KR20160096308A - Tap processing automatic system - Google Patents

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KR20160096308A
KR20160096308A KR1020150017763A KR20150017763A KR20160096308A KR 20160096308 A KR20160096308 A KR 20160096308A KR 1020150017763 A KR1020150017763 A KR 1020150017763A KR 20150017763 A KR20150017763 A KR 20150017763A KR 20160096308 A KR20160096308 A KR 20160096308A
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tapping
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유영호
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화우엔지니어링 주식회사
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    • B23G5/02Thread-cutting tools; Die-heads without means for adjustment
    • B23G5/06Taps

Abstract

The present invention relates to a tap processing automation system capable of controlling the speed change and direction change of rotation and linear movement during a tap processing stroke of a spindle by a first servomotor, a second servomotor and a control part organically controlling the servomotors and drastically improving productivity and product quality by designing an automation system which completes a tap process consisting of multiple stages by one operation of the spindle without movement of a workpiece using a compound-type tool in which a drilling region and a tap region are formed as a single body. To this end, according to the present invention, the tap processing automation system comprises: a driving part including a main drive pulley and a first motor for normal and reverse rotations of the main drive pulley; a driven part including a driven pulley connected to the main drive pulley by a belt and a spline shaft coupled to the driven pulley; a main shaft part including a spindle coupled to the spline shaft to allow rotational and linear movement and a spindle housing into which the spindle is inserted and on which a nut bracket is mounted to linearly move by normal and reverse rotations of a ball screw; a casing in which the spindle housing is installed to allow sliding; and a straight line moving means including a ball screw unit supported by the casing and linearly moving the main shaft part and a second motor for normally and reversely rotating the ball screw of the ball screw unit, wherein the first motor and the second motor comprise a servomotor and are organically controlled by the control part with each other.

Description

탭 가공 자동화시스템{TAP PROCESSING AUTOMATIC SYSTEM}[0001] TAP PROCESSING AUTOMATIC SYSTEM [0002]

본 발명은 스핀들의 탭 가공 행정 중에 회전 및 직선이동의 변속 및 방향 전환이 제1서보모터, 제2서보모터 및 이들을 유기적으로 제어하는 제어부에 의하여 제어 가능토록 하고, 드릴영역과 탭영역 등이 단일 몸체로 형성된 복합형 공구를 이용하여, 다단계로 이루어지는 탭 가공이 공작물의 이동 없이 스핀들의 1회 동작에 의하여 완료되는 자동화시스템을 구현함으로써 생산성을 획기적으로 향상시킴과 아울러 가공품질을 현저히 향상토록 하는 탭 가공 자동화시스템에 관한 것이다.The present invention is characterized in that the shift and direction switching of the rotation and linear movement during the tapping stroke of the spindle is controlled by the first servo motor and the second servo motor and a control unit that controls them organically, A tap capable of significantly improving productivity and realizing an improvement in machining quality by implementing an automated system in which a multi-step tapping operation is completed by one operation of a spindle without movement of a workpiece by using a composite tool formed of a body Processing automation system.

일반적으로 탭 가공은 도 1에 도시된 바와 같이, 해당공구의 회전 및 직선이동에 의하여 공작물에 드릴링(101), 탭핑(102), 탭 입구를 모떼기하는 면취(103) 순으로 이루어진다.Generally, tapping is performed in the order of drilling 101, tapping 102, and chamfering 103 for gathering a tap inlet by rotation and linear movement of the tool, as shown in Fig.

탭 가공의 생산성 향상을 위하여 특허공개 제10-1995-0011018호(1995. 05. 15 공개, 발명의 명칭: 복합 드릴 공구) 등으로 개시되어 있으며 드릴과 탭이 일체형으로 형성된 복합형 공구를 비롯하여 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.Open No. 10-1995-0011018 (published on May 15, 1995, entitled "COMPOSITE DRILL TOOL") for improving the productivity of tapping, and the like, and a variety of tools including a complex tool in which a drill and a tap are integrally formed Research and development are being carried out.

상기 복합형 공구는 선단부에 드릴이 형성되고, 이어서 탭이 형성됨으로써 단일 공구의 1회 동작에 의하여 피가공물에 드릴링과 탭핑이 이루어지는 것으로 두 가지 공구를 하나로 대체할 수 있는 장점이 있다.The composite type tool has a drill formed at the tip end thereof, and a tap is then formed, whereby drilling and tapping are performed on the workpiece by one operation of the single tool, which is advantageous in that the two tools can be replaced by one.

또한, 일반적으로 드릴링 또는 탭핑의 자동화시스템에서 널리 사용되고 있는 셀피더는 특허등록 제10-1103326호( 2011.12.30 등록, 발명의 명칭: 다축 복합 전용가공기) 등에 개시된 바와 같이 공구홀더의 회전 및 직선운동을 조정할 수 있다.In addition, as disclosed in Patent Registration No. 10-1103326 (Registered on Dec. 30, 2011, entitled "Multi-Axis Combined Dedicated Machine)", the self-expander, which is generally used in automation systems for drilling or tapping, Can be adjusted.

종래기술의 셀피더(200) 구성을 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이, 구동모터(201)에 직결되는 주동풀리(202), 상기 주동풀리(202)와 벨트(203)로 연결되고 스플라인 샤프트(204)를 회전시키는 종동풀리(205), 상기 스플라인 샤프트(204)에 회전 및 직선이동이 가능하게 결합되는 스핀들(206), 상기 스핀들(206)이 내장되는 스핀들 하우징(207), 상기 스핀들 하우징(207)이 슬라이드 가능하게 설치되는 케이싱(208), 상기 스핀들 하우징(207) 및 스핀들(206)을 직선이동시키기 위하여 케이싱(208)을 외통으로 하고 상기 스핀들 하우징(207)을 피스톤으로 하는 실린더 구조 등으로 이루어질 수 있다.2, a conventional pulley structure 200 includes a main pulley 202 directly connected to the driving motor 201, a main pulley 202 connected to the main pulley 202 through a belt 203, A spindle housing 207 in which the spindle 206 is mounted, a spindle housing 207 in which the spindle housing 207 is rotatably coupled to the spindle housing 204, A cylinder structure in which the casing 208 is an outer cylinder and the spindle housing 207 is a piston to linearly move the spindle housing 207 and the spindle 206; ≪ / RTI >

이러한 구성에 의하여 구동모터(201) 및 주동풀리(202)가 회전하면 종동풀리(205) 및 스플라인 샤프트(204)가 회전하여 스핀들(206)을 회전시키는 한편 실린더 유압장치가 가동되면 스핀들 하우징(207)과 함께 스핀들(206)이 설정행정을 직선 왕복운동하게 되고, 이에 따라 공구홀더(211)에 장착된 드릴 또는 탭 등으로 된 공구(212)가 공작물을 가공 후 원위치로 복귀하는 동작이 반복적으로 이루어진다. When the drive motor 201 and the main pulley 202 rotate, the driven pulley 205 and the splined shaft 204 rotate to rotate the spindle 206. When the cylinder hydraulic apparatus is operated, the spindle housing 207 The spindle 206 linearly reciprocates in the set stroke so that the tool 212 having the drill or tab mounted on the tool holder 211 returns to the original position after machining the workpiece repeatedly .

상기 종래기술의 셀피더(200)는 주동풀리(202)에 대한 종동풀리(205)의 원주 비례를 조정하여 스핀들(205)의 RPM을 조정하고, 유압장치를 이용하여 직선 이동거리를 조정할 수 있다.The conventional selftief 200 can adjust the RPM of the spindle 205 by adjusting the circumferential proportion of the driven pulley 205 relative to the driven pulley 202 and adjust the linear travel distance using the hydraulic device .

도 2 중 미설명 부호 '209'는 스핀들 하우징 직선이동시 완충을 위한 댐퍼이다.In FIG. 2, reference numeral 209 denotes a damper for buffering when moving linearly in the spindle housing.

이와 같이 종래기술의 셀피더(200)는 종동풀리(205)를 교체함으로써 회전속도(RPM)를 조정할 수 있으나, 가공동작 중에는 종동풀리를 교체할 수 없음으로 가공 진행중에는 스핀들의 RPM 조정이 불가능하고, 유압장치 역시 가동 중에 변속은 불가능한 한계가 있다.Thus, while the conventional pulley 200 can adjust the rotational speed RPM by replacing the driven pulley 205, the driven pulley can not be replaced during the machining operation, so that the RPM of the spindle can not be adjusted during machining , There is a limitation that the hydraulic device can not be shifted during operation.

탭 가공시 스핀들의 회전속도와 직선 이동거리의 조합은 매우 중요하다.The combination of the rotational speed of the spindle and the linear travel distance during tapping is very important.

탭핑 단계에서 공구는 1회전당 나사의 1피치 속도로 직선이동이 이루어져야 되는데, 만일 드릴링 단계에서도 탭핑 단계와 동일 RPM과 직선이동이 이루어진다면 1RPM 당 직선이동 거리가 큰 문제로 칩을 배출할 수 없고, 기기의 부하가 과도하여 드릴 공구가 부러지게 된다.In the tapping step, the tool must be linearly moved at a pitch of one thread per revolution. If the same RPM and linear movement as in the tapping step are performed in the drilling step, the linear movement distance per RPM is large, , The load of the apparatus is excessive, and the drill tool is broken.

따라서, 드릴과 탭이 단일 몸체로 형성된 상기 복합공구를 이용하여 탭 가공이 이루어지려면 드릴링 단계에서는 1RPM 당 직선 이동거리가 극히 짧은 고속회전이 이루어지고, 탭핑 단계에서는 상기와 같이, 1RPM 당 1피치 길이를 직선이동해야 되므로 가공단계에 따라 RPM 변속 및 직선이동 변속이 따라야 된다.Therefore, in order to perform tapping using the composite tool in which the drill and the tab are formed as a single body, a high-speed rotation with a very short linear movement distance per 1RPM is performed in the drilling step. In the tapping step, The RPM shift and the linear shift must be followed according to the machining step.

이러한 문제 때문에 상기 복합공구는 수공구에 장착될 수 있을 뿐이고, 자동화시스템이 가능한 상기 종래기술의 셀피더는 가공 진행 중 변속이 불가능한 문제로 인하여 적용할 수 없는 한계가 있다.Due to such a problem, the composite tool can only be mounted on a hand tool, and the conventional prior art selvider capable of an automatic system has a limitation in that it can not be applied due to a problem that the shift can not be made during the machining process.

그리하여 종래기술의 탭 가공 자동화시스템에서는 드릴링, 탭핑, 면취 단계별로 해당공구가 장착된 셀피더들이 별개로 설치되고 공작물이 순차적으로 이송되어야 하므로 생산시설 투자비용, 기기의 설치 및 작업공간이 과다하게 낭비되는 문제점이 있다.Thus, in the tap processing automation system of the related art, since the selves equipped with the corresponding tools are drilled, tapped and chamfered separately and the workpieces are sequentially transferred, the investment cost of the production facility, the installation of the equipment and the work space are excessively wasted .

또한, 하나의 탭 가공이 공정별 단계적으로 공작물이 자리를 옮겨가며 이루어지기 때문에 가공기기 설치위치와 이송된 공작물의 위치가 불일치될 수 있어 동심원 정밀도가 떨어지는 등으로 불량발생 및 가공품질이 저하되는 문제점이 있다.In addition, since one tapping process is performed by stepwise movement of the workpiece, the position of the machining apparatus and the position of the transferred workpiece may be inconsistent, resulting in poor accuracy and poor quality of the workpiece due to poor concentric accuracy .

또한, 공정 단계별 별도가공에 따른 시간 손실로 생산성이 저하된다.In addition, the productivity is deteriorated due to the time loss due to the separate processing according to the process steps.

공개특허 특 1995-0011018(1995. 05. 15 공개)Published Patent Specification 1995-0011018 (published May 15, 1995) 등록특허 10-2203326(2011. 12. 30 등록)Patent Registration No. 10-2203326 (registered on December 30, 2011) 등록특허 10-0677824(2007. 02. 26 등록)Registered Patent No. 10-0677824 (Registered on Feb. 26, 2007) 등록특허 10-0937828(2010. 01. 12 등록)Patent Registration No. 10-0937828 (registered on Jan. 12, 2010)

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-

본 발명의 목적은 스핀들의 탭 가공 행정 중에 회전 및 직선이동의 변속 및 방향 전환이 제1서보모터, 제2서보모터 및 이들을 유기적으로 제어하는 제어부에 의하여 제어 가능토록 하고, 드릴영역과 탭영역 등이 단일 몸체로 형성된 복합형 공구를 이용하여, 다단계로 이루어지는 탭 가공이 공작물의 이동 없이 스핀들의 1회 동작에 의하여 완료되는 자동화시스템을 구현함으로써 생산성을 획기적으로 향상시킴과 아울러 가공품질을 현저히 향상토록 하는 탭 가공 자동화시스템을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a spindle control device capable of controlling the speed and direction of rotation and linear movement during a tapping stroke of a spindle by a first servo motor and a second servo motor and a control unit for controlling them organically, By using the composite tool formed by this single body, the multi-step tapped machining is completed by one operation of the spindle without movement of the workpiece, thereby realizing the improvement of the productivity and the improvement of the machining quality remarkably And an automatic tap processing system.

본 발명의 다른 목적은 하나의 기기로서, 다수 기기를 대체할 수 있도록 함으로써 생산시설 투자비용, 기기설치 및 작업공간이 현저히 감축되도록 하는 탭 가공 자동화시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a tap processing automation system which can reduce production facilities investment costs, equipment installation, and work space by replacing a plurality of devices.

본 발명의 또 다른 목적은 공작물의 가공단계별 이송을 배제시키고, 한자리에서 다단계 공정이 완료되도록 하는 자동화시스템으로 가공시간을 현저히 단축토록 하는 탭 가공 자동화시스템을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a tapping automation system that eliminates the transfer of workpieces by machining steps and allows a multi-step process to be completed in one place, thereby significantly shortening the machining time.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 탭 가공 자동화시스템은According to an aspect of the present invention,

주동풀리 및 상기 주동풀리를 정역회전시키기 위한 제1모터를 포함하는 구동부;A driving unit including a main pulley and a first motor for rotating the main pulley in normal and reverse directions;

상기 주동풀리와 벨트로 연결되는 종동풀리 및 상기 종동풀리에 결합되는 스플라인 샤프트를 포함하는 종동부:A driven pulley connected to the driven pulley by a belt and a spline shaft coupled to the driven pulley;

상기 스플라인 샤프트와 회전 및 직선이동이 가능하게 구성 결합되는 스핀들 및 상기 스핀들이 삽입되고 볼스크류의 너트 브래킷이 장착되어 후술하는 볼스크류의 정역회전에 의하여 직선이동하는 스핀들 하우징을 포함하는 주축부;A spindle unit including a spindle configured to be rotatable and linearly movable with respect to the spline shaft, and a spindle housing having the spindle inserted therein and the nut bracket of the ball screw mounted thereon and linearly moved by normal and reverse rotation of a ball screw described later;

상기 스핀들 하우징이 슬라이드 가능하게 설치되는 케이싱:A casing in which the spindle housing is slidably installed;

상기 케이싱에 지지되고 상기 주축부를 직선이동시키는 볼스크류 유닛 및 상기 볼스크류 유닛의 볼스크류를 정역회전시키기 위한 제2모터를 포함하는 직선이동수단;을 포함하고,And a linear movement unit supported by the casing and including a ball screw unit for linearly moving the main shaft unit and a second motor for rotating the ball screw of the ball screw unit in normal and reverse directions,

상기 제1모터와 제2모터는 서보모터로 되고 제어부에 의하여 상호 유기적으로 제어됨을 특징으로 한다.The first motor and the second motor are servomotors and are controlled organically by a control unit.

상기 스핀들에 공구홀더가 구비되되, 상기 공구홀더에 장착되는 공구는 하나의 몸체에 선단으로부터 드릴영역, 탭영역, 면취영역 중 적어도 두 영역 이상이 순차적으로 형성된 복합형 공구로 됨이 바람직하다.Preferably, the spindle is provided with a tool holder, and the tool to be mounted on the tool holder is a complex tool having at least two regions of a drill region, a tab region, and a chamfered region sequentially formed from one end to one body.

상기 복합형 공구는 드릴영역, 탭영역, 공작물로부터 탭영역을 벗어나게 하는 자유영역, 면취영역이 순차적으로 형성될 수 있다.The composite tool may be formed with a drilled area, a tab area, a free area to allow the work area to deviate from the tab area, and a chamfer area.

상기 제어부는 상기 스핀들로 하여금 드릴링모드 → 탭핑모드 → 역방향 탭핑모드를 포함하는 드릴·탭 가공코스로 동작되도록 제1서보모터 및 제2서보모터를 제어할 수 있다.The control unit may control the first servo motor and the second servo motor so that the spindle is operated by a drill tap processing course including a drilling mode, a tapping mode, and a reverse tapping mode.

상기 제어부는 상기 스핀들로 하여금 드릴링모드 → 탭핑모드 → 면취모드 → 역방향 탭핑모드를 포함하는 드릴·탭·면취 가공코스로 동작되도록 제1서보모터 및 제2서보모터를 제어할 수 있다.The control unit may control the first servo motor and the second servo motor so that the spindle is operated by a drill tap and chamfering course including a drilling mode, a tapping mode, a chamfering mode, and a reverse tapping mode.

상기 구성에 따른 본 발명의 탭 가공 자동화시스템에 따르면, 스핀들의 회전 및 직선이동이 제어가 자유로운 제1서보모터 및 제2서보모터에 의하여 이루어지고, 드릴영역과 탭영역 등이 단일 몸체로 형성된 복합형 공구가 장착됨으로써 다단계로 이루어지는 탭 가공이 공작물의 이동 없이 스핀들의 1회 동작에 의하여 완료되는 자동화시스템을 구현하여 양산 생산성을 획기적으로 향상시키는 현저한 효과가 있다.According to the tap processing automation system of the present invention configured as above, the rotation of the spindle and the linear movement of the spindle can be controlled by the first servo motor and the second servo motor that are freely controllable, and the drill area and the tap area are formed into a single body Type tool is mounted on the spindle, thereby realizing an automated system in which a multi-step tapping operation is completed by one-time operation of the spindle without movement of the workpiece, thereby remarkably improving mass production productivity.

또한, 공작물의 이동 없이 스핀들의 1회 동작에 의하여 탭 가공이 이루어짐으로써 탭 가공품질을 현저히 향상시키는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that tap processing is performed by one operation of the spindle without movement of the workpiece, thereby remarkably improving tapping quality.

또한, 하나의 기기로서, 종래의 다수 기기를 대체할 수 있음으로 생산시설 투자비용, 기기의 설치 및 작업 공간이 현저히 감축되는 효과가 있다.In addition, since it is possible to substitute a plurality of conventional devices as a single device, the investment cost of the production facility, the installation of the device, and the work space are significantly reduced.

또한, 공작물의 가공단계별 이송을 배제시키고, 한자리에서 다단계 공정이 완료되도록 함으로써 가공시간이 현저히 단축되는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the machining time is significantly shortened by eliminating the transfer of the workpiece by the machining step and completing the multi-step machining in one place.

도 1은 일반적인 탭 가공 과정을 보이는 도면
도 2는 종래기술의 셀피더 구성을 보이는 정면도
도 3은 본 발명에 따른 셀피더의 구성을 보이는 정면도
도 4는 도 3의 평면도
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 복합형 공구의 정면도
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 제어시스템 흐름도
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 제어시스템 흐름도
1 is a view showing a general tap forming process
Fig. 2 is a front view showing a configuration of a conventional self-
3 is a front view showing the configuration of the selvider according to the present invention;
Fig. 4 is a plan view of Fig. 3
5 is a front view of a composite tool according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a flowchart of a control system in an embodiment according to the present invention.
7 is a flowchart of a control system in an embodiment according to the present invention.

이하, 본 발명의 탭 가공 자동화시스템에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the tap processing automation system of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 일 실시예의 탭 가공 자동화시스템(1)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 주동풀리(11) 및 상기 주동풀리(11)를 정역회전시키기 위한 제1모터(13)를 포함하는 구동부(10), 상기 주동풀리(11)와 벨트(23)로 연결되는 종동풀리(21) 및 상기 종동풀리(21)에 결합되는 스플라인 샤프트(25)를 포함하는 종동부(20), 상기 스플라인 샤프트(25)와 회전 및 직선이동이 가능하게 구성 결합되는 스핀들(31) 및 상기 스핀들(31)이 삽입되고 볼스크류의 너트 브래킷(37)이 장착되어 후술하는 볼스크류의 정역회전에 의하여 직선이동하는 스핀들 하우징(35)을 포함하는 주축부(30), 상기 스핀들 하우징(35)이 슬라이드 가능하게 설치되는 케이싱(40), 상기 케이싱(40)에 지지되고 상기 주축부(30)를 직선이동시키는 볼스크류 유닛(51) 및 상기 볼스크류 유닛의 볼스크류(511)를 정역회전시키기 위한 제2모터(53)를 포함하는 직선이동수단(50)을 포함하고, 상기 제1모터(13)와 제2모터(53)는 서보모터로 되고 별도 구비되는 제어부(60)에 의하여 상호 유기적으로 제어되는 것이다.3 and 4, a tap processing automation system 1 according to an embodiment of the present invention includes a main pulley 11 and a first motor 13 for rotating the main pulley 11 in the forward and reverse directions A follower 20 including a driven pulley 21 connected to the driven pulley 11 by a belt 23 and a spline shaft 25 coupled to the driven pulley 21, A spindle 31 which is rotatably and linearly movable with respect to the spline shaft 25 and a spindle 31 is inserted and the nut bracket 37 of the ball screw is mounted, A main shaft portion 30 including a linearly moving spindle housing 35, a casing 40 on which the spindle housing 35 is slidably mounted, a main shaft portion 30 supported by the casing 40, The ball screw unit 51 for moving the ball screw unit 511 and the ball screw unit 511 And a linear movement means 50 including a second motor 53 for rotating the first motor 13 and the second motor 53. The first motor 13 and the second motor 53 are connected to a control unit 60 They are mutually organically controlled.

여기서, 상기 스핀들(31)에 공구홀더(32)가 구비되되, 상기 공구홀더(32)에 장착되는 공구는 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 몸체에 선단으로부터 드릴영역(331), 탭영역(333), 면취영역(335) 중 적어도 두 영역 이상이 순차적으로 형성된 복합형 공구(33)로 됨이 바람직하다.5, the tool mounted on the tool holder 32 includes a drill region 331, a tab region 331, (333), and a chamfered area (335) are sequentially formed on at least two areas of the composite tool (33).

상기 복합형 공구는 드릴영역(331), 탭영역(333), 공작물로부터 탭영역이 벗어날 수 있도록 적어도 공작물의 두께에 상응하는 길이 이상의 자유영역(334), 면취영역(335)이 순차적으로 형성될 수 있다.The composite tool includes a drilled area 331, a tab area 333, a free area 334 and a chamfered area 335 at least corresponding to the thickness of the workpiece so that the tab area can be displaced from the workpiece .

상기 스핀들(31)은 스플라인 샤프트(25)와 결합되어 회전이 가능하도록 내주면에 스플라인 샤프트와 상응하는 스플라인 부분이 직선이동이 가능한 길이로 형성되는 구조, 스핀들(31)이 스핀들 하우징(35)으로부터 회전이 자유롭도록 그 사이에 베어링(미도시)이 설치되는 구조, 스핀들(31)이 스핀들 하우징(35)의 직선이동에 연동되는 구조 및 케이싱(40)에서 스핀들 하우징(35)의 직선이동이 가이드되는 구성은 셀피더에 있어서 공지기술이므로 자세한 설명을 생략한다.The spindle 31 has a structure in which a spline portion corresponding to the spline shaft is formed to have a length capable of linear movement on an inner peripheral surface so as to be coupled with the spline shaft 25 so that the spindle 31 can rotate, A structure in which a spindle 31 is interlocked with the linear movement of the spindle housing 35 and a structure in which a linear movement of the spindle housing 35 in the casing 40 is guided Since the configuration is a well-known technology in the selfteader, a detailed description will be omitted.

상기 직선이동수단(50)으로 채택된 볼스크류 유닛(51)은 볼스크류 너트의 브래킷(37)이 스핀들 하우징(35)에 고정됨으로써 볼스크류(511)의 회전속도 및 정역회전에 따라 스핀들 하우징(35) 및 이와 함께 직선이동하는 스핀들(31)의 직선이동 속도 및 진퇴방향을 결정한다.The ball screw unit 51 adopted as the linear movement means 50 is fixed to the spindle housing 35 by the rotation of the ball screw 511 and the forward and reverse rotation by fixing the bracket 37 of the ball screw nut to the spindle housing 35 35 and the spindle 31 moving linearly together with the linear movement speed and the advancing / retracting direction of the spindle 31 are determined.

본 발명은 상기와 같이 주동풀리(11)가 제어부(60)에 의하여 제어되는 제1서보모터(13)에 의하여 구동됨으로써 스핀들(31)의 RPM 변속 코스 및 정역회전 행정이 정확하게 설정 가능하고, 주축부(30)의 직선이동수단(50)으로 제2서보모터(53)에 의하여 제어되는 볼스크류 유닛(51)이 채택됨으로써 스핀들 하우징(35)과 함께 직선이동되는 스핀들(31)의 직선이동 변속 및 진퇴 전환 행정의 정확한 제어가 가능하다.The present invention is driven by the first servo motor 13 controlled by the control unit 60 so that the RPM transmission path and the forward and reverse rotation strokes of the spindle 31 can be accurately set, The ball screw unit 51 controlled by the second servomotor 53 is employed as the linear moving means 50 of the spindle housing 35 so that the linear movement of the spindle 31 linearly moved together with the spindle housing 35 And precise control of the forward / backward switching stroke is possible.

본 발명에 따른 일 실시예로서,In one embodiment according to the present invention,

상기 제어부(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스핀들(31)로 하여금 드릴링모드 → 탭핑모드 → 역방향 탭핑모드를 포함하는 드릴·탭 가공코스(61)로 동작되도록 제1서보모터(13) 및 제2서보모터(53)를 제어할 수 있다.The control unit 60 controls the first servo motor 13 to operate the spindle 31 with a drill / tap processing course 61 including a drilling mode, a tapping mode, and a reverse tapping mode, as shown in FIG. And the second servomotor 53 can be controlled.

주지하는 바와 같이, 드릴링모드는 스핀들이 고속회전 및 저속 직선이동하고, 탭핑모드는 가공 탭의 1피치 당 1회전하는 저속회전 및 상대적 고속직선이동이 이루어지며, 본 발명은 이러한 드릴링모드와 탭핑모드가 유기적으로 일련의 코스로 이루어진다.As is known, the drilling mode is such that the spindle rotates at high speed and low speed and the tapping mode takes place at low speed rotation and relative high speed linear motion, one rotation per pitch of the machining tap, Is organically made up of a series of courses.

탭 가공의 경우, 공작물의 재질, 탭의 크기 등에 따라 드릴링 및 탭핑시 스핀들의 RPM 및 직선이동속도를 달리한다.In case of tapping, the RPM and linear moving speed of the spindle are different in drilling and tapping depending on the material of the workpiece, the size of the tab, and the like.

예를 들어, M5 탭을 알루미늄재 공작물에 가공할 경우를 본 발명의 상기 드릴·탭 가공코스(61)에 적용하여 보면, 제어부(60)에 의하여 먼저 상기 복합형 공구(33)가 공작물에 이르는 급속 이동모드 이후 드릴링모드에 들어가서 스핀들(31)이 약 3000RPM 속도로 회전 및 저속 전진하게 되며, 이때 복합형 공구(33)는 드릴영역(331)이 공작물을 가공하게 된다.For example, when the M5 tap is machined into an aluminum material workpiece, the control tool 60 can be applied to the drill / tapping course 61 of the present invention. After the rapid moving mode, the drilling mode is entered and the spindle 31 is rotated at a speed of about 3000 RPM and advances at a low speed. At this time, the complex tool 33 causes the drill area 331 to process the workpiece.

드릴링모드에 의하여 공작물에 홀 가공이 완료되는 시점에서 제어부(60)에 의하여 제1서보모터(13) 및 제2서보모터(53)는 탭핑모드로 전환되며 이 단계에서 상기 복합형 공구(33)는 탭영역(333)이 1회전당 M5의 피치인 0.8mm 속도로 직선이동되어 가공이 이루어진다.The first servo motor 13 and the second servo motor 53 are switched to the tapping mode by the control unit 60 at the time when the hole machining is completed in the workpiece by the drilling mode, The tab region 333 is linearly moved at a speed of 0.8 mm, which is the pitch of M5 per one revolution, and machining is performed.

이후, 탭핑이 완료되는 시점에서 제1서보모터(13) 및 제2서보모터(53)가 역방향 탭핑모드로 전환됨으로써 회전방향 및 직선이동 방향이 역방향으로 전환되어 스핀들(31) 및 복합형 공구(33)가 공작물로부터 빠져나오고, 이후 급속 역방향 이동 복귀모드로 진행되어 신속하게 원상으로 복귀된다.Thereafter, when the tapping is completed, the first servo motor 13 and the second servo motor 53 are switched to the reverse tapping mode, so that the rotation direction and the linear movement direction are reversed so that the spindle 31 and the hybrid tool 33 is released from the workpiece, and then proceeds to the rapid reverse movement return mode and quickly returns to the original state.

이와 같은 드릴링 및 탭핑 공정이 복합형 공구(33)의 1회 왕복행정에 의하여 이루어지는 드릴.탭 가공코스(61)로 반복 수행되고, 공작물이 설정 시간차로 설정위치에 공급되도록 함으로써 양산이 효율적으로 이루어지는 자동화시스템을 구현하게 한다.This drilling and tapping process is repeatedly performed by a drill / tapping course 61 made by one reciprocating stroke of the composite tool 33, and the workpiece is supplied to the set position at a set time difference, Allows you to implement an automation system.

본 발명에 따른 일 실시예로서,In one embodiment according to the present invention,

상기 제어부(60)는 도 7에 도시된 바와 같이, 스핀들로 하여금 드릴링모드 → 탭핑모드 → 면취모드 → 역방향 탭핑모드를 포함하는 드릴·탭·면취 가공코스(62)로 동작되도록 제1서보모터(13) 및 제2서보모터(53)를 제어할 수 있다.7, the controller 60 controls the first servo motor (not shown) to operate the spindle with a drill tap / chamfering course 62 including a drilling mode, a tapping mode, a chamfer mode, and a reverse tapping mode 13 and the second servomotor 53 can be controlled.

상기 드릴·탭·면취 가공코스(62)는 상기 드릴·탭 가공코스(61)에 더하여 탭의 입구를 모떼기하기 위한 면취모드가 추가되는 것으로서, 상기 탭핑모드 이후 공작물로부터 탭영역(333)이 벗어나도록 하는 상기 복합형 공구의 자유영역(334)을 급속이동시키는 자유영역 급속 이동모드(미도시)가 진행되고, 이어서 면취모드가 진행된다.In addition to the drill / tap processing course 61, the drill / tap / chamfering course 62 is further provided with a chamfering mode for picking up the entrance of the tab. From the workpiece after the tapping mode, A free area rapid moving mode (not shown) for rapidly moving the free area 334 of the composite tool to be released is performed, and then the chamfering mode proceeds.

상기 면취모드는 드릴링모드와 동일한 RPM 및 직선이동속도로 될 수 있다.The chamfering mode may be the same RPM and linear moving speed as the drilling mode.

상기 면취모드 진행 이후 회전 및 직선이동이 역방향으로 전환되어 역방향 자유영역 급속 이동모드(미도시) → 역방향 탭핑모드 → 급속 역방향 이동 복귀모드로 진행되어 상기 복합형 공구(33) 하나로서 드릴링, 탭핑에 이어 면취 가공까지 수행할 수 있어 탭 가공 자동화시스템의 생산성을 획기적으로 향상시킨다.After the chamfering mode progresses, the rotation and the linear movement are reversed, and the process proceeds from the reverse free region rapid moving mode (not shown) to the reverse tapping mode to the rapid reverse movement return mode to perform the drilling and tapping as one of the composite tools 33 It is possible to perform the chamfering process, which greatly improves the productivity of the tap processing automation system.

또한, 공작물이 이동하지 않으며 하나의 공구가 1회 동작하는 것에 의하여 탭 가공에 필요한 세 가지 공정이 수행됨으로써 탭의 동심원이 어긋날 염려가 전혀 없어 가공품질을 현저히 향상시킨다.In addition, since the workpiece does not move and one tool operates once, three processes necessary for tapping are performed, so that there is no fear that the concentric circles of the tabs are deviated, and the quality of the workpiece is remarkably improved.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 탭 가공 자동화시스템은 스핀들(31)의 회전에 관여하는 주동풀리(11)가 제1서보모터(13)에 의하여 구동되고, 스핀들(31)의 직선이동에 관여하는 볼스크류 유닛(51)이 제2서보모터에 의하여 동작되며, 상기 제1서보모터(13) 및 제2서보모터(53)가 제어부의 설정에 의하여 변속, 정역회전 및 진퇴 전환이 제어되는 한편, 공구홀더(32)에 드릴영역과 탭영역 및 면취영역이 단일 몸체로 형성된 복합형 공구(33)가 장착됨으로써 세 단계로 이루어지는 탭 가공이 공작물의 이동 없이 복합형 공구의 1회 동작에 의하여 완료되고, 이와 같은 효율적인 자동화시스템을 구현함으로써 생산성을 획기적으로 향상시키며 가공품질을 현저히 향상시킨다.As described above, in the tap processing automation system according to the present invention, the main pulley 11 involved in the rotation of the spindle 31 is driven by the first servo motor 13 and is involved in the linear movement of the spindle 31 The first servo motor 13 and the second servo motor 53 are controlled by the control unit to perform the shift, forward / reverse rotation, and forward / backward switching, while the ball screw unit 51 is operated by the second servo motor , A composite tool 33 having a drilled area, a tap area, and a chamfered area formed in a single body is mounted on the tool holder 32, whereby three-step tapping is completed by one operation of the complex tool without movement of the workpiece By implementing such an efficient automation system, productivity is dramatically improved and processing quality is significantly improved.

또한, 하나의 기기로서, 종래 세 가지 기기를 대체할 수 있음으로 생산설비 투자비용, 기기 및 설치공간을 현저히 감축할 수 있어 산업상 이용가능성이 탁월하다.In addition, as one device, it is possible to replace three devices in the past, thereby remarkably reducing the investment cost of the production facility, the equipment and the installation space, and the possibility of industrial use is excellent.

1: 본 발명의 탭 가공 자동화시스템
10: 구동부 11: 주동풀리 13: 제1모터(제1서보모터)
20: 종동부 21: 종동풀리 25: 스플라인 샤프트
30: 주축부 31: 스핀들 32: 공구홀더
33: 복합형 공구 35: 스핀들 하우징 37: 볼스크류의 너트 브래킷
40: 케이싱 50: 직선이동수단 51: 볼스크류 유닛
511: 볼스크류 53: 제2모터(제2서보모터) 60: 제어부
1: tap processing automation system of the present invention
10: driving part 11: moving pulley 13: first motor (first servo motor)
20: follower portion 21: driven pulley 25: spline shaft
30: main shaft portion 31: spindle 32: tool holder
33: Composite tool 35: Spindle housing 37: Nut bracket of ball screw
40: casing 50: linear moving means 51: ball screw unit
511: ball screw 53: second motor (second servo motor) 60:

Claims (5)

주동풀리(11) 및 상기 주동풀리(11)를 정역회전시키기 위한 제1모터(13)를 포함하는 구동부(10);
상기 주동풀리(11)와 벨트(23)로 연결되는 종동풀리(21) 및 상기 종동풀리(21)에 결합되는 스플라인 샤프트(25)를 포함하는 종동부(20):
상기 스플라인 샤프트(25)와 회전 및 직선이동이 가능하게 구성 결합되는 스핀들(31) 및 상기 스핀들(31)이 삽입되고 볼스크류의 너트 브래킷(37)이 장착되어 후술하는 볼스크류의 정역회전에 의하여 직선이동하는 스핀들 하우징(35)을 포함하는 주축부(30);
상기 스핀들 하우징(35)이 슬라이드 가능하게 설치되는 케이싱(40):
상기 케이싱(40)에 지지되고 상기 주축부(30)를 직선이동시키는 볼스크류 유닛(51) 및 상기 볼스크류 유닛의 볼스크류(511)를 정역회전시키기 위한 제2모터(53)를 포함하는 직선이동수단(50);을 포함하고,
상기 제1모터(13)와 제2모터(53)는 서보모터로 되고 별도 구비되는 제어부(60)에 의하여 상호 유기적으로 제어됨을 특징으로 하는 탭 가공 자동화시스템.
A driving unit 10 including a main pulley 11 and a first motor 13 for rotating the main pulley 11 in normal and reverse directions;
A follower portion 20 including a driven pulley 21 connected to the driven pulley 11 by a belt 23 and a spline shaft 25 coupled to the driven pulley 21;
A spindle 31 which is rotatably and linearly movable with respect to the spline shaft 25 and a spindle 31 is inserted and the nut bracket 37 of the ball screw is mounted, A spindle portion (30) including a linearly moving spindle housing (35);
A casing 40 in which the spindle housing 35 is slidably installed;
A straight line including a ball screw unit 51 supported by the casing 40 and linearly moving the main shaft 30 and a second motor 53 for rotating the ball screw 511 of the ball screw unit in the forward and reverse directions, Moving means 50,
Wherein the first motor (13) and the second motor (53) are servo motors and are organically controlled by a separately provided controller (60).
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들(31)에 공구홀더(32)가 구비되되,
상기 공구홀더(32)에 장착되는 공구는 하나의 몸체에 선단으로부터 드릴영역(331), 탭영역(333), 면취영역(335) 중 적어도 두 영역 이상이 순차적으로 형성된 복합형 공구(33)로 됨을 특징으로 하는 탭 가공 자동화시스템.
The method according to claim 1,
A tool holder 32 is provided on the spindle 31,
The tool mounted on the tool holder 32 is a composite tool 33 formed by sequentially forming at least two regions of a drill region 331, a tap region 333 and a chamfered region 335 from one end of the body Wherein the tapped machining system comprises:
청구항 2에 있어서,
상기 복합형 공구는 드릴영역(331), 탭영역(333), 공작물로부터 탭영역을 벗어나게 하는 자유영역(334), 면취영역(335)이 순차적으로 형성됨을 특징으로 하는 탭 가공 자동화시스템.
The method of claim 2,
Wherein the composite tool includes a drilled area (331), a tap area (333), a free area (334) for moving the work area out of the tap area, and a chamfered area (335).
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(60)는 상기 스핀들(31)로 하여금 드릴링모드 → 탭핑모드 → 역방향 탭핑모드를 포함하는 드릴·탭 가공코스(61)로 동작되도록 제1서보모터(13) 및 제2서보모터(53)를 제어함을 특징으로 하는 탭 가공 자동화시스템.
The method according to claim 1,
The controller 60 controls the first servo motor 13 and the second servo motor 53 to operate the spindle 31 with a drill / tap processing course 61 including a drilling mode → a tapping mode → a reverse tapping mode And a control unit for controlling the tapping process.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(60)는 상기 스핀들로 하여금 드릴링모드 → 탭핑모드 → 면취모드 → 역방향 탭핑모드를 포함하는 드릴·탭·면취 가공코스(62)로 동작되도록 제1서보모터(13) 및 제2서보모터(53)를 제어함을 특징으로 하는 탭 가공 자동화시스템.
The method according to claim 1,
The controller 60 controls the first and second servomotors 13 and 13 so as to operate the spindle with a drill tap and chamfering course 62 including a drilling mode, a tapping mode, a chamfering mode, and a reverse tapping mode. (53). ≪ / RTI >
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