KR20120001525A - 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기에 관한 것으로, 튜너케이블의 공급과 절단 및 배출의 일련의 공정을 전자동으로 하여 튜너케이블 절단 작업과 관련한 작업성 및 생산성 향상을 도모함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기는, 공급모터(11), 상기 공급모터에 의해 회전하는 제1공급롤러(12), 상기 제1공급롤러의 저부에 소재(1)의 공급경로를 두고 승강 가능하게 장착되는 제2공급롤러(13), 상기 제2공급롤러를 승강시키는 승강실린더(14), 상기 제1공급롤러와 제2공급롤러에 의해 공급되는 소재(1)를 클램핑하는 공급클램프(15), 소재(1)를 상기 제1공급롤러와 제2공급롤러 사이로 유도하는 핀치롤러(16), 상기 제2공급롤러의 회전을 감지하여 소재의 유무를 판단하는 소재인식센서를 포함하는 소재 공급부(10)와; 상기 공급클램프(15)에 의해 공급되는 소재(1)가 수용되는 커팅블록(23), 상기 커팅블록에 일정간격을 두고 설치되며 커팅실린더에 의해 전후진하면서 상기 커팅블록에 수용된 소재를 커팅하는 한 쌍의 커터(21,22), 상기 소재가 커팅 위치에 셋팅되었는 가를 감지하는 시각센서(24)를 포함하는 소재 절단부(20)와; 상기 커팅블록에 수용되는 소재를 클램핑하는 배출클램프(33), 상기 배출클램프의 상승을 통해 커팅된 소재를 상승시키는 제1배출기(31), 상기 제1배출기를 횡방향으로 이동시켜 상기 소재를 적재 위치로 이송하는 제2배출기(32)를 포함하는 소재 배출부(30)로 구성된다.

Description

튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기{A FULL-AUTOMATIC TUNER CUTTING MACHINE}

본 발명은 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜너케이블의 공급과 절단 및 배출의 일련의 공정을 전자동으로 하여 튜너케이블 절단 작업과 관련한 작업성 및 생산성 향상을 도모 할 수 있는 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기에 관한 것이다.

일반적으로 차량부품 중 하나인 튜너 케이블(Tuner cable)은 차량의 유압식 파워스티어링 부품으로 운전자 및 탑승자의 안전과 관련한 중요한 부품이다.

현재 차량용 튜너 케이블을 원하는 규격으로 절단하기 위해서는 2차에 걸친 연마공정이 이루어지고 있는데, 연마 공정 중에 분진, 소음, 유해 가스가 발생하는 등 비환경적인 작업조건으로 직무기피 현상이 일어나고 있으며, 제품의 불량률이 높아 비경제적으로 공정 과정이 이루어지고 있다.

특히, 수출 규제의 원인이 되고 있으므로 이를 대체할 수 있는 친환경적이고 제품의 정밀도를 높일 수 있는 신공정기술 개발이 절실하다.

현재 자동차 부품으로 장착되고 있는 튜너 케이블의 제조 공정을 살펴보면 다음과 같은 제조 공정상의 많은 문제점을 갖고 있다.

① WA 절단석 및 원형 톱날에 의한 분진

튜너 케이블은 이중 강도를 가지고 있으며 자동차 부품용으로 속이 빈 이중 접합된 코일로써 한선은 연선인S20C로 되어 있고, 다른 한선은 스프링 강선인 SWRH62A로 되어 있다.

이 튜너 케이블을 절단하는 공구인 WA 절단석은 숫돌 중간층에 규외석(유리섬유)가루를 넣어 제조한 것이며, 튜너 케이블 절단시 다량의 분진, 유해가스, 소음이 발생하여 작업자들이 마스크와 보호안경 등을 필히 착용해야 하므로 생산성이 저하되고 직무기피 현상이 일어나고 있다.

또한, 외국에서는 규제가 엄격하여 기존의 절단방식으로 제조하면 아무래도 튜너 케이블 내에 쇳가루 및 석면 등이 잔존하여 파워스티어링 펌프의 손상을 주는 문제를 발생시키므로 수출을 못하고 있는 실정이다.

절단석 및 톱날에 의한 분진량은 10,000개의 절단시 5kg 정도나 되며, 이를 처리하기 위한 환경처리 비용도 적지 않다.

또한, 마모로 인한 절단석의 1일 소비량이 1대당 5장이고 제품의 제조시 경제적 비용도 무시할 수 없다.

② 다단계 공정에서 소음 및 유해 가스 발생

현재의 튜너 케이블 제조공정은 연마석 또는 톱날로 케이블이 절단될 때 소음이 발생할 수 밖에 없으며, 또한 연마, 조립, 후처리 공정 등 다단계 공정으로 제품이 제조되므로, 연계 공정으로 인한 차단막 설치가 어려운 실정으로 작업장 전체가 소음이 심하다(100dB).

따라서, 협소한 작업 공간에서 다단계의 공정이 실행될 수 밖에 없으므로 이때 발생되는 소음으로 인한 환청 및 정신장애를 일으키기 쉽다.

또한, 각 공정에서 유해가스 및 악취가 발생하여 산업재해의 원인이 되기도 한다.

이때 발생하는 유해가스 및 악취의 종류는 SO2, MnO, NH(S), 프로핀 아세틸렌 등이다.

③ 절단 후 2차 후처리 작업이 필요

자동차용 유압 튜브의 부품은 견고성 및 정밀성이 요구되는데, 현재의 절단 방법으로는 연선과 강선의 접합 부분에서 날카로운 칩이 발생되므로 후처리 작업이 필수적이다.

따라서, 내경이 일정한 원형이 되지 못하므로 비드 등을 제거하고 정밀도를 높이기 위해서는 2차 후처리 연마작업이 필요하다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 특허 제10-0834882호(케이블 절단장치)가 있다.

상기 케이블 절단장치는 케이블 소재의 자동 공급과 함께 금형 프레스기의 커터날을 이용하여 자동으로 절단하는 새로운 방식을 구현함으로써, 분진이나 소음, 유해가스 등의 문제없이 튜브 절단 작업을 효과적으로 수행할 수 있는 등 작업환경을 개선할 수 있으며, 자동화 개념으로 많은 수량의 튜브를 정확한 규격(길이)으로 절단할 수 있고 또 2차 후처리 작업을 배제할 수 있는 등 제품의 정밀도 향상과 생산성 향상을 도모할 수 있으나, 이동과 절단의 작동이 각각 자동으로 수행되는 것일 뿐 작업자가 직접 절단 위치를 확인한 후 수동조작에 의해 절단이 진행되는 것으로 실질적으로 자동이라 할 수 없다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 튜너케이블 소재의 자동 공급과 함께 금형 프레스기의 커터를 이용하여 자동으로 절단하는 새로운 방식을 구현함으로써, 분진이나 소음, 유해가스 등의 문제없이 튜너케이블 절단 작업을 효과적으로 수행할 수 있는 등 작업환경을 개선할 수 있으며, 자동화 개념으로 많은 수량의 튜너케이블을 정확한 규격(길이)으로 절단할 수 있고 또 2차 후처리 작업을 배제할 수 있는 등 제품의 정밀도 향상과 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 또한, 소재의 절단 위치를 작업자의 육안 확인이 아니라 자동으로 센싱하여 전자동화가 가능한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기를 제공하려는데 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기는, 소재를 공급하는 소재 공급부, 상기 소재 공급부에 의해 공급되는 소재를 절단하는 소재 절단부, 상기 소재 절단부에 의해 절단된 소재를 배출하는 소재 배출부, 상기 소재가 상기 소재 절단부의 절단 위치에 셋팅되는 가를 감지하는 시각센서, 상기 시각센서의 감지값을 근거로 하여 상기 소재 절단부를 자동으로 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기에 의하면, 자동화 공정으로 진행되는 금형 프레스 절단 방식을 적용하여 케이블, 예를 들면 차량용 튜너 케이블을 절단함으로써, 기존의 절단석/톱날 방식과 비교하여 케이블의 손실을 50% 정도 줄일 수 있으며, 불량율을 줄여 제품의 품질 향상과 생산성 향상을 도모할 수 있고, 또한 기존 공정에서 발생하는 금속 분진, 소음, 유해가스를 원천적으로 해소할 수 있는 친환경적인 기술이므로, 쾌적한 작업환경 조성과 작업자의 작업능률 향상을 도모할 수 있고, 더 나아가 외국의 각종 규제에 적극적으로 대처할 수 있어 수출 증대를 기대할 수 있으며, 특히나, 소재의 절단 위치를 작업자가 직접 육안 확인하지 않고 자동으로 감지하여 수작업의 전혀 포함되지 않는 전자동화를 구현함으로써 생산성을 더욱 확대하고 인건비를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기에 적용된 소재 공급부의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기에 적용된 소재 절단부와 소재 배출부의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기에 적용된 절단부의 커터의 예시도.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기는, 소재 공급부(10), 소재 공급부(10)에 의해 공급되는 소재를 절단하는 소재 절단부(20), 절단부(20)에 의해 절단된 소재를 배출하는 소재 배출부(30)로 구성된다.

도 2에서 보이는 것처럼, 소재 공급부(10)는 공급모터(11), 공급모터(11)에 의해 회전하는 제1공급롤러(12), 제1공급롤러(12)의 저부에 일정 간격(소재의 공급경로)을 두고 승강 가능하게 장착되는 제2공급롤러(13), 제2공급롤러(13)를 승강시키는 승강실린더(14), 제1공급롤러(12)와 제2공급롤러(13)에 의해 공급되는 소재(1)를 클램핑하여 소재 절단부(20)에 공급하는 공급클램프(15), 소재(1)를 제1공급롤러(12)와 제2공급롤러(13) 사이로 유도하는 핀치롤러(16), 제품인식센서(미도시)로 구성된다.

공급롤러(12)는 공급모터(11)에 의해 회전하며 제2공급롤러(13)와 함께 소재(1)를 공급클램프(15)에 공급한다.

제2공급롤러(13)는 제1공급롤러(12)의 저부에 배치되며 제1공급롤러(12)와의 사이를 통해 소재(1)를 공급한다. 즉, 제2공급롤러(13)는 자체적으로는 구동하지 않고 소재(1)와의 마찰력에 의해 회전하면서 소재(1)를 공급하는 것이며, 승강실린더(14)에 의해 승강하면서 소재(1)와 접촉되거나 소재(1)로부터 이격된다.

상기 제품인식센서는 제2공급롤러(13)의 회전을 근거로 하여 소재(1)의 공급을 감지한다. 다시 말하면, 별도의 이송수단을 통해 소재(1)가 이송될 때 소재(1)에 의해 제2공급롤러(13)가 회전하면 소재(1)가 소재 공급부(10)에 공급(이송 완료)되었음을 알 수 있다.

승강실린더(14)는 제2공급롤러(13)를 승강시켜 제1공급롤러(12)와의 간격을 조정할 수 있고, 이에 따라 소재(1)의 굵기에 상관없이 모든 굵기의 소재(1)의 사용이 가능하다.

공급클램프(15)는 제1공급롤러(12)와 소재 절단부(20)의 사이에 왕복 이동 가능하게 설치되며, 예를 들어 고정블록의 상부에 실린더가 설치되는 형태로서 상기 실린더가 하강하여 소재(1)를 클램핑하거나 상승하여 언클램핑할 수 있다.

공급클램프(15)는 제1공급롤러(12)와 제2공급롤러(13)에 의해 공급되는 소재(1)를 소재 절단부(20)의 후술하는 커팅블록(23)에 공급한다.

공급클램프(15)는 도면에 구체적으로 도시되지 않았으나, 회전수단을 통해 회전하면서 소재(1)를 소재 절단부(20)에 공급할 수도 있다.

도 3과 도 4에서 보이는 것처럼, 소재 절단부(20)는 2개의 커터(21,22)가 일정간격을 두고 설치되며 커팅실린더에 의해 전후진하면서 소재(1)를 커팅하는 것으로, 공급클램프(15)에 의해 공급되는 소재(1)가 수용되는 커팅블록(23), 커팅블록(23)에 전술한 것처럼 커팅실린더에 의해 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 커터(21,22), 소재(1)의 위치를 감지하는 즉 소재(1)가 커팅 위치에 셋팅되었는 가를 감지하는 시각센서(카메라 포함)(24), 커팅블록(23)을 조명하는 조명기(25), 커팅블록(23)으로부터 일정 거리 이격되며 소재(1)의 단부가 지지되어 소재(1)의 길이를 맞추기 위한 스토퍼블록(26)으로 구성된다.

한 쌍의 커터(21,22)는 특수 열처리된 고속도강으로 이루어질 수 있고, 커팅실린더 또는 커팅블록(23)에 교체 가능하도록 장착된다. 커터(21,22)는 상기 커팅실린더에 의해 전진하면서 소재(1)를 절단하고 절단 완료후 후진한다.

시각센서(24)는 커팅블록(23)의 커팅 위치를 실시간으로 확인하여 이 정보를 컨트롤러에 의한 제어가 이루어지도록 한다.

상기 컨트롤러는 공급모터(11), 승강실린더(14), 공급클램프(15), 커팅실린더, 시각센서(24), 조명기(25), 제1,2배출기(31,32) 등의 제어를 통해 소재(1)의 이송 - 절단 - 배출 등의 일련의 공정을 자동으로 제어하는 것이며, 이에 대해서는 하기의 작용 설명에 의해 구체화된다.

조명기(25)는 외부의 전원 또는 배터리 전원을 인가받아 빛을 커팅블록(23)의 커팅위치를 조명함으로써 시각센서(24)에 의한 정보의 정확도를 높인다.

스토퍼블록(26)은 커팅블록(23)으로부터 일정 거리 이격되며 소재(1)의 이송을 정지시키며, 이는 소재(1)를 커팅 위치에 셋팅하는 기능도 하지만, 시각센서(24)와 컨트롤러의 오동작시 소재(1)가 이송되는 것을 막는 기능도 한다. 이런 경우 스토퍼블록(26)에는 리미트 센서 등이 설치되어, 스토퍼블록(26)에 소재(1)가 감지되면 소재의 공급과 절단이 중단되도록 제어할 수 있다.

스토퍼블록(26)은 소재(1)의 길이를 조절할 수 있도록 커팅블록(23)에 대해 거리 조정 가능하도록 설치된다.

소재 배출부(30)는 커팅된 소재(1)를 승강시키는 제1배출기(31), 제1배출기(31)에 의해 배출 위치로 상승한 소재(1)를 배출시키는 제2배출기(32) 및 제1배출기(31)에 장착되며 소재(1)를 클램핑하는 배출클램프(33)로 구성된다.

배출클램프(33)는 제1배출기(31)의 저부에 즉 로드에 장착되어 있으며, 소재(1)의 절단시에는 커팅된 소재(1)를 배출하기 위한 준비 위치에 셋팅되고, 절단이 완료되면 제1배출기(31)에 의해 상승한다. 배출클램프(33)는 소재(1)를 잡을 수 있는 집게 등이 가능하다.

제2배출기(32)는 제1배출기(31)를 횡방향(도면 기준 우측)으로 이동시켜 커팅된 소재(1)를 적재 위치로 이송한다.

제1,2배출기(31,32)는 각각 실린더일 수 있다.

본 발명은 소재(1)의 공급 - 절단 - 배출의 일련의 공정이 전자동으로 구현되는 것이므로, 구체적으로 설명하지는 않았지만, 소재 공급부(10), 소재 절단부(20), 소재 배출부(30)에는 소재(1)를 감지하는 센서가 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기의 작용은 다음과 같다.

소재(1)는 이송장치 등에 의해 소재 공급부(10)에 공급된다. 소재(1)의 공급시 제2공급롤러(13)는 승강실린더(14)에 의해 상승하여 있다.

소재(1)가 제1,2공급롤러(12,13)의 사이에 끼워지면 제1공급롤러(12)의 회전력, 소재(1)와 제2공급롤러(13)간의 마찰력에 의해 소재(1)가 공급클램프(15)에 공급된다. 제2공급롤러(13)의 회전은 제품인식센서에 의해 감지되며, 이 감지값에 의해 소재(1)의 공급을 확인한다. 즉, 제2공급롤러(13)가 회전하지 않으면 소재(1)가 공급되지 않은 것이므로 소재 절단부(20)와 소재 배출부(30) 등은 작동이 정지된다.

공급클램프(15)에는 소재(1)의 유무를 감지하는 센서가 장착되어 있으며, 상기 센서에 의해 소재(1)가 공급클램프(15)에 공급됨을 감지하면 컨트롤러는 공급클램프(15)를 통해 소재(1)를 클램핑하도록 제어하고, 공급클램프(15)는 소재(1)를 소재 절단부(20)로 이송한다.

소재(1)는 커팅블록(23)을 통과하여 배출클램프(33)에 의해 클램핑(배출클램프(33)에는 공급클램프(15)처럼 소재(1)를 감지하는 센서가 장착될 수 있다)되는 위치까지 이송된다. 공급클램프(15)는 소재(1)의 공급 후 원위치로 복귀하여 다음 소재(1)의 커팅을 준비할 수 있다.

시각센서(24)는 커팅블록(23)의 커팅위치를 실시간으로 감지하고 있으며, 컨트롤러는 시각센서(24)를 통해 커팅위치에 소재(1)가 셋팅됨을 확인하면, 커팅실린더를 통해 제1,2커터(21,22)를 마주하는 방향으로 전진시켜 제1,2커터(21,22)에 의해 소재(1)를 절단하도록 한다.

상기 커팅실린더는 타이머에 의해 제1,2커터(21,22)를 복귀시킬 수 있고, 또는 탄성부재에 의해 제1,2커터(21,22)가 복귀될 수도 있다.

소재(1)의 커팅이 완료되면 제1배출기(31)는 배출클램프(33)와 커팅된 소재(1)를 상승시켜 다음 커팅을 간섭하지 않고, 이어서, 제2배출기(32)는 제1배출기(31)를 우측으로 이동시킨 후, 배출클램프(33)에서 커팅된 소재(1)를 적재토록 한다.

이와 같이 커팅 공정이 완료되어 배출이 진행되는 중에 소재 공급부(10)에서는 소재(1)가 소재 절단부(20)에 전술한 공정으로 공급된다.

즉, 이상에서 설명한 것처럼, 소재(1)의 공급 - 절단 - 배출의 일련의 공정이 상기 컨트롤러에 의해 전자동으로 이루어진다.

1 : 소재, 10 : 소재 공급부
11 : 공급모터, 12 : 제1공급롤러
13 : 제2공급롤러, 14 : 승강실린더
15 : 공급클램프, 16 : 핀치롤러
20 : 소재 절단부, 21,22 : 커터
23 : 커팅블록, 24 : 시각센서
25 : 조명기, 26 : 스토퍼블록
30 : 소재 배출부, 31 : 제1배출기
32 : 제2배출기, 33 : 배출클램프

Claims (2)

1. 공급모터(11), 상기 공급모터에 의해 회전하는 제1공급롤러(12), 상기 제1공급롤러의 저부에 소재(1)의 공급경로를 두고 승강 가능하게 장착되는 제2공급롤러(13), 상기 제2공급롤러를 승강시키는 승강실린더(14), 상기 제1공급롤러와 제2공급롤러에 의해 공급되는 소재(1)를 클램핑하는 공급클램프(15), 소재(1)를 상기 제1공급롤러와 제2공급롤러 사이로 유도하는 핀치롤러(16), 상기 제2공급롤러의 회전을 감지하여 소재의 유무를 판단하는 소재인식센서를 포함하는 소재 공급부(10)와;
   상기 공급클램프(15)에 의해 공급되는 소재(1)가 수용되는 커팅블록(23), 상기 커팅블록에 일정간격을 두고 설치되며 커팅실린더에 의해 전후진하면서 상기 커팅블록에 수용된 소재를 커팅하는 한 쌍의 커터(21,22), 상기 소재가 커팅 위치에 셋팅되었는 가를 감지하는 시각센서(24)를 포함하는 소재 절단부(20)와;
   상기 커팅블록에 수용되는 소재를 클램핑하는 배출클램프(33), 상기 배출클램프의 상승을 통해 커팅된 소재를 상승시키는 제1배출기(31), 상기 제1배출기를 횡방향으로 이동시켜 상기 소재를 적재 위치로 이송하는 제2배출기(32)를 포함하는 소재 배출부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기.
   
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 커팅블록을 조명하는 조명기(25)가 포함된 것을 특징으로 하는 튜너케이블을 포함하는 차량부품용 전자동 절단기.

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