KR20140087690A - 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭 가공시 발생되는 칩 등 이물질의 비산 및 쌓임을 방지하기 위한 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 공작실 천장부에 장착되며, 쿨런트를 공급받아 공작실 천장부와 공작기계 사이 공간에 수평방향으로 쿨런트를 분사할 수 있는 하나 이상의 회전노즐; 공작실 측벽부에 장착되며, 쿨런트를 공급받아 절삭 가공 후 잔류 이물질을 제거할 수 있는 세정용 노즐;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템을 제공한다.

Description

공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템 및 이를 이용한 칩 쌓임 방지 방법 {Nozzle system for removing chips}

본 발명은 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템 및 이를 이용한 칩 쌓임 방지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절삭 가공시 발생되는 칩 등 이물질의 비산 및 쌓임을 방지하기 위한 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템 및 이를 이용한 칩 쌓임 방지 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계를 이용한 절삭 가공은 주로 실내에서 이루어지며, 절삭 가공시 가공대상으로부터 칩 등의 이물질이 발생하게 되는바, 상기 이물질이 비산됨에 의해 공작실 천장부에 이물질이 흡착되어 쌓이거나 공작기계 또는 지그부 등에 이물질이 쌓이게 된다.

상기와 같이 공작실 천장부에 쌓인 이물질은 적치량이 증가함에 따라 어느 순간 낙하하여 떨어지게 되며, 이때 낙하한 이물질이 가공제품에 칩에 의한 소재 찍힘 등으로 손상을 유발하여 품질문제를 초래하게 된다.

또한, 이물질로 인한 품질문제를 방지하기 위해 공작실 천장부나 공작기계 및 지그부 등에 적치된 이물질을 제거하는데, 일 예로 에어 블로잉 방식을 이용하여 수동으로 공작실 천장부나 공작기계 커버부 및 지그부 등에 쌓인 이물질을 제거하게 된다.

그러나, 상기와 같은 방식으로 이물질을 제거할 시 공작기계의 구동을 중단하게 되어 가동율이 저하되고, 또한 작업자가 유해환경에 노출되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위해 고안한 것으로서, 공작실 천장부에 고속의 회전노즐을 장착하여 이물질의 비산 및 낙하를 방지하고, 공작실 측벽부에 세정용 노즐을 장착하여 기종 교체시 공작기계 내외부 및 지그부 등에 쌓인 이물질을 제거하여, 품질확보 및 가동율 향상을 가능하도록 한 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템 및 이를 이용한 칩 쌓임 방지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공작실 천장부에 장착되며, 쿨런트를 공급받아 공작실 천장부와 공작기계 사이 공간에 수평방향으로 쿨런트를 분사할 수 있는 하나 이상의 회전노즐; 공작실 측벽부에 장착되며, 쿨런트를 공급받아 절삭 가공 후 공작기계 내부 및 지그부에 쌓인 잔류 이물질을 제거할 수 있는 세정용 노즐;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템을 제공한다.

본 발명의 구현예에서, 상기 회전노즐에는 중압 쿨런트 탱크의 쿨런트를 회전노즐 측으로 가압 유동시키는 저압펌프가 연결 구성되고, 상기 세정용 노즐에는 중압 쿨런트 탱크의 쿨런트를 세정용 노즐 측으로 가압 유동시키는 중압펌프가 연결 구성된다.

상기 저압펌프에는 그 구동을 위한 구동모터가 연결되어 있고 이 구동모터는 제어부의 신호에 따라 구동되며, 상기 중압펌프에는 역시 그 구동을 위한 구동모터가 연결되어 있고 이 구동모터는 제어부의 신호에 따라 구동되게 된다.

또한 본 발명은, 제어부 신호에 따라 저압펌프가 구동되어 회전노즐 측으로 쿨런트를 가압 유동시키는 과정; 상기 제어부 신호에 따라 중압펌프가 구동되어 세정용 노즐 측으로 쿨런트를 가압 유동시키는 과정;을 포함하며, 상기 제어부는 저압펌프와 중압펌프 중 어느 하나 혹은 둘 모두를 구동시켜 절삭 가공시 발생되는 이물질을 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지 방법을 제공한다.

이때의 제어부는 공작기계의 가동 중단시 중압펌프를 구동시켜 세정용 노즐 측으로 쿨런트가 공급되게 한다.

본 발명에 의하면 공작기계를 이용한 절삭 가공시 이물질의 비산을 방지하여 공작실 천장부로부터 이물질 낙하를 방지할 수 있고, 이에 따라 낙하한 이물질에 의한 제품 손상을 방지하여 품질확보가 가능하다.

또한 본 발명에 의하면 공작기계 내외부 및 지그부 등에 쌓인 이물질 제거를 위해 공작기계의 작동을 별도 중단할 필요가 없기에 가동율이 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템에서 회전노즐에 연결되는 쿨런트 공급구조를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템에서 세정용 노즐에 연결되는 쿨런트 공급구조를 나타낸 도면

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

본 발명은 공작기계를 이용한 절삭 가공시 발생되는 칩 등 이물질의 비산 및 쌓임을 방지하기 위한 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템에 관한 것으로, 절삭 가공시 이물질의 비산 및 쌓임을 방지함으로써 공작실 천장부 등에 적치된 이물질 낙하에 의한 소재 손상을 방지하여 품질문제를 개선할 수 있으며, 또한 공작기계의 기종 교환시 자동 세척을 통해 가동율 개선 및 품질확보가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐 시스템은 공작실 천장부에 장착되는 회전노즐(11)과, 공작실 측벽부에 장착되는 세정용 노즐(12)을 포함하여 구성된다.

공작실(S)은 절삭 가공을 위한 공작기계(1)가 설치되어 있는 실내 공간을 구비한 공간으로, 상기 공작기계(1)는 공작실 바닥면에 지그부(2)를 통해 거치된 상태에서 공작실 천장부와 공작실 측벽부로 둘러싸이게 된다.

상기 회전노즐(11)은 공작실 천장부에 장착된 형태로 쿨런트를 공급받을 수 있게 구성되며, 공급받은 쿨런트를 고속 회전을 통해 공작실 천장부와 공작기계(1) 사이 공간에 수평방향으로 광범위하게 분출할 수 있게 된다.

예를 들어, 회전노즐(11)은 소정의 압력으로 공급되는 쿨런트를 회전하면서 분사/분출하게 되는 로터리 타입으로 구성될 수 있다.

도 1에 나타낸 실시예에서 회전노즐(11)은 2개소에 장착되어 구성되나, 그 갯수에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 회전노즐은 공작실 천장부에 하나 이상으로 장착 가능하다.

상기 세정용 노즐(12)은 공작실 측벽부에 장착된 형태로 쿨런트를 공급받을 수 있게 구성되며, 일정 압력으로 공급되는 쿨런트를 분출/분사함에 의해 공작실 내 공작기계(1) 및 지그부(2)에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있게 된다.

도면으로 나타내지는 않았으나, 공작기계(1)는 지그부(2)에 고정되게 장착되는 인덱스 기능부와, 상기 인덱스 기능부와 결합가능하고 소정의 가공기능을 수행할 수 있는 가공 기능부로 구분할 수 있다. 상기 인덱스 기능부는 커플링, 핀 등을 통해 가공 기능부와 결합상태를 유지할 수 있도록 마련되며, 가공 기능부는 인덱스 기능부에 결합된 상태로 소정의 가공기능을 수행할 수 있도록 마련되는 것으로 소재 가공시 필요에 따라 교체/교환 가능하다.

세정용 노즐(12)은 상기의 가공 기능부 교환시, 즉 공작기계(1)의 기종 교환시 공급받은 쿨런트를 분사하여 공작기계 내부(특히, 인덱스 기능부) 및 지그부에 쌓인 잔류 이물질을 제거할 수 있게 된다.

이러한 세정용 노즐(12)은 공작실 측벽부에 장착된 스핀들 타입의 공구용 홀더(13)에 결합되어 구성된다.

도 1에서 세정용 노즐(12)은 1개소에 장착되어 구성되나, 그 갯수에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 세정용 노즐은 공작실 측벽부에 하나 이상으로 장착되어 구성 가능하다.

도 2는 상기 회전노즐에 연결되는 쿨런트 공급구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 상기 세정용 노즐에 연결되는 쿨런트 공급구조를 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 회전노즐(11)에는 쿨런트를 저장 보관하는 중압 쿨런트 탱크(14)와, 이 중압 쿨런트 탱크(14)에서 쿨런트를 펌핑하여 회전노즐(11) 측으로 가압 이동시키기 위한 저압펌프(15), 및 이 저압펌프(15)의 구동을 위한 구동모터(16)가 연결된다.

상기 저압펌프(15)는 공작실 천장부에 장착되는 각 회전노즐(11)마다 연결되어 구성되는 것으로, 중압 쿨런트 탱크(14)의 쿨런트를 5 ~ 7 bar의 압력으로 유동시킬 수 있게 구성되며, 바람직하게는 6 bar의 압력으로 유동시킬 수 있게 된다. 이때의 회전노즐(11)은 쿨런트를 대략 50 ~ 60 l/min의 속도로 분사하게 되며, 적절하게는 55 l/min의 속도로 분사하게 된다.

이렇게 저압펌프(15)로부터 쿨런트를 공급받게 되는 회전노즐(11)은 고속 회전과 동시에 공작실 천장부와 공작기계(1) 사이 공간에 쿨런트를 분사함에 의해 절삭 가공시 이물질의 비산을 방지하는 일종의 커튼 기능을 수행하여 플러싱 효과를 얻을 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 세정용 노즐(12)에는 쿨런트를 저장 보관하는 중압 쿨런트 탱크(17)와, 이 중압 쿨런트 탱크(17)에서 쿨런트를 펌핑하여 세정용 노즐(12) 측으로 가압 이동시키기 위한 중압펌프(18), 및 이 중압펌프(18)의 구동을 위한 구동모터(19)가 연결된다.

상기 중압펌프(18)는 공작실 측벽부에 장착되는 세정용 노즐(12)에 연결되어 구성되는 것으로, 중압 쿨런트 탱크(17)의 쿨런트를 20 ~ 24 bar의 압력으로 유동시킬 수 있게 구성되며, 바람직하게는 22 bar의 압력으로 유동시킬 수 있게 된다. 이때의 세정용 노즐(12)은 쿨런트를 대략 35 ~ 45 l/min의 속도로 분사하게 되며, 적절하게는 40 l/min의 속도로 분사하게 된다.

예를 들어, 상기 저압펌프(15) 및 중압펌프(18)로는 그런포스 펌프를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 저압펌프(15) 및 중압펌프(18)는 하나의 중압 쿨런트 탱크로부터 쿨런트를 공급받거나, 또는 각각 별도의 중압 쿨런트 탱크로부터 쿨런트를 공급받도록 구성 가능하다.

상기 저압펌프(15)는 제어부 신호에 따라 구동되어 소압의 쿨런트를 회전노즐(11) 측으로 가압 유동시키게 되며, 상기 중압펌프(18) 역시 제어부 신호에 따라 구동되어 중압의 쿨런트를 세정용 노즐(12) 측으로 가압 유동시키게 된다.

도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 저압펌프(15) 및 중압펌프(18)의 구동을 위한 구동모터(16,19)에는 제어부가 연결되며, 상기 구동모터(16,19)는 제어부의 신호에 따라 구동되어 저압펌프(15) 및 중압펌프(18)를 구동시키게 된다.

예를 들면, 상기 중압펌프(18)는 공작기계의 가공 기능부 기종 교환으로 인한 가동 중단시 제어부 신호에 의해 자동으로 구동되어 쿨런트를 세정용 노즐(12) 측으로 가압 유동시킬 수 있게 된다.

즉, 상기의 제어부는 공작기계의 기종 교환시 구동모터(19)를 통해 중압펌프(18)를 구동시켜 세정용 노즐(12)에 쿨런트를 공급되게 하며, 이에 세정용 노즐(18)은 오토 플러싱 동작을 할 수 있게 된다.

다시 말해, 공작기계를 통한 소재의 절삭 가공 후 칩 등 이물질이 공작기계 내외부 및 지그부에 쌓이게 되는데, 이때 제어기 신호에 의해 세정용 노즐(12)이 공작기계(1)와 지그부(2) 측으로 쿨런트를 분사함으로써 적치되어 있는 잔류 이물질을 제거할 수 있게 되며, 특히 공작기계의 가공 기능부 교환시 인덱스 기능부로부터 가공 기능부를 분리함에 의해 노출된 공작기계 내부(특히, 인덱스 기능부)에 쿨런트를 분사함으로써 내부 잔류 이물질을 제거할 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 노즐 시스템은 회전노즐의 이물질 비산 방지를 통해 공작실 천장부로부터 이물질 낙하를 방지함으로써 이물질 낙하에 의한 소재 손상을 방지하고, 더불어 공작기계 측면커버부에 이물질 쌓임을 방지할 수 있으며, 이에 가공제품의 품질확보 및 가동율 증대의 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한 본 발명의 노즐 시스템은 세정용 노즐의 잔류 이물질 제거를 통해 공작기계 내부와 지그부 등에 이물질 유입 및 누적을 방지할 수 있게 되고, 이에 공작기계의 잔류 이물질에 의한 누유, 위치정도 저하 등을 방지하여 공작기계 가동율을 개선하여 가공제품의 품질유지를 가능하게 할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 노즐 시스템은 재질이 다른 이종 소재, 예를 들어 Al 소재와 FC 소재를 절삭 가공할 시 적용 가능하다.

11 : 회전노즐
12 : 세정용 노즐
13 : 공구용 홀더
14 : 중압 쿨런트 탱크
15 : 저압펌프
16 : 구동펌프
17 : 중압 쿨런트 탱크
18 : 중압펌프
19 : 구동펌프

Claims (7)

1. 공작실 천장부에 장착되며, 쿨런트를 공급받아 공작실 천장부와 공작기계 사이 공간에 수평방향으로 쿨런트를 분사할 수 있는 하나 이상의 회전노즐;
   공작실 측벽부에 장착되며, 쿨런트를 공급받아 절삭 가공 후 잔류 이물질을 제거할 수 있는 세정용 노즐;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전노즐에는 중압 쿨런트 탱크의 쿨런트를 회전노즐 측으로 가압 유동시키는 저압펌프가 연결 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 세정용 노즐에는 중압 쿨런트 탱크의 쿨런트를 세정용 노즐 측으로 가압 유동시키는 중압펌프가 연결 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 저압펌프에는 그 구동을 위한 구동모터가 연결되어 있고, 상기 구동모터는 제어부의 신호에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 중압펌프에는 그 구동을 위한 구동모터가 연결되어 있고, 상기 구동모터는 제어부의 신호에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지용 노즐 시스템.
   
6. 제어부 신호에 따라 저압펌프가 구동되어 회전노즐 측으로 쿨런트를 가압 유동시키는 과정; 상기 제어부 신호에 따라 중압펌프가 구동되어 세정용 노즐 측으로 쿨런트를 가압 유동시키는 과정;을 포함하며,
   상기 제어부는 저압펌프와 중압펌프 중 어느 하나 혹은 둘 모두를 구동시켜 절삭 가공시 발생되는 이물질을 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지 방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어부는 공작기계의 가동 중단시 중압펌프를 구동시켜 세정용 노즐 측으로 쿨런트가 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 칩 쌓임 방지 방법.
   

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