KR20190014355A

KR20190014355A - 내접다각형 면취장치

Info

Publication number: KR20190014355A
Application number: KR1020170098051A
Authority: KR
Inventors: 정채교
Original assignee: 정채교
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-02-12
Also published as: KR101972417B1

Abstract

본 발명은 서보모터와 스크류 및 스크류블록에 이하여 작동하는 과정에서 부하 발생시 이를 흡수하도록 함으로서 면취툴의 손상과 이상마모를 방지할 수 있으면서 면취를 일정하게 수행할 수 있고, 명취작업 효율성을 극대화할 수 있도록 한 것으로서;
지지다리와 테이블로 구성되는 프레임과; 상기 프레임의 상면 일측에 면취하고자 하는 부품과 면취완료된 부품을 간섭없이 적재할 수 있도록 다수개의 적재랙을 가지고 구비되는 부품적재대와; 상기 프레임 일측에 설치되어 부품적재대에 적재된 부품을 면취할 수 있도록 인출하여 면취하는 동안 유동하지 않도록 잡아주고, 면취 완료된 부품을 다시 부품적재대로 적재하는 클램퍼와; 상기 프레임에 설치되어 클램퍼와 연계하여 클램퍼가 잡고 있는 부품에 형성된 내접다각형을 따라서 움직이면서 면취를 수행하는 면취부로 구성하는 것이 특징이다.

Description

내접다각형 면취장치{INSCRIBED POLYGON CHAMFERING DEVICE}

본 발명은 내접다각형 면취장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 봉체 형태로 구성되는 각종 부품의 내접형태로 형성되는 다각형상 부위를 용이하게 면취할 수 있도록 함으로서 가공시간과 비용을 대폭 단축하면서도 면취품질을 향상시킬 수 있도록 한 개선된 면취장치의 제공에 관한 것이다.

일반적으로 면취는 각종의 부품이나 물건을 가공하거나 제조한 후 표면, 특히 부품이나 제품의 가장자리나 구멍이 형성되거나 돌출된 부분의 라인 표면에 발생한 버(Burr)를 제거하여 표면 질감을 좋게 하면서도 버(Burr)로 인하여 발생할 수 있는 조립불량의 배제, 조립 및 취급과정에서 다른 부품이나 물건의 손상은 물론 작업자의 신체적인 손상을 방지하기 위하여 필요한 과정이다.

상기와 같은 면취는, 플라스틱 재질의 제품에도 적용하여 할 수 있으며, 목재, 비철금속 또는 금속재질의 제품 등 제품이나 부품의 종류와 재질에 관계없이 안전성의 확보와 더불어 품질향상을 위하여 수행하고 있으며, 제품이나 부품의 종류와 모양 등에 따라 적합한 형태의 면취장치가 전용기 형태로 개발되어 사용되고 있다.

종래의 대표적인 면취장치로는 문헌 1과 같이 다축면취유니트를 제공하는 타입과, 문헌 2에서와 같이 다이아몬드 절삭커터를 이용하여 박판유리의 일부를 가공함으로써 박판유리의 측면의 모서리를 가공하도록 하는 타입, 문헌 3에서와 같이 사출 성형된 하나 이상의 사출품을 회전시키면서 사출품의 모서리를 가압롤러로서 가압하여 면취 가공하도록 하는 타입 등이 있으며, 대부분이 제품의 외표면의 면취를 용이하게 할 수 있도록 하는 데 기술적인 주안점을 두고 있다.

상기와 같이 사용되는 면취장치는 부품 또는 제품의 외표면에 면취용 툴(DEBURRING TOOL)을 근접시켜 마찰을 일으킴으로서 수행할 수 있도록 하고 있으나, 봉체 또는 관체에 형성되는 다각형상의 홀 표면의 면취를 위한 전용의 장치는 크게 없는 실정이다.

이러한 관체 또는 봉체에 형성되는 다각형상의 홀 즉 내접다각형의 라인부분에 형성된 버(BURR)나 이물질의 제거와 더불어 표면처리를 위하여 면취를 수행하여야 하는 데, 종래에는 대부분 다축로봇을 이용하여 면취작업을 수행하는 데, 다축로봇에 면취용 툴을 장착한 후 클램퍼에 고정된 부품을 면취하는 형태를 취하고 있다.

(문헌 1) 실용신안등록 제 20 - 0422052 - 0000 호 (문헌 2) 특허출원 제 10 - 2009 - 0074416 호 (문헌 3) 특허 제 10 - 1387443 - 0000 호

상기와 같이 다축로봇을 이용하여 내접다각형을 면취하고자 할 경우에는 부품을 잡아주는 클램퍼 또는 면취툴을 장착한 다축로봇 중 어느 하나는 정위치를 확보할 수 있도록 한 상태에서 면취작업에 들어가야 하기 때문에 하나 하나의 부품마다 방향정렬이 필수적으로 필요하다.

예를 들어 부품은 무작위로 공급되는 형태인데 반하여 클램퍼 또는 다축로봇은 면취작업을 위한 기준점을 잡아야 하기 때문에 항상 일정한 방향으로 부품을 정렬한 상태에서 면취작업을 수행하여야 하므로 부품의 방향을 신속하게 결합하는 것이 힘들고 순차적인 방향전환을 통하여 이루어지기 때문에 전체적인 작업시간이 많이 소요되는 단점이 발생한다.

상기와 같이 부품의 면취기준점이 결정된 후에는 다축로봇이 움직여 내접다각형의 라인을 따라 움직이면서 면취를 수행하는 데, 이 또한 속도가 느리기 때문에 작업진척도가 늦어져 많은 양의 부품을 신속하게 면취하는 데 한계가 있다.

다축로봇에 면취툴을 장착하여 다축로봇이 부품에 대하여 X, Y, Z축으로 움직이면서 면취를 수행하는 데, 물론 수치적인 제어에 의하여 움직이지만 내접다각형의 표면의 버(BURR) 상태 등에 따라 면취부하가 발생할 수 있는 데, 이 과정에서 다축로봇 또는 면취용 출은 완충작용 없이 계속하여 움직이기 때문에 면취용 툴의 손상이 발생하게 된다.

이와 같이 면취과정에서 면취용 툴의 손상이 발생할 경우에는 면취용 툴을 교환하기 위하여 작업을 중지하여야 하기 때문에 이로 인한 작업시간의 지연은 물론, 잦은 면취용 툴의 교체로 인한 가공원가 상승의 원인이 되는 것은 물론, 과부하 상태에서 면취가 억지로 이루어지는 과정에서 과도한 면취가 발생하여 목적하는 치수를 초과하여 불량을 발생시키게 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들으 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 지지다리와 테이블로 구성되는 프레임과; 상기 프레임의 상면 일측에 면취하고자 하는 부품과 면취완료된 부품을 간섭없이 적재할 수 있도록 다수개의 적재랙을 가지고 구비되는 부품적재대와; 상기 프레임 일측에 설치되어 부품적재대에 적재된 부품을 면취할 수 있도록 인출하여 면취하는 동안 유동하지 않도록 잡아주고, 면취 완료된 부품을 다시 부품적재대로 적재하는 클램퍼와; 상기 프레임에 설치되어 클램퍼와 연계하여 클램퍼가 잡고 있는 부품에 형성된 내접다각형을 따라서 움직이면서 면취를 수행하는 면취부로 구성하여;

서보모터와 스크류 및 스크류블록에 이하여 작동하는 과정에서 부하 발생시 이를 흡수하도록 함으로서 면취툴의 손상과 이상마모를 방지할 수 있으면서 면취를 일정하게 수행할 수 있고, 명취작업 효율성을 극대화할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 면취툴을 서보모터를 이용하여 X, Y, Z축으로 움직여 다각형은 물론 원운동 가능하게하여 내접다각형을 따라 움직이면서 면취할 수 있도록 하면서 댐퍼를 강구하여 면취과정에서 과부하 발생시에도 안정적인 면취작업을 수행할 수 있도록 함으로서 면취툴의 손상을 방지하면서 대상체에 균일한 면취가 이루어질 수 있도록 하는 효과를 가진다

면취를 위하여 클램퍼에 의하여 부품이 잡혀지면 면취툴과 방향을 맞추기 위한 부수적인 작업없이 어떤 위치에 관계없이 면취작업의 수행이 가능하도록 함으로서 면취작업시간을 대폭 줄일 수 있으면서 면취효율성을 극대화 하고 면취품질을 높일 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치를 도시한 전체 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취부를 발췌하여 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치의 면취부에 적용되는 댐퍼가 노출되도록 도시한 저면 사시도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치의 면취부에 적용되는 댐퍼의 작동상태도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치를 도시한 전체 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취부를 발췌하여 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치의 면취부에 적용되는 댐퍼가 노출되도록 도시한 저면 사시도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치의 면취부에 적용되는 댐퍼의 작동상태도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 내접다각형 면취장치(100)는, 지지다리(101)와 테이블(102)로 구성되는 프레임(103)의 상면 일측에 면취하고자 하는 부품과 면취완료된 부품을 간섭없이 적재할 수 있도록 다수개의 적재랙(104,105)을 가지는 부품적재대(106)를 구비한다.

상기 프레임(103)의 일측에는 부품적재대(106)에 적재된 부품을 면취할 수 있도록 인출하여 면취하는 동안 유동하지 않도록 잡아주고, 면취 완료된 부품을 다시 부품적재대(106)로 적재하는 클램퍼(110)를 설치한다.

상기 프레임(103)에는 클램퍼(110)와 연계하여 클램퍼(110)가 잡고 있는 부품에 형성된 내접다각형을 따라서 움직이면서 면취를 수행하는 면취부(130)를 설치하여 구성한다.

상기 클램퍼(110)는, 프레임(103)에 설치되는 실린더, 타이밍풀리와 타이밍벨트조합, 체인기어와 체인조합, 스크류와 모터조합과 같은 통상적인 이송자와 연결되어 부붐적재대(106)의 길이방향으로 움직이는 길이이동자(111)와, 상기 길이이동자(111)에 설치되어 부품적재대(106)의 폭방향으로 움직이는 폭이동자(112) 및 상기 폭이동자(112)에 설치되어 부품적재대(106)를 기준으로 상,하방향으로 움직이는 승강이동자(113)로 구성한다.

상기 승강이동자(113)의 하단에는 부품적재대(16)에 적재된 부품을 잡아서 면취할 수 있도록 유지할 수 있도록 실린더에 의하여 벌어지고 오르려지는 동작을 수행하는 통상적인 그리퍼(115)를 설치하여 구성한다.

상기 면취부(130)는, 테이블(102)의 상면에 부품적재대(106)의 길이방향인 X축방향으로 움직이는 X축이동자(131)를 설치하고, 상기 X축이동자(131)의 상면에는 X축이동자(131)에 대하여 Z축방향으로 움직이는 Z축이동자(132)를 설치하고, 상기 Z축이동자(132)에는 Z축이동자에서 그리퍼(115) 방향으로 움직이는 Y축이동자(133)를 설치한다.

상기 Y축이동자(133)에는 그리퍼(115)에 의하여 유지된 부품의 내접다각형을 면취할 수 있도록 면취툴을 고정하고 교환할 수 있도록 통상적인 구성의 척(Chuck)과 같은 장착수단(135)을 가지도록 함은 당연할 것이다.

상기 X축이동자(131)와 Z축이동자(132) 및 Y축이동자(133)는, 베이스(136)의 양측에 서포터(137)를 세우고, 상기 서포터(137) 사이에는 스크류(138)를 회전 자유롭게 장착한 상태에서 상기 스크류(138)의 일측에는 서보모터(140)와 연결하여 스크류(138)를 정,역회전시킬 수 있도록 한다.

상기 스크류(138)에는 스크류블록(141)을 결합하고, 상기 스크류블록(141)에는 장착대(142)가 결합되어지는 데, 상기 장착대(142) 중 X축이동자(133)에 구비되는 장착대(142)에는 Z축이동자(132)가 장착되고, Z축이동자(132)에 구비되는 장착대(142)에는 Y축이동자(133)가 장착된다.

본 발명에서는 장착대(142)를 움직이기 위한 수단으로 실린더를 이용한 움직임 또는 모터와 기어조합에 의한 움직임 등 다양한 형태로 실시가 가능할 것이나 정밀한 제어를 위해서는 서보모터와 스크류 및 스크류블록의 조합으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 장착대(142)에는 서보모터(140)에 의하여 X,Y,Z축으로 이동하는 과정에서 부하가 발생할 경우 이를 완충하여 툴의 손상과 이상마모를 방지하면서 과도하게 면취되는 것을 방지할 수 있는 댐퍼(150)를 더 설치한다.

상기 댐퍼(150)는, 장착대(142)의 중앙에 사각형상의 댐핑홀(151)을 형성하고, 상기 댐핑홀(151)의 중앙에는 스크류(138)와 결합된 스크류블록(141)이 위치하도록 한다.

상기 스크류블록(141)의 양측과 댐핑홀(151)의 내측면 사이에는 완충수단(155)을 개재하여 통상적인 이동시에는 스크류(138)에 의하여 스크류블록(141)이 장착대(142)를 X,Y,Z축 방향으로 움직이도록 하고, X,Y,Z축 중 어느 한 방향에서 부하가 발생할 경우에는 완충수단(155)이 이를 흡수하여 면취툴과 면취되는 면의 손상을 방지할 수 있도록 한다.

상기 스크류블록(141)과 댐핑홀(151) 또는 장착대(142)에는 완충수단(155)이 완충작용을 수행하는 데 지장을 주지 않으면서 않으면서 완충수단(155)을 유지하기 수단을 강구함은 당연할 것이다.

상기 완충수단(155)을 본 발명의 도면에서는 스프링으로 예시하고 있으나 충격 등을 흡수할 수 있는 고무, 우레탄, 실린콘 등 다양한 재료를 사용할 수 있을 것이므로 어느 하나에 국한되는 것은 아니며, 완충수단(155)의 탄성계수나 코일링 상태, 수축율 등을 고려하여 수치적인 계산에 의하여 완충값을 설정할 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 내접다각형 면취장치(100)의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

부품적재대(106)에 적재된 부품을 클램퍼(110)를 구성하는 길이이동자(111)와 폭이동자(112) 및 승강이동자(113)가 부품적재대(106)의 길이방향과 폭방향 상,하방향으로 움직이고, 해당 부품을 그리퍼(115)가 클램핑하여 원래의 위치(면취하고자 하는 높이)로 복귀한다.

그러면, 면취부(130)가 작동하여 부품의 내접다각형을 따라 움직이면서 면취툴에 의하여 면취를 수행하고, 면취가 완료되면 다시 클램퍼(110)가 움직여 면취완료된 부품을 부품적재대(106)에 적재시킨 후 새로운 부품을 클램핑하여 면취 위치로 이동하고 면취부(130)에 의하여 다시 면취가 이루어지는 동작이 반복적으로 이루어지게 된다.

상기 면취부(130)에 의하여 내접다각형이 면취되는 과정을 살펴보면, 부품에 형성되는 내접다각형상에 따라 미리 콘트롤러(미도시)에 그 형상을 입력하여 둠으로서 그 내접다각형상의 모양에 따라 X축이동자(131)와 Z축이동자(132) 및 Y축이동자(133)가 움직이는 거리와 속도를 제어하여 일정하게 움직이도록 하게 된다.

상기 X,Y,Z이동자(131,132,133)의 움직임은 서보모터(140)가 정,역회전하면 이와 연결된 스크류(138)도 함께 정,역 회전하게 되고, 상기 스크류(138)에 결합된 스크류블록(141) 또한 스크류(138)를 따라 이동하게 되므로, 상기 스크류블록(141)을 결합한 장착대(142)가 움직이게 되므로 결국에는 X축이동자(131)의 장착대(142)에 장착된 Z축이동자(132)가 움직이고, 상기 Z축이동자(132)의 장착대(142)에 장착된 Y축이동자(133)가 움직이고, Y축이동자(133)의 장착대(142)에 장착된 면취툴을 장착한 장착수단(135)이 움직여 결국에는 부품의 내접다각형을 면취할 수 있게 되는 것이다.

이 과정에서 X,Y,Z이동자(131,132,133)의 장착대(142)에 더 설치되는 댐퍼(150)에 의하여 장착대(142)가 움직이는 과정 또는 장착수단(135)에 의하여 면취되는 과정에서 설정된 값 이상의 부하가 발생할 경우 이를 흡수 완충하여 면취툴의 손상과 이상마모를 방지하는 것은 물론, 면취가 일정하게 이루어질 수 있도록 하게 되는 것이다.

이를 살펴보면, 서보모터(140)의 정,역회전에 의하여 스크류(138)가 움직이고 이와 결합된 스크류블록(141)과 장착대(142)도 동일한 방향으로 움직이게 되며, 이 과정에서 장착대(142)에 부하가 발생할 경우에는 댐핑홀(151)과 스크류블록(141) 사이에 더 설치한 완충수단(155)이 이를 흡수하면수 수축되어지게 되므로 일시적으로 스크류블록(141)은 부하가 발생한 방향으로 완충수단(155)이 수축되어지는 만큼 이동이 가능하게 되므로 부하로 야기되는 손상이나 이상마모 또는 면취불량을 해소할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 완출수단(155)이 부하로 야기될 수 있는 충격 등을 흡수하는 과정을 콘트롤러가 별도의 감지센서 등의 인지값을 통하여 확인하여 서보모터(140)의 작동을 정지시키게 되므로 이상발생으로 야기되는 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 서보모터와 스크류 및 스크류블록에 이하여 작동하는 과정에서 부하 발생시 이를 흡수하도록 함으로서 면취툴의 손상과 이상마모를 방지할 수 있으면서 면취를 일정하게 수행할 수 있고, 명취작업 효율성을 극대화할 수 있는 등 다양한 장점을 가지는 발명이다.

100; 내접다각형 면취장치 103; 프레임
106; 부품적재대 110; 클램퍼
111; 길이이동자 112; 폭이동자
113; 승강이동자 115; 그리퍼
130; 면취부 131; X축이동자
132; Z축이동자 133; Y축이동자
135; 장착수단 138; 스크류
140; 서보모터 141; 스크류블록
142; 장착대 150; 댐퍼
151; 댐핑홀 155; 완충수단

Claims

지지다리(101)와 테이블(102)로 구성되는 프레임(103)과;
상기 프레임(103)의 상면 일측에 면취하고자 하는 부품과 면취완료된 부품을 간섭없이 적재할 수 있도록 다수개의 적재랙(104,105)을 가지고 구비되는 부품적재대(106)와;
상기 프레임(103) 일측에 설치되어 부품적재대(106)에 적재된 부품을 면취할 수 있도록 인출하여 면취하는 동안 유동하지 않도록 잡아주고, 면취 완료된 부품을 다시 부품적재대(106)로 적재하는 클램퍼(110)와;
상기 프레임(103)에 설치되어 클램퍼(110)와 연계하여 클램퍼(110)가 잡고 있는 부품에 형성된 내접다각형을 따라서 움직이면서 면취를 수행하는 면취부(130)로 구성하는 것을 특징으로 하는 내접다각형 면취장치.
제 1 항에 있어서;
상기 클램퍼(110)는, 프레임(103)에 설치되어 부붐적재대(106)의 길이방향으로 움직이는 길이이동자(111)와;
상기 길이이동자(111)에 설치되어 부품적재대(106)의 폭방향으로 움직이는 폭이동자(112)와;
상기 폭이동자(112)에 설치되어 부품적재대(106)를 기준으로 상,하방향으로 움직이는 승강이동자(113)와;
상기 승강이동자(113)의 하단에 설치되어 부품적재대(16)에 적재된 부품을 잡아서 면취할 수 있도록 유지하는 그리퍼(115)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내접다각형 면취장치.
제 1 항에 있어서;
상기 면취부(130)는, 테이블(102)의 상면에 부품적재대(106)의 길이방향인 X축방향으로 움직이게 설치하는 X축이동자(131)와;
상기 X축이동자(131)의 상면에는 X축이동자(131)에 대하여 Z축방향으로 움직이게 설치하는 Z축이동자(132)와;
상기 Z축이동자(132)에는 Z축이동자에서 그리퍼(115) 방향으로 움직이게 설치하는 Y축이동자(133)와;
상기 Y축이동자(133)에 설치하여 그리퍼(115)에 의하여 유지된 부품의 내접다각형을 면취할 수 있도록 면취툴을 고정하고 교환할 수 있게하는 장착수단(135)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내접다각형 면취장치.
제 3 항에 있어서;
상기 X축이동자(131)와 Z축이동자(132) 및 Y축이동자(133)는, 베이스(136)의 양에 세워지는 서포터(137)와;
상기 서포터(137) 사이에 회전자유롭게 장착하는 스크류(138)와;
상기 스크류(138)의 일측에 장착하여 스크류(138)를 정,역회전시키는 서보모터(140)와;
상기 스크류(138)에 결합하는 스크류블록(141)과;
상기 스크류블록(141)에 결합되는 장착대(142)와;
상기 장착대(142)에 설치하여 서보모터(140)에 의하여 X,Y,Z축으로 이동하는 과정에서 부하가 발생할 경우 이를 완충하기 위한 댐퍼(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내접다각형 면취장치.
제 4 항에 있어서;
상기 댐퍼(150)는, 장착대(142)의 중앙에 형서이하는 댐핑홀(151)과;
스크류(138)와 결합되어 댐핑홀(151)의 중앙에 위치하는 스크류블록(141)과;
상기 스크류블록(141)의 양측과 댐핑홀(151)의 내측면 사이에는 장착대(142)를 X,Y,Z축 방향으로 움직이도록 하고, X,Y,Z축 중 어느 한 방향에서 부하가 발생할 경우 이를 흡수하기 위한 완충수단(155)을 개재하여 구성하는 것을 특징으로 하는 내접다각형 면취장치.