징(28)내의 수평축부를 이루는 피드샤프트(30)의 일측에 조립 고정된 핸들바디(44)의 원주면에 장착된 것이다.
핸들레버(26)가 조립된 구성을 보다 구체적으로 설명하면, 수평축부의 피드샤프트(30)에는 회전체(16)의 하강깊이 조절을 위한 피드다이얼(32)이 축삽입되고 그 후 코일스프링(34)과 키(36)를 끼우되 피드샤프트(30)의 키홈에 키(36)가 끼워지게 하고, 또 본 발명의 안전사고 방지를 위한 수단으로서 두개의 보스(38)(42)와 그 사이의 링스페이셔(40)를 차례대로 끼우고 키홈을 갖는 핸들바디(44)와 와샤(46)를 끼운 후 클램프볼트(48)로 체결함으로써 피드샤프트(30)와 핸들바디(44) 및 그 사이의 보스(38)(42), 링스페이셔(40)가 일체로 회전가능하게 조립고정된다. 핸들바디(44)의 원주면에는 다수의 핸들레버(26)가 체결고정된다.
피드샤프트(30)의 타단부에는 태엽스프링(미도시함)이 설치되어 있으므로 태엽스프링의 바이어스력으로 핸들바디(36)에 설치된 핸들레버(26)가 초기 들려있는 위치에 있게 된다. 만일 작업자가 핸들레버(26)를 선회시켜서 내리면 태엽스프링의 복귀 바이어스력이 최대가 되고 그 상태에서 작업자가 핸들레버(26)를 놓게 되면 그 복귀바이어스력에 의해서 다시 원래의 들려있는 초기 위치로 되돌아가게 된다.
본 발명의 실시 예에서는 작업자의 안전사고 방지를 위해 피드샤프트(30)와 핸들바디(36) 사이에 외측 및 내측 보스(42)(38)를 개재시키고, 그 개재된 외측 및 내측 보스(42)(38)의 원통외면에는 제1,제2 리미트스위치(50)(52)를 감지할 수 있도록 접촉돌부(42a)(38a)가 형성된다. 제1,제2 리미트스위치(50)(52)는 헤드하우징(28)의 측벽면에 받침편(54)으로 지지 고정되며, 각각 외측보스(42)의 접촉돌부(42a) 감지용 및 내측보스(38)의 접촉돌부(38a) 감지용이다. 즉 제1 리미트스위치(50)는 외측보스(42)의 접촉돌부(42a)를 감지하는 스위치이고, 제2 리미트스위치(52)는 내측보스(38)의 접촉돌부(38a)를 감지하는 스위치이다.
제1 리미트스위치(50)는 드릴이나 탭핑공구와 같은 절삭공구(22)를 장착한 회전체(16)가 들려있는 초기상태를 감지하기 위한 센서스위치이고, 제2 리미트스위치(52)는 작업테이블(12)에 얹어 놓은 공작물(18)에 드릴링이나 탭핑 완료시 회전체(16)의 최하강 상태를 감지하기 위한 센서스위치이다. 제1,제2 리미트스위치(50)(52)가 회전체(16)의 초기(상승)상태 및 최하강 상태에 맞게 제대로 스위치작동을 하기 위해서 작업자는 사전에 내외측보스(38)(42)를 조정하여 그 접촉돌부(38a)(42a)가 제 위치에 있게 고정해야 한다.
제1,제2 리미트스위치(50)(52)는 도 4에 도시된 제어회로부(60)와 연결되며, 제어회로부(60)는 제1,제2 리미트스위치(50)(52)의 '스위치 온/오프'상태에 따른 구동모터(24)의 구동을 제어한다. 제어회로부(60)에는 비상사태시 작업자가 구동모터(24)의 구동을 중지시키기 위한 비상정지 발판스위치(56)와도 연결된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 작업 안전을 도모하도록 본 발명의 구동제어장치에서 수행하는 제어흐름도로서, 도 5는 수직가공 머신이 드릴링 머신의 경우이고 도 6은 수직기공 머신이 탭핑 머신의 경우이다.
그리고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 수직가공 머신의 작동 상태도이다.
작업자가 회전체(16)의 척킹부(20)에 절삭공구(22)를 장착하고 높이조절된 작업테이블(12)상에 공작물을 얹어 놓은 후, 본 발명의 수직가공 머신을 파워온(power on)시킨다(도 5,6의 100단계). 이때 회전체(16)는 상승된 초기상태이고 핸들바디(44)의 핸들레버(26)는 들려져 있는 상태이다. 또 이 때에는 도 7에서와 같이, 제1 리미트스위치(50)는 외측보스(42)의 접촉돌부(42a)와 접촉되어 '스위치 온'상태이고, 제2 리미트스위치(52)는 내측보스(38)의 접촉돌부(38a)와는 비접촉되므로 '스위치 오프'상태이다(도 5,6의 102단계).
이러한 초기상태에서 안전사고 방지를 위해서 본 발명에서는 절삭공구(22)가 장착된 회전체(16)가 회전되지 않도록 하고 있다.
그 후 작업자가 핸들레버(26)를 이용해서 절삭공구(22)가 장착된 회전체(16)를 하강시킴에 따라 제1 리미트스위치(50)가 외측보스(42)의 접촉돌부(42a)로부터 떨어져 '스위치 오프'상태된다. 즉 핸들레버(26)를 당겨내리게 되면 핸들바디(44)와 내외측보스(38)(42)가 일체로 회전하게 되며 그에 따라 외측보스(42)에 형성된 접촉돌부(42a)는 제1 리미트스위치(50)에서 떨어지게 된다.
제1 리미트스위치(50)가 '스위치 오프'상태가 되면(도 5,6의 104단계), 제어 회로부(60)는 이제서야 구동모터(24)를 정회전되게 구동시킨다(도 5,6의 106단계).
작업자가 핸들레버(26)를 이용해 회전체(16)를 하강시켜서 작업테이블(12)에 얹어 놓은 공작물을 드릴링 또는 탭핑하여서 천공이나 나공을 형성하며, 도 8에서와 같이 최하방에까지 회전체(16)가 내려오게 되면 제2 리미트스위치(52)는 핸들바디(44)와 일체로 회전되는 내측보스(38)의 접촉돌부(38a)에 접촉되어서 '스위치 온'상태로 된다. 이 때 제1 리미트스위치(50)는 외측보스(42)의 접촉돌부(42a)와는 비접촉되므로 여전히 '스위치 오프'상태이다.
그 후 절삭가공을 마친 작업자가 핸들레버(26)를 놓게 되면 도 9에서와 같이 피드샤프트(30)의 타측부에 설치된 태엽스프링의 복귀바이어스력에 의해서 다시 원래의 상태로 되돌아가려고 한다.
작업자가 핸들레버(26)를 놓는 즉시로 제2 리미트스위치(52)는 '스위치 온'상태에서 '스위치 오프'상태로 전환되며, 제어회로부(60)는 제2 리미트스위치(52)의 '스위치온'에서 '스위치오프' 전환상태를 감지하여(도 5,6의 108단계), 구동모터(24)를 제어한다.
제2 리미트스위치(52)의 '스위치온'에서 '스위치오프' 전환상태를 감지시 수직가공 머신의 종류에 따라 제어회로부(60)는 다르게 제어를 한다.
수직가공 머신이 드릴링 머신일 경우에는 제2 리미트스위치(52)의 '스위치온'에서 '스위치오프' 전환상태를 감지시 제어회로부(60)는 도 5에서와 같이 구동모터(24)의 구동을 바로 중지시킨다(도 5의 114단계). 그에 따라 드릴과 같은 절삭공구를 갖는 회전체(16)의 회전이 중지된다. 그에 따라 작업완료된 공작물(18)을 급히 꺼내려다가 발생하는 안전사고는 거의 없게 된다.
수직가공 머신이 탭핑 머신일 경우에는 제2 리미트스위치(52)의 '스위치온'에서 '스위치오프' 전환상태를 감지시 제어회로부(60)는 도 6에서와 같이 구동모터(24)를 역회전되게 구동제어한다(도 6의 110단계). 그래서 회전체(16)가 갖는 탭핑공구인 절삭공구(22)가 역회전되게 하여서 나사탭에서 빠져 나오게 해주며, 그 후 회전체(16)와 핸들레버(26)가 초기위치에까지 들려올라가게 되면 제1 리미트스위치(50)가 '스위치 온'상태로 전환된다(도 6의 112단계). 즉 제1 리미트스위치(50)에 외측보스(42)의 접촉돌부(42a)가 접촉하게 된다. 그러면 제어회로부(60)는 역회전 구동중인 구동모터(24)의 구동을 중지시키게 된다(도 6의 114단계).
상기와 같은 구동모터(24)의 구동과 중지를 제어함으로써 작업자는 수직가공 머신 이용시의 안전사고 위험으로부터 보다 나은 보호를 받을 수 있다.
또한 작업자는 작업중 비상사태가 발생하면 바닥에 발근처에 위치한 비상정지 발판스위치(56)를 누를 수 있으며, 비상정지 발판스위치(56)를 발로 누르게 되면 제어회로부(60)는 구동중인 구동모터(24)의 구동을 즉각 중지시킨다. 이는 작업중 비상사태시 안전사고를 최소화되게 해준다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
본 발명은 드릴링 머신이나 탭핑 머신과 같은 수직가공 머신에서의 안전사고 방지에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수직가공 머신의 사시도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 도 1 및 도 2의 구동제어장치의 요부 분해 사시도,
도 4는 구동제어장치의 회로 블록 구성도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구동제어장치에서의 제어 흐름도,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 수직가공 머신의 작동 상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(2)-- 수직가공 머신 (4)-- 받침대
(6)-- 지지축대 (10)-- 칼럼브라켓
(12)-- 작업테이블 (14)-- 헤드부
(16)-- 회전체 (18)-- 공작물
(22)-- 절삭공구 (24)-- 구동모터
(26)-- 핸들레버 (28)-- 헤드하우징
(38)(42)-- 보스 (40)-- 링스페이셔
(38a)(42a)-- 접촉돌부 (50)-- 제1 리미트스위치
(52)-- 제2 리미트스위치 (60)-- 제어회로부

Claims (4)

  1. 탭핑 머신 및 드릴링 머신을 포함하는 수직가공 머신에 있어서,
    절삭공구(22)가 장착되는 회전체(16)와 회전체(16)를 구동시키는 구동모터(24)를 포함하는 헤드부(14)의 헤드하우징(28) 측벽에 설치된 제1,제2 리미트스위치(50)(52)와, 회전체(16)를 승강시키는 수평축부가 갖는 피드샤프트(30)와 핸들바디(44)간에 개재되어 일체 조립으로 축회전되며 제1,제2 리미트스위치(50)(52)와 접촉되는 접촉돌부(42a)(38a)를 갖는 보스(42)(38)를 구비하되, 회전체(16)가 들려진 초기상태에서 제1 리미트스위치(50)와 보스(42)의 접촉돌부(42a)가 접촉되게 하며 작업테이블(12)에 얹어놓은 공작물(18)이 절삭공구(22)에 의해 천공완료된 회전체(16)의 최하강상태에서는 제2 리미트스위치(52)와 보스(38)의 접촉돌부(38a)가 접촉되게 구성하며, 제1,제2 리미트스위치(50)(52)의 스위치 상태에 따라 제어회로부(60)가 구동모터(24)의 구동을 제어하게 구성함을 특징으로 하는 수직가공 머신.
  2. 제1항에 있어서, 제어회로부(60)에는 비상정지 발판스위치(56)가 연결되어서 구동모터(24)의 구동을 비상정지시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 수직가공 머신.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제어회로부(60)는 제1 리미트스위치(50)가 스위치오프됨에 따라 회전체(16)가 정회전되게 구동모터(24)를 구동 제어하고, 제2 리미트스위치(52)가 스위치온후 스위치오프로 전환됨에 따라 구동중인 구동모터(24)의 구동이 중지되게 제어함을 특징으로 하는 수직가공 머신.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제어회로부(60)는 제1 리미트스위치(50)가 스위치오프됨에 따라 회전체(16)가 정회전되게 구동모터(24)를 구동 제어하고, 제2 리미트스위치(52)가 스위치온후 스위치오프로 전환됨에 따라 회전체(16)가 역회전되게 구동모터(24)를 구동 제어하며, 제1 리미트스위치(50)가 다시 스위치오프됨에 따라 구동중인 구동모터(24)의 구동을 중지되게 제어함을 특징으로 하는 수직가공 머신.
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CN106112533A (zh) * 2016-07-19 2016-11-16 何文东 一种钻孔和攻丝复合加工中心
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