KR20190066347A

KR20190066347A - 다축 드릴링 시스템

Info

Publication number: KR20190066347A
Application number: KR1020170165990A
Authority: KR
Inventors: 허철; 이학봉; 김동욱
Original assignee: 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2019-06-13

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 다축 드릴링 시스템은 프레임; 상기 프레임에 설치되어 가공물을 클램핑하여 고정시키는 고정부; 상기 가공물에 복수의 홀을 동시에 형성할 수 있도록 복수의 스핀들 및 각각의 스핀들에 장착된 드릴을 포함하여 상기 고정부 상방에 승강 가능하게 설치된 가공부; 각각의 상기 드릴의 수직 하방에 설치되어 상기 드릴과의 이격거리을 측정하는 복수의 감지부; 및 상기 감지부으로부터 수신된 각각의 드릴과의 이격거리를 사전에 설정된 기준거리와 비교하여 상기 가공부을 승강시키는 제어부;를 포함한다.

Description

다축 드릴링 시스템{MULTIPLE SPINDLE DRILLING SYSTEM}

본 발명은 다축 드릴링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공물의 가공 상태 및 각각의 드릴 교체시기를 용이하게 판단할 수 있는 다축 드릴링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수지 또는 섬유강화 플라스틱과 같은 복합재질로 마련되는 차량의 범퍼 백빔과 같이 나사를 결합하기 위한 복수의 홀을 형성시켜야 하기 때문에 다수의 스핀들이 구비된 다축 드릴 장치를 사용하여 동시에 복수의 홀을 형성시킨다.

상기와 같이 복수의 스핀들이 구비된 다축 드릴 장치는 프레임과 프레임의 하부에 가공물을 고정하는 고정부 및 고정부의 상부에 승강되면서 복수의 홀을 형성시키는 가공부으로 구성되며, 가공부은 하단에 복수의 드릴이 구비되어 구동모터에 의해 고속으로 회전되는 복수 개의 스핀들이 구비된다.

이에, 고정부에 가공물을 고정한 상태에서 구동모터를 작동시켜 복수 개의 스핀들을 회전시키면서 가공부을 하강시키면 각각의 스핀들에 구비된 드릴이 가공물을 관통하여 복수 개의 홀을 동시에 성형시키게 된다.

그러나 이러한 다축 드릴 장치에 구비되는 드릴은 사용함에 따라 점차 마모되는 소모성 부품으로 일정 수준이상 마모가 발생되면 교체해야 하는데, 드릴에 마모가 발생된 상태에서 다축 드릴 장치를 이용하여 제품을 가공하는 경우 마모된 드릴은 가공물에 홀을 원활히 형성시킬 수 없어 불량을 유발하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 마모가 발생되지 않더라도 복수 개의 드릴이 모두 정상적으로 가공물을 관통하여 홀을 형성하였는지 여부를 확인하기 어려운 문제점을 가지고 있었다.

이에, 가공물이 정상적으로 가공되었는지 여부 및 각각의 드릴 교체시기를 정확히 판단할 수 있는 기술개발이 시급한 실정이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것을 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여서는 안될 것이다.

KR 10-1302141 B1(2013. 08. 26.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 가공물의 가공 여부 판별을 용이하게 실시할 수 있는 다축 드릴링 시스템를 제공한다.

또한, 각각의 드릴의 마모 정도를 파악하여 드릴 교체 시기 판단을 용이하게 할 수 있는 다축 드릴링 시스템를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

상기 감지부는, 내부공간이 형성된 투명한 함체 형상으로 마련되어 상기 드릴의 수직 하방에 위치하도록 상기 고정부에 설치된 센서 하우징; 및 상기 내부공간에 설치되어 상기 드릴과의 이격거리을 측정하는 센서;를 포함할 수 있다.

상기 감지부는, 상기 센서 하우징의 표면에 에어를 분사하여 상기 센서 하우징 표면의 이물질을 제거하는 에어 분사수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 복수의 상기 감지부로부터 수신된 상기 이격거리 중 하나라도 상기 기준거리보다 작은 경우, 상기 가공물이 정상적으로 가공되어 있지 않다고 판단하여 상기 가공부를 하강시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 드릴링 시스템은, 상기 가공부가 완전히 최대로 하강된 상태에서, 복수의 상기 감지부로부터 수신된 상기 이격거리 중 하나라도 상기 기준거리보다 작은 경우 알람을 발생시키는 경보부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 드릴이 가공물을 정상적으로 가공하였는지 여부를 판별할 수 있어 불량 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 각각의 드릴 마모 발생여부를 즉시 인식할 수 있어, 유지 및 보수를 용이하게 하고 나아가 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 다축 드릴링 시스템를 설명하기 위한 측면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다축 드릴링 시스템의 작동을 설명하기 위한 개략도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부를 보여주는 사시도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

본 발명은 드릴이 장착된 복수의 스핀들을 이용하여 가공물에 다수의 홀을 가공시 각각의 드릴이 정상적으로 가공물에 홀을 형성하였는지 여부를 판단하여 가공물 가공 및 드릴 교체시기를 판단함으로써, 미가공으로 인한 불량 발생을 최소화하고 유지 및 보수를 용이하게 실시하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 다축 드릴링 시스템를 설명하기 위한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다축 드릴링 시스템의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 드릴링 시스템은 프레임(100)과 가공물(10)을 고정하는 고정부(200)와 가공물(10)에 다수의 홀을 형성하는 가공부(300)와 가공물(10)이 정상적으로 가공되었는지 여부를 감지하는 복수의 감지부(400)와 가공물(10)의 가공상태를 판단하여 가공부(300)의 작동을 제어하는 제어부(500)를 포함한다.

고정부(200)는 자동차의 범퍼 등과 같이 다수의 홀이 요구되는 가공물(10)을 클램핑하여 고정하도록 프레임(100)의 하부에 설치된다.

이때, 가공부(300)는 가공물(10)에 다수의 홀을 동시에 형성할 수 있도록 복수의 스핀들(310) 및 각각의 스핀들(310)에 장착되는 드릴(320)을 포함하여 고정부(200)의 상부에 승강 가능하게 설치된다.

이에, 가공부(300)가 승강되면서 고속으로 회전되는 복수의 스핀들(310)에 장착된 드릴(320)이 고정부(200)에 클램핑된 가공물(10)을 관통하면서 복수의 홀을 동시에 형성하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 감지부(400)는 각각의 드릴(320) 수직 하방에 설치되어 상기과 같이 가공부(300)가 가공물(10)에 복수의 홀을 형성하는 동안 각각의 드릴(320)의 끝단과의 이격거리을 측정하여 제어부(500)로 전송한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부를 보여주는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(400)는 내부공간(411)이 형성되어 드릴(320)의 수직 하방에 위치하도록 고정부(200)에 설치되는 센서 하우징(410)과 각각의 센서 하우징(410) 내부에 형성된 내부공간(411)에 설치되어 드릴의 단부와의 거리를 측정하는 센서(420)를 포함한다.

본 발명에서 센서(420)는 레이저 센서는 주변 프레임(100) 등에 영향을 받지 않는 광 센서를 사용하였으나, 이에 한정하지 않고, 초음파센서, 자기센서 등 다양한 종류의 근접센서가 선택적으로 적용될 수 있다.

이때, 센서 하우징(410)은 투명한 재질로 마련되는 것이 바람직한데, 그 이유는 센서(420)를 오염 및 충격으로부터 보호하면서 빛 투과를 가능하게 하게 할 수 있어 드릴(320)의 단부와 이격거리를 감지에 영향을 주지 않기 때문이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(400)는 센서 하우징(410)의 표면에 에어를 분사하는 에어 분사수단(430)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이에, 에어 분사수단(430)에서 센서 하우징(410)의 표면에 에어를 분사함으로써, 가공 파편 등 이물질이 센서 하우징(410)의 표면에 퇴적되어 내부공간(411)에 수용된 센서(420)에서 드릴(320)과의 이격거리 측정에 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 나아가 센서(420)의 오작동을 최소화함으로써 가공물(10)의 가공불량 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 센서 하우징(410)의 이물질을 제거하도록 에어 분사수단(430)을 구비하고 있으나, 이에 한정하지 않고 물 또는 세척액을 분사하여 센서 하우징(410)의 표면에 부착된 이물질을 제거하도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 마련된 복수의 센서(420)는 실시간으로 각각의 드릴(320) 단부와의 이격거리을 실시간으로 측정하여 제어부(500)로 전송한다.

제어부(500)는 각각의 센서(420)로부터 수신된 이격거리를 사전에 설정된 기준거리와 비교하여 수신된 복수의 이격거리 중 하나라도 기준거리보다 작은 경우, 가공이 완전하게 이루어지지 않았다고 판단하여 드릴(320)이 하강되어 가공물(10)에 홀을 형성할 수 있도록 가공부(300)에 작동신호를 전송하여 가공부(300)를 하강시킨다.

상기와 같이 복수의 감지부(400)는 가공 중 실시간으로 각각의 드릴(320) 단부와의 이격거리를 실시간으로 측정하여 제어부(500)로 전송하고 제어부(500)는 모든 드릴(320)이 가공물(10)을 관통하여 각각의 드릴(320) 단부와 그에 대응되는 감지부(400) 간의 이격거리가 모두 기준거리 이내가 되면 정상적으로 가공이 완료되었다고 판단하고 가공부(300)에 작동신호를 전송하여 작업을 종료한다.

보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 드릴링 시스템은 작업자에게 드릴(320) 교체를 알릴 수 있도록 알람을 발생시키는 경보부(600)를 더 포함할 수 있다.

이때, 제어부(500)는 복수의 감지부(400)로부터 실시간으로 이격거리를 수신받아 이를 기준거리와 비교하여 가공부(300)에 작동신호를 전송하여 가공하는 과정에서 가공부(300)가 최저 위치까지 하강된 상태에서도 수신된 복수의 이격거리 중 어느 하나라도 기준거리보다 작은 경우, 해당 위치의 드릴(320)이 손상 또는 마모되었다고 판단하여 경보부(600)에 작동신호를 전송하고 동시에 가공부(300)에 작동신호를 전송하여 작업을 종료한다.

이에, 작업자는 경보부(600)에서 알람이 발생된 경우 해당 위치의 드릴(320) 또는 스핀들(310)에 이상이 발생되었다고 판단하여 드릴 교체 등 유지보수를 실시할 수 있어 다축 드릴링 시스템의 유지 및 보수를 용이하게 실시하여 유지 및 보수 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 가공물 100: 프레임
200: 고정부 300: 가공부
310: 스핀들 320: 드릴
400: 감지부 410: 센서 하우징
411: 내부공간 420: 센서
430: 에어 분사수단 500: 제어부
600: 경보부

Claims

프레임;
상기 프레임에 설치되어 가공물을 클램핑하여 고정시키는 고정부;
상기 가공물에 복수의 홀을 동시에 형성할 수 있도록 복수의 스핀들 및 각각의 스핀들에 장착된 드릴을 포함하여 상기 고정부 상방에 승강 가능하게 설치된 가공부;
각각의 상기 드릴의 수직 하방에 설치되어 상기 드릴과의 이격거리을 측정하는 복수의 감지부; 및
상기 감지부으로부터 수신된 각각의 드릴과의 이격거리를 사전에 설정된 기준거리와 비교하여 상기 가공부을 승강시키는 제어부;를 포함하는, 다축 드릴링 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 감지부는,
내부공간이 형성된 투명한 함체 형상으로 마련되어 상기 드릴의 수직 하방에 위치하도록 상기 고정부에 설치된 센서 하우징; 및
상기 내부공간에 설치되어 상기 드릴과의 이격거리을 측정하는 센서;를 포함하는, 다축 드릴링 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 감지부는,
상기 센서 하우징의 표면에 에어를 분사하여 상기 센서 하우징 표면의 이물질을 제거하는 에어 분사수단;을 더 포함하는, 다축 드릴링 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
복수의 상기 감지부로부터 수신된 상기 이격거리 중 하나라도 상기 기준거리보다 작은 경우, 상기 가공물이 정상적으로 가공되어 있지 않다고 판단하여 상기 가공부를 하강시키는 것을 특징으로 하는, 다축 드릴링 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 가공부가 완전히 최대로 하강된 상태에서, 복수의 상기 감지부로부터 수신된 상기 이격거리 중 하나라도 상기 기준거리보다 작은 경우 알람을 발생시키는 경보부;를 더 포함하는, 다축 드릴링 시스템.