KR20120036672A

KR20120036672A - 디버링 방법

Info

Publication number: KR20120036672A
Application number: KR1020100098472A
Authority: KR
Inventors: 천경호
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-04-18
Also published as: WO2012046914A1

Abstract

본 발명은, 디버링 장치를 이용한 디버링 방법에 있어서, 디버링 휠이 장착된 헤드부를 구동시키고, 디버링 공간으로 대상물을 이동시키는 구동단계; 및 상기 대상물에 상기 디버링 휠을 회전, 마찰시켜 버(Burr)를 제거하는 디버링단계;를 포함하고, 상기 디버링 휠은 모 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 디버링 방법에 관한 것으로서 본 발명에 따르면, 제품의 균일성과 작업성 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

디버링 방법{DEBURRING PROCESS}

본 발명은 디버링 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 제품이나 비금속 제품 등의 절단시 발생되는 날카로운 엣지(edge) 또는 버(Burr)를 제거하고 절단면을 라운딩(Rounding) 처리하는 디버링 방법에 관한 것이다.

버(Burr)를 제거하는 방법으로, 종래에는 드릴링 공구나 사포와 같은 수공구를 이용하여 작업자가 직접 수작업으로 제거(de-burring)하는 방법이 사용되어 왔다. 더욱이, 내부 형상이 복잡한 경우에는 버(Burr)를 제거하기 위한 자동화 설비를 기구적으로 설계하기 매우 까다로운 문제점이 있어 통상 수작업으로 버(Burr)의 제거 작업이 이루어진다.

이러한 수작업에 의존한 버(Burr)을 제거하는 방식은 완성된 제품의 생산 시간을 길어지게 하며, 이로 인한 생산 원가가 비싸지는 문제점이 있다.

또한, 버(Burr) 제거를 위한 자동화 설비가 제시되고 있지 않기 때문에 수작업으로 인한 제거로 인해 제품 제작 공정비용의 상당부분을 차지하게 되며, 제작된 제품의 품질이 일정하지 않은 문제도 있다.

한편, 버(Burr)을 제거하는 방식으로 자동화 설비에 따른 기구적인 방법을 도입할 경우 무작위로 분산되어 있는 버(Burr)의 정확한 위치(좌표)를 지정해주어야 하는 문제점이 있으며, 이는 자동화에 있어 로보틱스를 도입해야 하여 현실적으로 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금속 제품이나 비금속 제품에 사용하여 품질 균일성, 작업성, 생산성이 향상될 수 있는 디버링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

(1) 디버링 장치를 이용한 디버링 방법에 있어서, 디버링 휠이 장착된 헤드부를 구동시키고, 이송부를 통해 디버링 공간으로 대상물을 이동시키는 구동단계; 및 상기 대상물에 상기 디버링 휠을 회전, 마찰시켜 버(Burr)를 제거하는 디버링단계;를 포함하고, 상기 디버링 휠은 모 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 디버링 방법을 제공한다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 디버링단계는, 상기 디버링 휠의 모가 상기 대상물에 삽입되는 단계; 상기 디버링 휠의 모가 상기 대상물에 접촉하는 단계; 및 상기 디버링 휠의 모가 상기 대상물에 스치는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디버링 방법을 제공한다.

(3) 상기 (1)에 있어서, 상기 이송부는 전후 또는 좌우로 대상물을 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 디버링 방법을 제공한다.

(4) 상기 (1)에 있어서, 상기 디버링 휠은, 상기 모 소재에 연마재가 포함된 것을 특징으로 하는 디버링 방법을 제공한다.

(5) 상기 (3)에 있어서, 상기 헤드부는, 1개의 공전축과 상기 디버링 휠이 장착된 복수의 자전축을 구비하고, 상기 대상물의 상부에서 상하, 전후 또는 좌우로 구동하여 버(Burr)를 제거하는 메인 헤드부; 및 상기 메인 헤드부로 디버링되지 않는 부분의 버(Burr)를 제거하기 위하여 상기 디버링 휠이 장착된 하나 이상의 부가축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디버링 방법을 제공한다.

(6) 상기 (5)에 있어서, 상기 부가축은 소정 각도에서 상하로 회전 가능하고, 자전축과 공전축을 모두 구비하거나 또는 상기 자전축만 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 자전축에는 상기 디버링 휠이 적어도 하나 이상 결합되는 것을 특징으로 하는 디버링 방법을 제공한다.

(7) 상기 (5)에 있어서, 상기 디버링단계는, 상기 메인 헤드부 구동과 함께 상기 이송부가 전후로 왕복하거나 좌우로 구동하면서 상기 대상물의 상면부를 상기 메인 헤드부에 의해 디버링되도록 하고, 상기 대상물의 측면부를 상기 부가축에 의해 디버링되도록 하는 것을 특징으로 하는 디버링 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 모 소재의 디버링 휠을 사용하여 디버링 함으로써 금속 제품이나 비금속 제품의 품질을 균일하게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면 2D와 3D를 가리지 않고 다양한 형상을 가진 제품을 디버링 장치를 통해 디버링 할 수 있게 됨으로써 작업성 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디버링 방법을 나타내는 순서도,
도 2는 본 발명의 디버링 방법이 적용되는 디버링 장치를 나타내는 도면,
도 3은 메인 헤드부를 포함한 디버링 장치를 상부에서 바라본 평면도,
도 4는 본 발명에 사용되는 디버링 휠을 도시한 사시도,
도 5는 디버링 휠의 모가 대상물에 접촉되는 단계를 도시한 도면,
도 6은 디버링 휠의 모가 회전하면서 대상물을 스치는 단계를 도시한 도면,
도 7은 동일한 대상물을 사포를 사용하여 디버링한 경우와 모 소재를 사용하여 디버링한 경우의 실험값을 나타내는 도면.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디버링 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디버링 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 크게 디버링 장치(100)를 구동시키고 제어하는 구동단계(S10) 및 디버링 휠(10)을 회전시켜 대상물(30)의 버(Burr)를 제거하는 디버링단계(S20)로 구성될 수 있으며, 디버링 단계(S20)는 다시 모 삽입 단계(S21), 모 접촉 단계(S22) 및 모 스침 단계(S23)로 구성될 수 있다.

도 2a는 본 발명에 따른 디버링 방법이 적용되는 디버링 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 디버링 방법이 적용되는 디버링 장치(100)를 나타내는 정면도이다.

도 2a를 참조하여 설명하면, 구동단계(S10)는 디버링 휠(10)이 장착된 헤드부(120)를 구동시키고, 디버링 장치(100)의 이송부(110)를 통해 디버링 대상물(30)을 x축 방향을 따라 전후로 이동시켜 디버링 장치(100)의 헤드부(120)까지 운반하는 단계가 된다.

이를 위해 디버링 장치(100)의 이송부(110)는 컨베이어 벨트 등으로 이루어질 수 있다. 또한 상기 이송부(110)는 전후 또는 좌우로 대상물(30)을 이송할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 이송부(110)를 통해 대상물(30)을 전후뿐만 아니라 좌우로도 이송할 수 있게 되면 대상물(30)의 측면부 디버링이 용이해지는 이점이 있다. 이에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명한다.

구동단계(S10)에서는 외부의 조종자가 디버링 장치(100)의 제어부(130)를 제어하여 디버링 장치(100)의 헤드부(120)와 이송부(110)를 구동시키게 된다.

제어부(130)는 작업자에 의해 수동으로 제어하거나 제어 프로그램 등의 소프트웨어를 이용하여 상기 대상물(30)의 종류에 따라 디버링을 자동으로 제어하도록 할 수도 있다.

상기 헤드부(120)는 대상물(30)의 상면부의 버(Burr)를 전체적으로 제거하는 메인 헤드부(121)와 상기 메인 헤드부(121)에 의해 디버링되지 않는 사각지대나 측면부의 버(Burr)를 제거하기 위한 부가축(122)으로 구성된다. 메인 헤드부(121)나 부가축(122)은 기본적으로 디버링 휠(10)을 구비하며 디버링 휠(10)을 회전시키기 위한 모터 등이 구비된다.

도 3은 메인 헤드부(121)를 포함한 디버링 장치(100)를 상부에서 바라본 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 메인 헤드부(121)는 1개의 공전축(121a)과 상기 디버링 휠(10)이 장착된 복수의 자전축(121b)을 구비하고, 상기 대상물(30)의 상부에서 상하, 전후 또는 좌우로 구동하여 버(Burr)를 제거하도록 구성된다.

구동 단계(S10)에서 메인 헤드부(121)의 상하, 전후 또는 좌우 구동은 제어부(130)를 통해 제어된다.

구체적으로 메인 헤드부(121)를 구동하게 되면 공전축(121a)이 시계 또는 반시계 방향으로 회전하면서 공전축(121a)에 연결된 복수의 자전축(121b)을 함께 회전시킨다. 이와 동시에 각각의 자전축(121b)도 소정 방향으로 회전하게 된다.

이때 복수의 자전축(121b)은 도 3에 도시된 바와 같이 6개의 자전축(121b)이 공전축(121a)을 중심으로 원형으로 배치되도록 형성할 수 있으며 각각의 자전축(121b)에는 디버링 휠(10)이 결합되어 회전하게 된다.

각각의 자전축(121b)의 회전방향은 다르게 설정할 수 있으며, 대상물(30)의 균일한 디버링을 위해서 인접한 자전축(121b)과 회전방향을 반대로 설정하는 것이 바람직하다.

구동단계(S10)에서는 부가축(122)의 구동 역시 중요하다. 입체적인 형상을 갖는 대상물(30)의 경우 상면부의 경우에는 메인 헤드부(121)를 통해 균일하게 디버링 할 수 있으나, 측면부나 사각지대의 경우에는 상기 메인 헤드부(121)만으로는 신뢰성 있게 디버링할 수 없기 때문이다.

따라서 본원 발명의 구동단계(S10)에서는 측면부 또는 사각지대에 존재하는 버(Burr)를 제거하기 위해 부가축(122)을 상하로 구동하게 된다.

이를 위해서 부가축(122)은 상하 방향으로 소정의 각도로 구동하도록 형성할 수 있으며, 도 2a의 Type1과 같이 브러쉬(Brush) 즉 디버링 휠(10)을 횡방향으로 회전하도록 형성할 수도 있고, 도 2a의 Type2와 같이 디버링 휠(10)을 종방향으로 회전하도록 형성할 수도 있다. 디버링 휠(10)은 자전축에 결합되어 회전하며 하나 이상이 장착될 수 있다. 상기 자전축은 다시 공전축에 따라 회전하게 되며, 공전축과 자전축의 회전 방향은 시계 방향 또는 반시계 방향이 될 수 있다.

이때 자전축에 하나 이상의 디버링 휠(10)이 장착되는 경우 인접한 디버링 휠(10)과 회전 방향을 반대로 하는 것이 균일하게 버(Burr)를 제거하는데 유리하다.

그 다음은 상기 회전하는 디버링 휠(10)을 대상물(30)의 버(Burr)에 마찰시켜 버(Burr)를 제거하는 디버링단계(S20)가 진행된다.

디버링단계(S20)는, 상기 메인 헤드부(121) 구동과 함께 상기 이송부(110)가 전후로 왕복하거나 좌우로 구동하면서 상기 대상물(30)의 상면부를 상기 메인 헤드부(121)에 의해 디버링되도록 하고, 상기 대상물(30)의 측면부를 상기 부가축(122)에 의해 디버링되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 2b를 참조하여 설명하면 상기에서 검토한 바와 같이 부가축(122)에 의해 대상물(30)의 측면부 등이 디버링 될 수 있는데, 이때 대상물의 크기나 형상에 따라서 부가축(122)이 대상물의 측면부에 밀착하여 디버링하지 못하는 경우가 있을 수 있다. 따라서 도 2b와 같이 이 경우에 상기 이송부(110)를 좌우로 구동함으로써 대상물(30)의 측면부에 부가축(122)이 밀착되도록 할 필요가 있다.

또한 도 3에 도시된 상기 메인 헤드부(121)나 부가축(122)에 장착된 디버링 휠(10)이 모두 한 방향(예:시계방향)으로 회전하도록 설정된 경우 만약 이송부(110)가 전진만 하게 된다면 상기 대상물(30) 전체를 균일하게 디버링 할 수 없다. 따라서 이송부(110)를 왕복으로 구동시킴으로써 디버링 휠(10)이 한 방향으로만 회전하는 경우에도 대상물(30) 전체가 균일하게 디버링되도록 하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 사용되는 디버링 휠(10)을 도시한 사시도로서, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 경우에는 상기에서 언급한 모 소재로 형성된 디버링 휠(10)을 회전축에 장착하여 버(Burr)를 제거하기 때문에 다양한 형태의 제품에 대해서도 균일하게 디버링 가능하다.

또한, 상기 디버링 휠(10)의 모의 소재에 연마재를 포함시킴으로써 마찰력을 증가시키는 것이 버(Burr)를 제거하는데 바람직하다.

또한, 모의 두께나 밀도는 대상물(30)에 따라 변경하여 사용할 수 있다. 모의 밀도가 높으면 디버링은 잘될 수 있으나, 모가 대상물(30)의 내부로 삽입되기 어려울 수 있기 때문에 대상물(30)의 형태나 재질 등을 고려하여 모의 두께나 밀도 등을 선택하는 것이 바람직하다.

디버링단계(S20)는 구체적으로 상기 디버링 휠(10)의 모가 상기 대상물(30)에 삽입되는 단계(S21)와 상기 디버링 휠(10)의 모가 상기 대상물(30)에 접촉하는 단계(S22) 및 상기 디버링 휠(10)의 모가 상기 대상물(30)에 스치는 단계(S23)로 구성될 수 있다.

디버링 휠(10)의 모가 상기 대상물(30)에 삽입되는 단계(S21)는 디버링 휠(10)이 모 소재로 형성된 것과 관련된다. 종래 사포나 금속 등으로 이루어진 디버링 휠(10)의 경우에는 입체적 형상을 가진 대상물(30)의 깊은 위치까지 삽입될 수 없기 때문에 표면에 형성된 버(Burr)에 대해서만 디버링 장치(100)로 제거할 수 있었고, 입체적 형상의 깊은 부위에 형성된 버(Burr)는 공구를 이용하여 별도의 수작업을 통해 제거하게 됨으로써 시간과 비용이 증가하고 불균일하게 디버링되는 문제가 있었다. 이와 달리 본원 발명에서 사용하는 디버링 휠(10)의 경우에는 모를 소재로 형성된 것이기 때문에 매우 유연하여 제품의 깊은 위치까지 모가 자유롭게 침투함으로써 삽입단계(S21)를 거치게 된다. 이러한 삽입단계(S21)를 효과적으로 진행하기 위해서 모의 소재나 두께 및 밀도 등은 대상물(30)의 크기, 형태, 소재 등을 고려하여 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.

그 다음 삽입된 모는 대상물(30) 표면의 형상에 따라 유연하게 휘어짐으로써 대상물(30)과 접촉하게 된다.(S22) 도 5에서는 모가 대상물(30)에 접촉되는 단계(S22)를 도시하고 있으며 모의 측면이 대상물(30)의 모서리 등에 접촉하게 된다. 도 5a는 모 접촉단계(S22)의 측면도이며, 도 5b는 모 접촉단계(S22)의 사시도이다.

디버링을 충실하게 하기 위해서는 디버링 휠(10)과 대상물(30)의 버(Burr)간에 접촉되는 면적이 넓게 형성되어야 하고 그 횟수가 빈번해야 한다. 모 소재의 디버링 휠(10)을 사용하는 본원 발명의 경우에는 모의 유연성으로 인해 대상물(30)의 형상에 맞추어 휘어짐으로써 접촉되는 면적이 증가하고, 또 모는 일반적으로 매우 얇으므로 밀도를 높게 형성할 수 있어 대상물(30)의 버(Burr)와 접촉되는 횟수도 증가시킬 수 있다.

그 다음은 도 6에 나타나 있는 바와 같이 접촉된 모가 회전하면서 대상물(30)의 버(Burr)를 스치는 단계(S23)가 진행된다. 도 6a는 모 스침단계(S23)의 측면도이며, 도 6b는 모 스침단계(S23)의 사시도이다.

스치는 단계(S23)는 대상물(30)에 접촉되었던 모가 회전축의 회전력을 받아 대상물(30)의 버(Burr)에 탄성적으로 마찰하게 됨으로써 버(Burr)를 제거하는 단계이다. 사포나 금속에 비해 마찰력 자체는 모가 떨어질 수 있으나 밀도를 높게 형성할 수 있어 더욱 빈번하게 마찰시킬 수 있다. 따라서 디버링 과정에서 한 두번의 마찰로 버(Burr)를 제거하기 보다는 계속적인 마찰을 통해 지속적으로 버(Burr)를 제거하게 되므로 대상물(30) 전체를 균일하고 신뢰성 있게 디버링할 수 있게 된다.

또한, 사포나 금속으로 디버링할 경우에는 큰 마찰력으로 버(Burr)를 제거하기 때문에 그 과정에서 대상물(30)에 충격을 가하거나 대상물(30)의 표면을 손상시킬 수 있는 반면에, 모의 경우에는 상기와 같이 스치는 단계(S23)를 통해 디버링하므로 대상물(30)에 가해지는 충격을 최소화하게 되어 이러한 문제를 방지할 수 있다.

도 7은 동일한 대상물(30)을 사포를 사용하여 디버링한 경우와 모 소재를 사용하여 디버링한 경우의 실험값을 나타낸다.

도 7a는 디버링 휠(10)을 사포로 형성한 경우의 디버링 결과를 나타내는 것으로서 깊이에 따라 디버링된 값(R값)을 표로 보여준다. 상기 표에서 'N/A'는 상황에 따라 디버링 값을 측정할 수 없었던 경우를 나타내고, 'o'는 디버링 값이 너무 작아 표시하기 어려운 경우이며, 'x'는 디버링되지 않은 것을 나타낸다.

사포를 사용한 경우 깊이가 0mm인 표면 부근에서는 디버링된 값(R값)이 0.8 내지 1.2 mm 정도로 나타나 충분히 디버링이 되고 있지만, 깊이가 10mm 이하에서는 R값이 급격하게 작아지고, 깊이가 25mm 이하에서는 버(Burr)가 거의 제거되지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 사포의 경우 다양한 입체적 형상을 가진 제품에 대해 대응하기 어려운 문제가 있다.

도 7b는 상기 도 7a와 동일한 대상물(30)을 본 발명에 따라 디버링 한 경우의 결과를 나타낸다. 도 7b의 표에 나타나 있듯이 본 발명에 따라 디버링한 경우 깊이가 0mm인 표면에서부터 깊이가 75mm까지 R값이 0.1 내지 0.5mm로 거의 비슷하게 나타난다. 따라서 모 소재로 형성된 디버링 휠(10)을 사용하여 디버링할 경우 대상물(30)의 깊이에 영향을 받지 않고 균일하게 디버링 가능함을 알 수 있다.

10: 디버링 휠 30: 대상물
100: 디버링 장치 110: 이송부
120: 헤드부 121: 메인 헤드부
121a: 공전축 121b: 자전축
122: 부가축 130: 제어부

Claims

디버링 장치를 이용한 디버링 방법에 있어서,
디버링 휠이 장착된 헤드부를 구동시키고, 이송부를 통해 디버링 공간으로 대상물을 이동시키는 구동단계; 및
상기 대상물에 상기 디버링 휠을 회전, 마찰시켜 버(Burr)를 제거하는 디버링단계;를 포함하고,
상기 디버링 휠은 모 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 디버링 방법.
제1항에 있어서,
상기 디버링단계는,
상기 디버링 휠의 모가 상기 대상물에 삽입되는 단계;
상기 디버링 휠의 모가 상기 대상물에 접촉하는 단계; 및
상기 디버링 휠의 모가 상기 대상물에 스치는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디버링 방법.
제1항에 있어서,
상기 이송부는 전후 또는 좌우로 대상물을 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 디버링 방법.
제1항에 있어서,
상기 디버링 휠은, 상기 모 소재에 연마재가 포함된 것을 특징으로 하는 디버링 방법.
제3항에 있어서,
상기 헤드부는,
1개의 공전축과 상기 디버링 휠이 장착된 복수의 자전축을 구비하고, 상기 대상물의 상부에서 상하, 전후 또는 좌우로 구동하여 버(Burr)를 제거하는 메인 헤드부; 및
상기 메인 헤드부로 디버링되지 않는 부분의 버(Burr)를 제거하기 위하여 상기 디버링 휠이 장착된 하나 이상의 부가축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디버링 방법.
제5항에 있어서,
상기 부가축은 소정 각도에서 상하로 회전 가능하고, 자전축과 공전축을 모두 구비하거나 또는 상기 자전축만 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 자전축에는 상기 디버링 휠이 적어도 하나 이상 결합되는 것을 특징으로 하는 디버링 방법.
제5항에 있어서,
상기 디버링단계는, 상기 메인 헤드부 구동과 함께 상기 이송부가 전후로 왕복하거나 좌우로 구동하면서 상기 대상물의 상면부를 상기 메인 헤드부에 의해 디버링되도록 하고, 상기 대상물의 측면부를 상기 부가축에 의해 디버링되도록 하는 것을 특징으로 하는 디버링 방법.