KR20190108430A - 이젝트핀 자동 가공 장치 - Google Patents

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KR20190108430A
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Abstract

단면이 원형이며 일직선으로 연장된 보디(body)와 보디의 일 측 말단에 단면이 원형이며 보디의 직경보다 큰 직경을 갖도록 확장된 헤드(head)를 구비한 이젝트핀용 봉재(rod material)를 이젝트핀으로 가공하는 이젝트핀 자동 가공 장치가 개시된다. 개시된 이젝트핀 자동 가공 장치는, 이젝트핀의 길이에 맞춰서 보디의 타 측 부분을 절단하는 절단 유닛, 수치 제어(numerical control) 방식으로 절단된 이젝트핀용 봉재를 이젝트핀으로 가공하는 유닛으로, 보디의 타 측 말단을 미리 설정된 형상으로 절삭 가공하는 말단 절삭 작업, 이젝트핀용 봉재가 임의로 회전하지 않도록 헤드를 가공하는 회전 방지 가공 작업, 및 헤드에 이젝트핀 식별을 위한 마크(mark)를 새겨 넣는 마크 각인 작업을 수행하는 수치 제어 가공 유닛, 이젝트핀용 봉재를 절단 유닛에서 수치 제어 가공 유닛으로 이송하고, 수치 제어 가공 유닛에서 가공된 이젝트핀을 수치 제어 가공 유닛의 외부로 배출시키는 이송 유닛, 및 절단 유닛, 수치 제어 가공 유닛, 및 이송 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 구비한다. 제어 유닛은, 이젝트핀을 3차원 형상으로 구체화한 3차원 모델링 파일(3D modeling file)에 기초하여 절단 유닛 및 수치 제어 가공 유닛의 동작을 제어한다.

Description

이젝트핀 자동 가공 장치{Apparatus for fabricating eject pin automatically}
본 발명은 봉재(棒材)를 이젝트핀으로 자동 가공하는 이젝트핀 자동 가공 장치에 관한 것이다.
합성수지 제품을 사출 성형하는 금형이나 알루미늄 제품을 주조하는 다이캐스팅 금형에서 성형된 제품을 금형으로 부터 탈형시키기 위하여 이젝트핀(eject pin)이 사용된다. 이젝트핀은 금형의 구조나 형태 등에 따라 다르지만, 대체로 복수 개의 이젝트핀이 하나의 금형 내에 설치된다. 금형을 이용하는 작업의 특성상 이젝트핀은 표면 경도가 높은 재질의 봉재를 가공하여 제조된다.
이젝트핀 가공 공정은, 이젝트핀 용도의 봉재를 요구되는 길이에 맞게 절단하는 절단 작업, 이젝트핀이 회전하지 않도록 상기 봉재의 헤드(head) 부분을 절삭 가공하거나 핀(pin)을 삽입할 홀(hole)을 형성하는 회전 방지 가공 작업, 상기 봉재의 헤드 반대측 말단을 성형 제품의 외측면 형상에 합치(合致)되도록 가공하는 말단 가공 작업, 및 이젝트핀 헤드에 식별을 위한 마크(mark)를 새겨 넣는 마크 각인 작업을 포함한다.
상기 말단 가공 작업은 이젝트핀 말단의 형상에 따라 적절한 가공 방법을 선택하는 과정을 포함한다. 여기서, 선택 가능한 가공 방법에는 예컨대, 일반 방전 가공, 와이어 컷팅 가공, 흑연 전극 가공 등이 포함된다. 그런데, 상기 방전 가공, 와이어 컷팅 가공, 흑연 전극 가공을 통해 이젝트핀 말단을 가공하기 위해서는, 이젝트핀의 말단 형상을 가공하기 위한 전극을 설계하는 작업이 요구된다. 즉, 3D 모델링(3D modeling)을 이용하여 이젝트핀의 형상을 설계하는 작업에 더하여, 이젝트핀의 말단 형상을 가공하기 위한 전극을 설계하는 작업이 추가적으로 요구되는 것이다.
또한, 상기의 말단 가공 작업에 불구하고, 이젝트핀을 금형 내에 실제로 조립하게 되면 성형 제품의 외측면 형상에 합치되지 않고 이젝트핀 말단이 그 주변과 단차지게 돌출되는 경우가 자주 발생하므로, 작업자가 수작업에 의해 상기 말단을 연마(grinding)하는 연마 작업이 추가로 종종 요구된다. 또한, 상기 절단 작업, 회전 방지 가공 작업, 말단 가공 작업, 마크 각인 작업이 연결되지 않고 각각의 해당 기계로 이동하여 세팅(setting)을 반복하는 등 비연속적으로 진행된다. 결과적으로, 종래의 이젝트핀 가공 공정은 작업 생산성을 저하시키고, 이젝트핀 제조 비용을 증대시키는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1706988호
본 발명은, 이젝트핀 용도의 가늘고 긴 봉재를 이젝트핀으로 가공하는데 필요한 작업을 자동으로 수행하는 이젝트핀 자동 가공 장치로서, 다종(多種) 소량의 이젝트핀도 빠르게 생산할 수 있는 이젝트핀 자동 가공 장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 이젝트핀을 금형에 조립한 후에 추가적인 연마 작업을 할 필요가 없을 정도로 가공 정밀도가 우수한 이젝트핀 자동 가공 장치를 제공한다.
본 발명은, 단면이 원형이며 일직선으로 연장된 보디(body)와 상기 보디의 일 측 말단에 단면이 원형이며 상기 보디의 직경보다 큰 직경을 갖도록 확장된 헤드(head)를 구비한 이젝트핀용 봉재(rod material)를 이젝트핀으로 가공하는 장치로서, 상기 이젝트핀의 길이에 맞춰서 상기 보디의 타 측 부분을 절단하는 절단 유닛, 수치 제어(numerical control) 방식으로 상기 절단된 이젝트핀용 봉재를 이젝트핀으로 가공하는 유닛으로, 상기 보디의 타 측 말단을 미리 설정된 형상으로 절삭 가공하는 말단 절삭 작업, 상기 이젝트핀용 봉재가 임의로 회전하지 않도록 상기 헤드를 가공하는 회전 방지 가공 작업, 및 상기 헤드에 이젝트핀 식별을 위한 마크(mark)를 새겨 넣는 마크 각인 작업을 수행하는 수치 제어 가공 유닛, 상기 이젝트핀용 봉재를 상기 절단 유닛에서 상기 수치 제어 가공 유닛으로 이송하고, 상기 수치 제어 가공 유닛에서 가공된 이젝트핀을 상기 수치 제어 가공 유닛의 외부로 배출시키는 이송 유닛, 및 상기 절단 유닛, 상기 수치 제어 가공 유닛, 및 상기 이송 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 제어 유닛은, 상기 이젝트핀을 3차원 형상으로 구체화한 3차원 모델링 파일(3D modeling file)에 기초하여 상기 절단 유닛 및 상기 수치 제어 가공 유닛의 동작을 제어하는 이젝트핀 자동 가공 장치를 제공한다.
상기 이송 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 파지하고 수평 방향 및 수직 방향으로 이동시키는 이송용 로봇(transfer robot)을 구비할 수 있다.
상기 이젝트핀용 봉재는 보디의 길이 및 직경에 따라 복수 종류가 준비되고, 상기 이젝트핀 자동 가공 장치는, 상기 복수 종류의 이젝트핀용 봉재가 종류 별로 구분하여 적치(積置)되는 봉재 카세트를 더 구비하고, 상기 이송용 로봇은, 상기 3차원 모델링 파일에서 표현된 이젝트핀를 구현하기에 가장 적합한 종류의 이젝트핀용 봉재를 상기 봉재 카세트에서 파지하고 빼내는 작업을 더 수행할 수 있다.
상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 및 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 하나의 절삭 공구를 구비하고, 상기 절삭 공구가 상기 보디의 타 측 말단 및 헤드 중 하나에 절삭 작업을 수행한 후에 상기 이송용 로봇은 상기 이젝트핀용 봉재를 파지하고 수직 방향의 회전축을 중심으로 180° 회전시켜 다시 상기 베드에 안착시키며, 그 이후에 상기 절삭 공구가 다시 상기 타 측 말단 및 헤드 중 다른 하나에 절삭 작업을 수행할 수 있다.
상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 및 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 하나의 절삭 공구를 구비하고, 상기 절삭 공구가 상기 보디의 타 측 말단 및 헤드 중 하나에 절삭 작업을 수행한 후에 상기 베드가 수직 방향의 회전축을 중심으로 180° 회전하고, 그 이후에 상기 절삭 공구가 다시 상기 타 측 말단 및 헤드 중 다른 하나에 절삭 작업을 수행할 수 있다.
상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 상기 보디의 타 측 말단을 절삭 가공하는 절삭 공구로서 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 제1 회전축을 중심으로 회전하는 제1 절삭 공구, 및 상기 헤드를 절삭 가공하는 절삭 공구로서 상기 제1 회전축 및 수직 방향과 직교하는 제2 회전축을 중심으로 회전하는 제2 절삭 공구를 구비할 수 있다.
상기 제2 절삭 공구는 드릴(drill)이고, 상기 회전 방지 가공 작업은 상기 드릴로 상기 헤드의 외주면에 회전 방지용 핀(pin)이 끼워지는 핀 홀(hole)을 형성하는 것일 수 있다.
상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 마크 각인 작업을 수행하기 위하여 상기 헤드에 레이저(laser)를 조사하는 레이저 가공기를 더 구비할 수 있다.
상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 상기 말단 절삭 작업을 수행하는 절삭 공구로서, 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 제1 회전축을 중심으로 회전하는 제1 절삭 공구, 및 상기 회전 방지 가공 작업 및 마크 각인 작업을 수행하는 절삭 공구로서, 상기 제1 회전축과 평행한 제2 회전축을 중심으로 회전하는 제2 절삭 공구를 구비할 수 있다.
상기 이송 유닛은 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 복수의 이송용 팔레트(pallet)를 구비하고, 상기 복수의 이송용 팔레트는 순차적으로 상기 이젝트핀용 봉재가 안착된 상태로 상기 수치 제어 가공 유닛으로 진입하고, 상기 수치 제어 가공 유닛에서 작업이 완료되면 상기 수치 제어 가공 유닛에서 배출될 수 있다.
본 발명의 이젝트핀 자동 가공 장치는 이젝트핀용 봉재를 이젝트핀으로 가공하는데 필요한 작업을 상기 이젝트핀의 형상이 표현된 3차원 모델링 파일에 기초하여 자동으로 수행한다. 또한, 종래에 분산되었던 가공을 하나의 기계 시스템에서 통합하여 가공함으로써 대기 시간과 세팅 시간을 생략하게 되어 생산 속도가 대폭 향상된다. 따라서, 다종(多種) 소량의 이젝트핀도 빠르게 생산할 수 있다.
또한 본 발명은 이젝트핀 보디의 말단은 수치 제어 방식으로 절삭 가공하여 생산함으로써, 이젝트핀을 금형에 조립한 후에 추가적인 연마 작업을 할 필요가 없을 정도로 가공 정밀도가 우수한 이젝트핀을 자동으로 생산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이젝트핀 자동 가공 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 제2 이송용 로봇을 도시한 정면도이다.
도 3, 도 4, 및 도 5는 도 1의 이젝트핀 자동 가공 장치에 의해 이젝트핀용 봉재가 이젝트핀으로 가공되는 과정을 순차적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1의 이젝트핀 자동 가공 장치를 이용한 이젝트핀 자동 가공 방법을 순차적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 7, 도 8, 및 도 9은 도 1의 수치 제어 가공 유닛의 제1, 제2, 및 제3 변형예를 도시한 도면이다.
도 10는 도 9의 수치 제어 가공 유닛에 의해 가공된 이젝트핀의 헤드와, 상기 헤드에 끼워지는 회전 방지 핀(pin)을 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이젝트핀 자동 가공 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이젝트핀 자동 가공 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 제2 이송용 로봇을 도시한 정면도이고, 도 3, 도 4, 및 도 5는 도 1의 이젝트핀 자동 가공 장치에 의해 이젝트핀용 봉재가 이젝트핀으로 가공되는 과정을 순차적으로 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이젝트핀 자동 가공 장치(20)는 이젝트핀용 봉재(1)(도 3 참조)를 이젝트핀(10A)로 가공하는 장치로서, 봉재 카세트(30), 정렬 유닛(35), 절단 유닛(36), 수치 제어 가공 유닛(40), 검사 유닛(37), 이송 유닛, 및 제어 유닛(49)을 구비한다.
도 1 및 도 3을 함께 참조하면, 이젝트핀용 봉재(1)는 단면이 원형이며 일직선으로 연장된 보디(body)(6)와, 상기 보디(6)의 일 측 말단에 단면이 원형이며 보디(6)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 확장된 헤드(head)(2)를 구비한다. 이젝트핀용 봉재(1)는 절단 작업, 말단 절삭 작업, 회전 방지 가공 작업, 및 마크 각인 작업을 통해 이젝트핀(10A)으로 가공된다. 상기 절단 작업은 제작하고자 하는 이젝트핀(10A)의 길이에 맞춰서 보디(6)의 타 측 부분(7)을 절단하는 작업으로서, 상기 절단 유닛(36)이 상기 절단 작업을 수행한다. 상기 절단 작업은 상기 말단 절삭 작업보다 앞서서 수행된다.
도 1, 도 4, 및 도 5를 함께 참조하면, 상기 말단 절삭 작업은, 상기 타 측 부분(7)(도 3 참조)이 제거되고 남은 보디(6)의 타 측 말단(8)을 미리 설정된 형상으로 절삭 가공하는 작업이다. 여기서, 상기 미리 설정된 형상이란 금형의 캐비티(cavity)에서 성형되는 제품(미도시)의 외측면 형상에 대응되는 형상을 의미한다. 예를 들어 상기 성형 제품의 외측면 형상이 볼록하게 돌출된 형상이면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)을 절삭 가공한 말단 절삭면(9)은 상기 돌출된 형상에 대응되는 오목하게 파여진 형상이 된다.
상기 회전 방지 가공 작업은, 이젝트핀용 봉재(1)가 임의로 회전하지 않도록 헤드(2)를 가공하는 작업이다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 헤드(2)의 외주면 일부분을 편평면(3)이 되도록 편평하게 절삭하는 작업이 회전 방지 가공 작업에 해당될 수 있다. 또한, 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같이 헤드(2)의 외주면에 회전 방지용 핀(pin)(12)이 끼워지는 핀 홀(pin hole)(5)을 형성하는 작업도 회전 방지 가공 작업에 해당될 수 있다.
상기 마크 각인 작업은, 상기 헤드(2)에 이젝트핀(10A) 식별을 위한 마크(mark)(4)를 음각하여 새겨 넣는 작업이다. 통상적으로, 하나의 금형 내에 복수의 이젝트핀이 설치되기 때문에 상기 복수의 이젝트핀을 쉽게 식별하기 위해 예컨대, 아라비아 숫자와 같은 마크(4)가 새겨진다. 상기 마크(4)는 원통형인 헤드(2)의 두께 방향 말단의 편평면에 새겨진다. 상기 수치 제어 가공 유닛(40)이 상기 말단 절삭 작업, 회전 방지 가공 작업, 및 마크 각인 작업을 수행한다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 정렬 유닛(35)은 이젝트용 봉재(1)가 절단 유닛(36)에 의해 절단되기에 앞서서 이젝트용 봉재(1)의 외관을 측정하고 절단하기 적합한 자세로 정렬하는 유닛이다. 검사 유닛(37)은 절단 유닛(36) 및 수치 제어 가공 유닛(40)을 거치며 가공된 이젝트핀용 봉재(1)를 검사하여 양품 이젝트핀(10A)인지 불량품 이젝트핀(11)인지를 판별하는 유닛이다. 상기 양품 이젝트핀(10A)은 양품 선반(38)에 적치(積置)되고, 상기 불량품 이젝트핀(11)은 상기 양품 선반(38)과 공간적으로 분리 배치된 불량품 선반(39)에 적치된다.
이젝트핀용 봉재(1)는 보디(6)(도 3 참조)의 길이 및 직경에 따라 복수 종류로 분류될 수 있다. 봉재 카세트(30)는 복수 종류의 이젝트핀용 봉재(1)가 종류별로 구분하여 적치되는 카세트이다. 참조 번호 '32'는 서로 다른 종류의 이젝트핀용 봉재(1)가 섞이지 않고 적치되도록 공간을 나눠주는 격리벽이다. 이젝트핀용 봉재(1)에 수행되는 작업의 순서와 합치되게, 상기 봉재 카세트(30)의 하류에 정렬 유닛(35)이 배치되고, 상기 정렬 유닛(35)의 하류에 절단 유닛(36)이 배치되고, 상기 절단 유닛(36)의 하류에 수치 제어 가공 유닛(40)이 배치되고, 상기 수치 제어 가공 유닛(40)의 하류에 검사 유닛(37)이 배치되고, 상기 검사 유닛(37)의 하류에 양품 선반(38) 및 불량품 선반(39)이 배치된다. 도 1을 참조하면, 상기 봉재 카세트(30), 정렬 유닛(35), 절단 유닛(36), 수치 제어 가공 유닛(40), 검사 유닛(37), 양품 선반(38) 및 불량품 선반(39)은 X축 양(+)의 방향과 평행하게 일렬로 배치된다.
수치 제어 가공 유닛(40)은 수치 제어(numerical control) 방식으로 타 측 부분(7)(도 3 참조)이 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 이젝트핀(10A)으로 가공한다. 수치 제어 가공 유닛(40)은 베드(bed)(41), 지그(jig)(43, 44), 및 절삭 공구(45)를 구비한다. 베드(41)에는 상기 절단된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향이 수평 방향이 되도록, 구체적으로는 Y축과 평행하게 되도록 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 안착된다. 절삭 공구(45)는 베드(41)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 보디(6)의 타 측 말단(8) 주변에 배치되어 상기 타 측 말단(8)을 절삭 가공하는 공구이다. 상기 절삭 공구(45)는 예컨대, 밀링 커터(milling cutter)일 수 있다.
도 1에 도시되진 않았으나, 상기 절삭 공구(45)는 스핀들 모터(spindle motor)의 스핀들에 고정 지지되어 고속 회전할 수 있다. 상기 절삭 공구(45)의 회전축(MX1)은 베드(41)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향, 즉 Y축과 평행하다. 상기 지그(43, 44)는, 절삭 공구(45)가 베드(41)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 절삭 가공할 때 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 움직이지 않도록 고정시키는 것으로, 베드(41)에 설치된다.
이송 유닛은 이젝트핀용 봉재(1)를 상기 봉재 카세트(30)에서 정렬 유닛(35)으로, 정렬 유닛(35)에서 절단 유닛(36)으로, 절단 유닛(36)에서 수치 제어 가공 유닛(40)으로, 수치 제어 가공 유닛(40)에서 검사 유닛(37)으로 이송한다. 또한, 상기 이송 유닛은, 상기 검사 유닛(37)에서 검사하여 양품으로 판별된 이젝트핀(10A)을 양품 선반(38)으로 이송하고, 상기 검사 유닛(37)에서 검사하여 불량품으로 판별된 이젝트핀(11)을 불량품 선반(39)으로 이송한다.
상기 이송 유닛은, 봉재 카세트(30)와 수치 제어 가공 유닛(40) 사이에서 이젝트핀용 봉재(1)를 이송하는 제1 이송용 로봇(21A)과, 수치 제어 가공 유닛(40)과 양품 및 불량품 선반(38, 39) 사이에서 이젝트핀용 봉재(1)가 가공되어 형성된 양품 또는 불량품 이젝트핀(10A, 11)을 이송하는 제2 이송용 로봇(21B)을 구비한다. 제2 이송용 로봇(21B)은 X축과 평행하게 연장된 X축 레일(rail)(21), X축 레일(21)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 X축 레일(21)에 지지되며 Y축과 평행하게 연장된 Y축 레일(23B), Y축 레일(23B)을 따라 이동 가능하게 Y축 레일(23B)에 지지되며 Z축과 평행하게 연장된 로봇 보디(robot body)(25B), Z축과 평행한 회전축(RX2)을 중심으로 회전 가능하게 상기 로봇 보디(25B)의 하단에 결합 지지된 회전 암(arm)(27), 및 상기 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하는 그립퍼(gripper)(28)를 구비한다.
상기 제1 이송용 로봇(21A)도 제2 이송용 로봇(21B)와 마찬가지로, X축과 평행하게 연장된 X축 레일(21), X축 레일(21)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 X축 레일(21)에 지지되며 Y축과 평행하게 연장된 Y축 레일(23A), Y축 레일(23A)을 따라 이동 가능하게 Y축 레일(23A)에 지지되며 Z축과 평행하게 연장된 로봇 보디(25A), Z축과 평행한 회전축(RX1)을 중심으로 회전 가능하게 상기 로봇 보디(25A)의 하단에 결합 지지된 회전 암(미도시), 및 상기 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하는 그립퍼(미도시)를 구비한다.
상기 제1 이송용 로봇(21A)과 제2 이송용 로봇(21B)은 X축 레일(21)을 공유한다. 즉, 상기 X축 레일(21)은, 제1 이송용 로봇(21A)이 X축 방향으로 이동하는 경로로서뿐만 아니라, 제2 이송용 로봇(21B)이 X축 방향으로 이동하는 경로로서 사용된다. 한편, 상기 제1 및 제2 이송용 로봇(21A, 21B)에 파지되는 이젝트핀용 봉재(1)에는 가공되지 않은 이젝트핀용 봉재(1)뿐만 아니라, 절단 유닛(36) 및 수치 제어 가공 유닛(40)에 의해 가공된 이젝트핀용 봉재(1), 즉 양품인 이젝트핀(10A) 또는 불량품인 이젝트핀(11)도 포함된다.
제어 유닛(49)은 정렬 유닛(35), 절단 유닛(3), 수치 제어 가공 유닛(40), 검사 유닛(37), 및 이송 유닛, 즉 제1 및 제2 이송용 로봇(21A, 21B)의 동작을 제어한다. 제어 유닛(49)은 이젝트핀(10A)을 3차원 형상으로 구체화한 3차원 모델링 파일(3D modeling file)에 기초하여 절단 유닛(36) 및 수치 제어 가공 유닛(40)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 상기 제어 유닛(49)은 이젝트핀 자동 가공 장치(20)에 구비된 로컬 컴퓨터(local computer)일 수 있고, 상기 3차원 모델링 파일은 상기 로컬 컴퓨터에 설치된, 이젝트핀 가공용 소프트웨어(software), 예컨대, CAM(computer-aided manufacturing) 프로그램에 의해 처리될 수 있다. 상기 3차원 모델링 파일은 상기 로컬 컴퓨터에서 직접 작성될 수도 있고, 온라인(on-line) 연결된 서버(server)(15)로부터 다운로드(download)받을 수도 있다.
도 6은 도 1의 이젝트핀 자동 가공 장치를 이용한 이젝트핀 자동 가공 방법을 순차적으로 나타낸 플로우 차트이다. 이하에서, 도 1 및 도 6을 함께 참조하여 상기 이젝트핀 자동 가공 장치(20)에 의한 이젝트핀(10A) 가공 작업의 일 예를 순차적으로 설명한다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 이젝트핀 가공 방법은, 이젝트핀 3차원 모델링 단계(S10), 최적 이젝트핀용 봉재 선택 단계(S20), 이젝트핀용 봉재 정렬 단계(S30), 이젝트핀용 봉재 절단 단계(S40), 수치 제어 가공 단계(S50), 및 이젝트핀 검사 단계(S60)를 구비한다.
상기 이젝트핀 3차원 모델링 단계(S10)는 특정된 이젝트핀(10A)의 형상을 3차원 모델링 소프트웨어를 이용하여 구체화하는 작업으로서, 이 단계(S10)는 이젝트핀 자동 가공 장치(20)에서 수행되지 않을 수 있다. 상기 특정 이젝트핀(10A)의 형상을 구체화한 3차원 모델링 파일이 제어 유닛(49)에 업로드(upload)되고, 상기 제어 유닛(49)에 설치된 이젝트핀 가공용 소프트웨어에 의해 처리되면, 제어 유닛(49)이 이젝트핀 자동 가공 유닛(20)에 속한 유닛들을 제어하기 시작한다.
상기 최적 이젝트핀용 봉재 선택 단계(S20)는 제어 유닛(49)에 의해 동작 제어되는 제1 이송용 로봇(21A)에 의해 수행되는 단계로서, 상기 3차원 모델링 파일에서 표현된 이젝트핀(10A)을 구현하기에 가장 적합한 종류의 이젝트핀용 봉재(1)를 봉재 카세트(30)에서 파지하고 빼내는 것이다. 상술한 바와 같이, 봉재 카세트(30)에는 보디(6)의 직경과 길이에 따라 다양한 종류의 이젝트핀용 봉재(1)가 격리벽(32)으로 구분된 칸마다 적치되어 있다. 제1 이송용 로봇(21A)은 상기 다양한 종류의 이젝트핀용 봉재(1) 중에서, 상기 특정 이젝트핀(10A)의 보디(body) 직경과 같은 보디(6) 직경을 가지며 상기 특정 이젝트핀(10A)의 보디 길이보다 약간 긴 보디(6) 길이를 갖는 이젝트핀용 봉재(1)를 픽업(pick-up)한다. 상기 제1 이송용 로봇(21A)은 픽업한 이젝트핀용 봉재(1)를 정렬 유닛(35)까지 이송한다.
상기 이젝트핀용 봉재 정렬 단계(S30)는 제어 유닛(49)에 의해 동작 제어되는 정렬 유닛(35)에 의해 수행되는 단계로서, 상기 이젝트핀용 봉재(1)를 절단하기에 앞서 정렬하는 것이다. 상기 제1 이송용 로봇(21A)은 정렬된 이젝트핀용 봉재(1)를 다시 픽업하여 절단 유닛(36)까지 이송한다. 상기 이젝트핀용 봉재 절단 단계(S40)는 제어 유닛(49)에 의해 동작 제어되는 절단 유닛(36)에 의해 수행되는 단계로서, 상술한 바와 같이 보디(6)의 타 측 부분(7)(도 3 참조)을 절단하는 것이다.
상기 수치 제어 가공 단계(S50)는 제어 유닛(49)에 의해 동작 제어되는 수치 제어 가공 유닛(40)에 의해 수행되는 단계로서, 말단 절삭 단계(S51)와, 회전 방지 가공 단계(S52)와, 마크 식각 단계(S53)를 포함한다. 상기 말단 절삭 단계(S51)는 상술한 말단 절삭 작업을 수행하는 단계이고, 상기 회전 방지 가공 단계(S52)는 상술한 회전 방지 가공 작업을 수행하는 단계이고, 상기 마크 식각 단계(S53)는 상술한 마크 식각 작업을 수행하는 단계이다.
부연하면, 상기 제1 이송용 로봇(21A)은 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 다시 파지하고 이송하여 수치 제어 가공 유닛(40)의 베드(41)에 안착시킨다. 이때 보디(6)의 타 측 말단(8)이 절삭 공구(45) 측을 향하도록 이젝트핀용 봉재(1)를 베드(41)에 안착시킨다. 지그(43, 44)는 상기 베드(41)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 움직이지 않도록 고정시킨다. 절삭 공구(45)는 제어 유닛(49)의 동작 제어에 의해 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)을 금형(미도시)에서 성형되는 제품의 외측면 형상에 대응되는 형상으로 정밀 절삭 가공한다. 즉, 말단 절삭 작업이 수행된다. 구체적으로, 절삭 공구(45)가 상기 회전축(MX1)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 및 Y축과 평행한 방향으로 미세 이동하여 상기 타 측 말단(8)을 정밀하게 절삭한다.
상기 타 측 말단(8)의 절삭이 완료되면 즉, 말단 절삭 단계(S51)가 완료되면, 상기 지그(43, 44)에 의한 이젝트핀용 봉재(1) 고정(locking)이 해제되고, 제1 이송용 로봇(21A)이 상기 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하고 Z축과 평행한 회전축(RX1)을 중심으로 180°회전시킨다. 그리고, 제1 이송용 로봇(21A)은 상기 이젝트핀용 봉재(1)를 다시 베드(41)에 안착시킨다. 따라서, 이젝트핀용 봉재(1)의 헤드(2)가 절삭 공구(45) 측을 향하도록 이젝트핀용 봉재(1)가 베드(41)에 안착된다.
지그(43, 44)는 상기 베드(41)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 움직이지 않도록 다시 고정시키고, 절삭 공구(45)는 제어 유닛(49)의 동작 제어에 의해 상기 헤드(2)에 회전 방지 가공 작업과 마크 각인 작업을 수행한다. 이에 따라 상기 헤드(2)에 편평면(3)과 식별 마크(4)(도 5 참조)가 형성된다. 상기 말단 절삭 작업과 마찬가지로, 회전 방지 가공 작업과 마크 각인 작업에서도 절삭 공구(45)가 상기 회전축(MX1)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 및 Y축과 평행한 방향으로 미세 이동하여 헤드(2)를 정밀하게 절삭한다. 상기 헤드(2)의 절삭이 완료되면 즉, 회전 방지 가공 단계(S52) 및 마크 식각 단계(S53)가 완료되면, 상기 지그(43, 44)에 의한 이젝트핀용 봉재(1) 고정(locking)이 해제되고, 제2 이송용 로봇(21B)이 상기 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하고 Z축과 평행한 회전축(RX2)을 중심으로 다시 180°회전시킨다.
다음으로, 제2 이송용 로봇(21B)은 파지한 이젝트핀용 봉재(1)를 검사 유닛(37)까지 이송한다. 상기 이젝트핀 검사 단계(S60)는 상기 제어 유닛(49)에 의해 동작 제어되는 검사 유닛(37)에 의해 수행되는 단계로서, 상술한 바와 같이 수치 제어 가공 유닛(40)에서 가공된 후 배출된 이젝트핀용 봉재(1)가 양품 이젝트핀(10A)에 속하는지 불량품 이젝트핀(11)에 속하는지 판단하는 것이다. 검사 유닛(37)에서 양품 이젝트핀(10A)으로 판별되면, 제2 이송용 로봇(21B)이 상기 양품 이젝트핀(10A)을 픽업하여 양품 선반(38)까지 이송하여 적치한다. 반면, 검사 유닛(37)에서 불량품 이젝트핀(11)으로 판별되면, 제2 이송용 로봇(21B)이 상기 불량품 이젝트핀(11)을 픽업하여 불량품 선반(39)까지 이송하여 적치한다.
도 7, 도 8, 및 도 9은 도 1의 수치 제어 가공 유닛의 제1, 제2, 및 제3 변형예를 도시한 도면이고, 도 10는 도 9의 수치 제어 가공 유닛에 의해 가공된 이젝트핀의 헤드와, 상기 헤드에 끼워지는 회전 방지 핀(pin)을 도시한 사시도이다. 도 7에 도시된 수치 제어 가공 유닛(50)은 도 1에 도시된 수치 제어 가공 유닛(40)을 대체하여 상기 이젝트핀 자동 가공 장치(20)에 구비될 수 있다. 도 7을 참조하면, 상기 제1 변형예에 따른 수치 제어 가공 유닛(50)은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 말단 절삭 작업, 회전 방지 가공 작업, 및 마크 각인 작업을 수행한다. 수치 제어 가공 유닛(50)은 수치 제어(numerical control) 방식으로 타 측 부분(7)(도 3 참조)이 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 이젝트핀(10A)으로 가공한다. 수치 제어 가공 유닛(50)은 베드(bed)(51), 지그(jig)(53, 54), 및 절삭 공구(55)를 구비한다.
상기 베드(51)는 Z축과 평행하고, 상기 베드(51)의 중앙을 가상으로 관통하는 회전축(RX3)을 중심으로 회전 가능하다. 베드(51)에는 상기 절단된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향이 수평 방향이 되도록, 구체적으로는 Y축과 평행하게 되도록 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 안착된다. 절삭 공구(55)는 베드(51)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 보디(6)의 타 측 말단(8) 주변에 배치된다. 상기 절삭 공구(55)는 예컨대, 밀링 커터(milling cutter)일 수 있다. 상기 절삭 공구(55)는 스핀들 모터(spindle motor)의 스핀들(미도시)에 고정 지지되어 고속 회전할 수 있다. 상기 절삭 공구(55)의 회전축(MX2)은 베드(51)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향, 즉 Y축과 평행하다. 상기 지그(53, 54)는, 절삭 공구(55)가 베드(51)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 절삭 가공할 때 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 움직이지 않도록 고정시키는 것으로, 베드(51)에 설치된다. 제1 지그(53)는 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)에 가까운 부분을 고정(locking)하고, 제2 지그(54)는 헤드(2)에 가까운 보디(6)의 일 측 부분을 고정한다.
제1 이송용 로봇(21A)이 절단 유닛(36)(도 1 참조)에서 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하고 이송하여 수치 제어 가공 유닛(50)의 베드(51)에 안착시킨다. 이때 보디(6)의 타 측 말단(8)이 절삭 공구(55) 측을 향하도록 이젝트핀용 봉재(1)를 베드(51)에 안착시킨다. 제1 및 제2 지그(53, 54)는 상기 베드(51)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 움직이지 않도록 고정시키고, 절삭 공구(55)는 제어 유닛(49)(도 1 참조)의 동작 제어에 의해 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)을 금형(미도시)에서 성형되는 제품의 외측면 형상에 대응되는 형상으로 정밀 절삭 가공한다. 즉, 말단 절삭 작업을 수행한다. 구체적으로, 절삭 공구(55)가 상기 회전축(MX2)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 및 Y축과 평행한 방향으로 미세 이동하여 상기 타 측 말단(8)을 정밀하게 절삭한다.
상기 타 측 말단(8)의 절삭이 완료되면, 베드(51)가 이점쇄선으로 된 화살표(AR)를 따라 180° 회전한다. 이에 따라, 이젝트핀용 봉재(1)의 헤드(2)가 절삭 공구(55) 측을 향하게 된다. 절삭 공구(55)는 다시 제어 유닛(49)의 동작 제어에 의해 상기 헤드(2)에 회전 방지 가공 작업과 마크 각인 작업을 수행한다. 이에 따라 상기 헤드(2)에 편평면(3)과 식별 마크(4)(도 5 참조)가 형성된다. 상기 말단 절삭 작업과 마찬가지로, 회전 방지 가공 작업과 마크 각인 작업에서도 절삭 공구(55)가 상기 회전축(MX2)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 및 Y축과 평행한 방향으로 미세 이동하여 헤드(2)를 정밀하게 절삭한다.
상기 헤드(2)의 절삭이 완료되면, 베드(51)가 이점쇄선으로 된 화살표(AR)를 따라 종전과 반대 방향으로 180° 회전한다. 이에 따라, 보디(6)의 말단 절삭면(9)(도 4 참조)이 다시 절삭 공구(55) 측을 향하게 된다. 이어서, 상기 지그(53, 54)에 의한 이젝트핀용 봉재(1) 고정(locking)이 해제되고, 제2 이송용 로봇(21B)이 상기 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하여 검사 유닛(37)으로 이송한다.
도 8에 도시된 수치 제어 가공 유닛(60)은 도 1에 도시된 수치 제어 가공 유닛(40)을 대체하여 상기 이젝트핀 자동 가공 장치(20)에 구비될 수 있다. 도 8을 참조하면, 상기 제2 변형예에 따른 수치 제어 가공 유닛(60)은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 말단 절삭 작업, 회전 방지 가공 작업, 및 마크 각인 작업을 수행한다. 수치 제어 가공 유닛(60)은 수치 제어(numerical control) 방식으로 타 측 부분(7)(도 3 참조)이 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 이젝트핀(10A)으로 가공한다. 수치 제어 가공 유닛(60)은 베드(bed)(61), 지그(jig)(63, 64), 제1 절삭 공구(65), 및 제2 절삭 공구(67)를 구비한다.
베드(61)에는 상기 절단된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향이 수평 방향이 되도록, 구체적으로는 Y축과 평행하게 되도록 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 안착된다. 제1 절삭 공구(65)는 베드(61)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 보디(6)의 타 측 말단(8) 주변에 배치된다. 제1 절삭 공구(65)는 예컨대, 밀링 커터(milling cutter)일 수 있다. 제1 절삭 공구(65)는 제1 스핀들 모터(spindle motor)의 스핀들(미도시)에 고정 지지되어 고속 회전할 수 있다. 상기 제1 절삭 공구(65)의 회전축(MX3), 즉 제1 회전축은 베드(61)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향, 다시 말해 Y축과 평행하다.
제2 절삭 공구(67)는 베드(61)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 헤드(2) 주변에 배치된다. 제2 절삭 공구(67)는 예컨대, 제1 절삭 공구(65)와 마찬가지로 밀링 커터일 수 있다. 제2 절삭 공구(67)는 상기 제1 스핀들 모터와 별개인 제2 스핀들 모터(spindle motor)의 스핀들(미도시)에 고정 지지되어 고속 회전할 수 있다. 상기 제2 절삭 공구(67)의 회전축(MX4), 즉 제2 회전축은 제1 회전축(MX3)과 평행하다.
상기 지그(63, 64)는, 제1 절삭 공구(65)와 제2 절삭 공구(67)가 베드(61)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 절삭 가공할 때 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 움직이지 않도록 고정시키는 것으로, 베드(61)에 설치된다. 제1 지그(63)는 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)에 가까운 부분을 고정(locking)하고, 제2 지그(64)는 헤드(2)에 가까운 보디(6)의 일 측 부분을 고정한다.
제1 이송용 로봇(21A)이 절단 유닛(36)(도 1 참조)에서 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하고 이송하여 수치 제어 가공 유닛(60)의 베드(61)에 안착시킨다. 이때 보디(6)의 타 측 말단(8)이 제1 절삭 공구(65) 측을 향하고 헤드(2)가 제2 절삭 공구(67) 측을 향하도록 이젝트핀용 봉재(1)를 베드(61)에 안착시킨다. 제1 및 제2 지그(63, 64)는 상기 베드(61)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 움직이지 않도록 고정시킨다.
제1 절삭 공구(65)는 제어 유닛(49)(도 1 참조)의 동작 제어에 의해 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)을 금형(미도시)에서 성형되는 제품의 외측면 형상에 대응되는 형상으로 정밀 절삭 가공한다. 즉, 말단 절삭 작업을 수행한다. 구체적으로, 제1 절삭 공구(65)가 상기 제1 회전축(MX3)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 및 Y축과 평행한 방향으로 미세 이동하여 상기 타 측 말단(8)을 정밀하게 절삭하여 말단 절삭면(9)(도 4 참조)이 형성된다.
제2 절삭 공구(67)는 제어 유닛(49)의 동작 제어에 의해 상기 헤드(2)에 회전 방지 가공 작업과 마크 각인 작업을 수행한다. 이에 따라 상기 헤드(2)에 편평면(3)과 식별 마크(4)(도 5 참조)가 형성된다. 상기 말단 절삭 작업과 마찬가지로, 회전 방지 가공 작업과 마크 각인 작업에서도 제2 절삭 공구(67)가 상기 제2 회전축(MX4)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 및 Y축과 평행한 방향으로 미세 이동하여 헤드(2)를 정밀하게 절삭한다.
제1 절삭 공구(65)와 제2 절삭 공구(67)가 동시에 동작하여 보디(6)의 타 측 말단(8)에 대한 절삭 가공, 및 헤드(2)에 대한 절삭 가공이 동시에 수행되므로, 수치 제어 가공 유닛(60)에서의 가공 소요 시간이 단축되고, 이젝트핀(10A) 제조 작업의 생산성이 더욱 향상되는 효과가 있다. 상기 헤드(2)의 절삭이 완료되면 상기 지그(63, 64)에 의한 이젝트핀용 봉재(1) 고정(locking)이 해제되고, 제2 이송용 로봇(21B)이 상기 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하여 검사 유닛(37)으로 이송한다.
도 9에 도시된 수치 제어 가공 유닛(70)은 도 1에 도시된 수치 제어 가공 유닛(40)을 대체하여 상기 이젝트핀 자동 가공 장치(20)에 구비될 수 있다. 도 9 및 도 10를 함께 참조하면, 상기 제3 변형예에 따른 수치 제어 가공 유닛(70)은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 말단 절삭 작업, 회전 방지 가공 작업, 및 마크 각인 작업을 수행한다. 수치 제어 가공 유닛(70)은 수치 제어(numerical control) 방식으로 타 측 부분(7)(도 3 참조)이 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 이젝트핀(10A)으로 가공한다. 수치 제어 가공 유닛(70)은 베드(bed)(71), 지그(jig)(73, 74), 제1 절삭 공구(75), 제2 절삭 공구(77), 및 레이저 가공기(79)를 구비한다.
베드(71)에는 상기 절단된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향이 수평 방향이 되도록, 구체적으로는 Y축과 평행하게 되도록 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 안착된다. 제1 절삭 공구(75)는 베드(61)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 보디(6)의 타 측 말단(8) 주변에 배치된다. 제1 절삭 공구(75)는 예컨대, 밀링 커터(milling cutter)일 수 있다. 제1 절삭 공구(75)는 제1 스핀들 모터(spindle motor)의 스핀들(미도시)에 고정 지지되어 고속 회전할 수 있다. 상기 제1 절삭 공구(75)의 회전축(MX5), 즉 제1 회전축은 베드(71)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향, 다시 말해 Y축과 평행하다.
제2 절삭 공구(77)는 베드(71)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)의 헤드(2) 주변에 배치된다. 제2 절삭 공구(77)는 헤드(2)의 외주면에 회전 방지용 핀(12)이 끼워지는 핀 홀(5)을 형성하기 위한 드릴(drill)일 수 있다. 제2 절삭 공구(77)는 상기 제1 스핀들 모터와 별개인 제2 스핀들 모터의 스핀들(미도시)에 고정 지지되어 고속 회전할 수 있다. 상기 제2 절삭 공구(77)의 회전축(DX), 즉 제2 회전축은 제1 회전축(MX5)에 직교하고 수직 방향, 즉 Z축에도 직교한다. 다시 말해, 상기 제2 회전축(DX)은 X축과 평행하다. 레이저 가공기(79)는 베드(71)에 안착된 이젝트핀용 봉재 헤드(2)의 두께 방향 말단의 편평면에 레이저(laser)(LX)를 조사하여 이젝트핀 식별용 마크(4)를 각인한다.
상기 지그(73, 74)는, 제1 절삭 공구(75), 제2 절삭 공구(77), 및 레이저 가공기(79)가 베드(71)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 절삭 가공할 때 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 움직이지 않도록 고정시키는 것으로, 베드(71)에 설치된다. 제1 지그(73)는 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)에 가까운 부분을 고정(locking)하고, 제2 지그(74)는 헤드(2)에 가까운 보디(6)의 일 측 부분을 고정한다.
제1 이송용 로봇(21A)이 절단 유닛(36)(도 1 참조)에서 절단된 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하고 이송하여 수치 제어 가공 유닛(70)의 베드(71)에 안착시킨다. 이때 보디(6)의 타 측 말단(8)이 제1 절삭 공구(75) 측을 향하고, 헤드(2)가 레이저 가공기(79)를 향하도록 이젝트핀용 봉재(1)를 베드(71)에 안착시킨다. 제1 및 제2 지그(73, 74)는 상기 베드(71)에 안착된 이젝트핀용 봉재(1)를 움직이지 않도록 고정시킨다.
제1 절삭 공구(75)는 제어 유닛(49)(도 1 참조)의 동작 제어에 의해 상기 보디(6)의 타 측 말단(8)을 금형(미도시)에서 성형되는 제품의 외측면 형상에 대응되는 형상으로 정밀 절삭 가공한다. 즉, 말단 절삭 작업을 수행한다. 구체적으로, 제1 절삭 공구(75)가 상기 제1 회전축(MX5)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 및 Y축과 평행한 방향으로 미세 이동하여 상기 타 측 말단(8)을 정밀하게 절삭하여 말단 절삭면(9)(도 4 참조)이 형성된다.
제2 절삭 공구(77)는 제어 유닛(49)의 동작 제어에 의해 상기 헤드(2)에 회전 방지 가공 작업을 수행한다. 부연하여, 제2 절삭 공구(77), 즉 드릴이 상기 제2 회전축(DX)을 중심으로 고속 회전하면서 X축 음(-)의 방향과 평행하게 진행하여 핀 홀(5)을 형성하고, 반대 방향으로 진행하여 상기 헤드(2)에서 이격된다. 레이저 가공기(79)는 제어 유닛(49)의 동작 제어에 의해 상기 헤드(2)에 레이저(LX)를 조사하여 마크 각인 작업을 수행하고, 이에 따라 상기 헤드(2)에 식별 마크(4)가 형성된다.
제1 절삭 공구(75), 제2 절삭 공구(77), 및 레이저 가공기(79)가 동시에 동작하여 말단 절삭 작업, 회전 방지 가공 작업, 및 마크 각인 작업이 동시에 수행되므로, 도 8에 도시된 수치 제어 가공 유닛(60)의 경우보다 도 9에 도시된 수치 제어 가공 유닛(70)에서의 가공 소요 시간이 단축되고, 이젝트핀(10A) 제조 작업의 생산성이 더욱 향상되는 효과가 있다. 상기 헤드(2)의 절삭이 완료되면 상기 지그(73, 74)에 의한 이젝트핀용 봉재(1) 고정(locking)이 해제되고, 제2 이송용 로봇(21B)이 상기 이젝트핀용 봉재(1)를 파지하여 검사 유닛(37)으로 이송한다.
한편, 도면에 도시되진 않았으나, 본 발명의 이젝트핀 자동 가공 장치는 이송 유닛으로 제1 및 제2 이송용 로봇(21A, 21B)을 대신하여 소위 'APC(auto pallet changer)'를 구비할 수도 있다. 부연하면, 상기 이송 유닛은 이젝트핀용 봉재(1)의 길이 방향이 Z축과 직교하는 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 안착되는 복수의 이송용 팔레트(pallet)를 구비할 수 있다. 제어 유닛의 동작 제어를 통하여 상기 복수의 이송용 팔레트는 순차적으로 상기 이젝트핀용 봉재(1)가 안착된 상태로 수치 제어 가공 유닛으로 진입하고, 상기 수치 제어 가공 유닛에서 작업이 완료되면 상기 수치 제어 가공 유닛에서 배출된다. 하나의 이송용 팔레트가 수치 제어 가공 유닛에서 배출되면, 새로운 이젝트핀용 봉재(1)가 안착된 후순위의 이송용 팔레트가 상기 수치 제어 가공 유닛으로 진입한다. 만약, 이송 유닛이 상기 이송용 팔레트를 한 쌍만 구비한다면, 상기 한 쌍의 이송용 팔레트는 교번하여 상기 수치 제어 가공 유닛으로 진입하고 배출될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 이젝트핀용 봉재 10A, 10B: 이젝트핀
20: 이젝트핀 자동 가공 장치 21A, 21B: 이송용 로봇
30: 봉재 카세트 38, 39: 양품, 불량품 선반
40: 수치 제어 가공 유닛 45: 절삭 공구

Claims (10)

  1. 단면이 원형이며 일직선으로 연장된 보디(body)와 상기 보디의 일 측 말단에 단면이 원형이며 상기 보디의 직경보다 큰 직경을 갖도록 확장된 헤드(head)를 구비한 이젝트핀용 봉재(rod material)를 이젝트핀으로 가공하는 장치로서,
    상기 이젝트핀의 길이에 맞춰서 상기 보디의 타 측 부분을 절단하는 절단 유닛; 수치 제어(numerical control) 방식으로 상기 절단된 이젝트핀용 봉재를 이젝트핀으로 가공하는 유닛으로, 상기 보디의 타 측 말단을 미리 설정된 형상으로 절삭 가공하는 말단 절삭 작업, 상기 이젝트핀용 봉재가 임의로 회전하지 않도록 상기 헤드를 가공하는 회전 방지 가공 작업, 및 상기 헤드에 이젝트핀 식별을 위한 마크(mark)를 새겨 넣는 마크 각인 작업을 수행하는 수치 제어 가공 유닛; 상기 이젝트핀용 봉재를 상기 절단 유닛에서 상기 수치 제어 가공 유닛으로 이송하고, 상기 수치 제어 가공 유닛에서 가공된 이젝트핀을 상기 수치 제어 가공 유닛의 외부로 배출시키는 이송 유닛; 및, 상기 절단 유닛, 상기 수치 제어 가공 유닛, 및 상기 이송 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛;을 구비하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 이젝트핀을 3차원 형상으로 구체화한 3차원 모델링 파일(3D modeling file)에 기초하여 상기 절단 유닛 및 상기 수치 제어 가공 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이송 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 파지하고 수평 방향 및 수직 방향으로 이동시키는 이송용 로봇(transfer robot)을 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 이젝트핀용 봉재는 보디의 길이 및 직경에 따라 복수 종류가 준비되고,
    상기 이젝트핀 자동 가공 장치는, 상기 복수 종류의 이젝트핀용 봉재가 종류 별로 구분하여 적치(積置)되는 봉재 카세트;를 더 구비하고,
    상기 이송용 로봇은, 상기 3차원 모델링 파일에서 표현된 이젝트핀를 구현하기에 가장 적합한 종류의 이젝트핀용 봉재를 상기 봉재 카세트에서 파지하고 빼내는 작업을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 및 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 하나의 절삭 공구를 구비하고,
    상기 절삭 공구가 상기 보디의 타 측 말단 및 헤드 중 하나에 절삭 작업을 수행한 후에 상기 이송용 로봇은 상기 이젝트핀용 봉재를 파지하고 수직 방향의 회전축을 중심으로 180° 회전시켜 다시 상기 베드에 안착시키며, 그 이후에 상기 절삭 공구가 다시 상기 타 측 말단 및 헤드 중 다른 하나에 절삭 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 및 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 하나의 절삭 공구를 구비하고,
    상기 절삭 공구가 상기 보디의 타 측 말단 및 헤드 중 하나에 절삭 작업을 수행한 후에 상기 베드가 수직 방향의 회전축을 중심으로 180° 회전하고, 그 이후에 상기 절삭 공구가 다시 상기 타 측 말단 및 헤드 중 다른 하나에 절삭 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 상기 보디의 타 측 말단을 절삭 가공하는 절삭 공구로서 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 제1 회전축을 중심으로 회전하는 제1 절삭 공구, 및 상기 헤드를 절삭 가공하는 절삭 공구로서 상기 제1 회전축 및 수직 방향과 직교하는 제2 회전축을 중심으로 회전하는 제2 절삭 공구를 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 절삭 공구는 드릴(drill)이고,
    상기 회전 방지 가공 작업은 상기 드릴로 상기 헤드의 외주면에 회전 방지용 핀(pin)이 끼워지는 핀 홀(hole)을 형성하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  8. 제4 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 마크 각인 작업을 수행하기 위하여 상기 헤드에 레이저(laser)를 조사하는 레이저 가공기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 수치 제어 가공 유닛은, 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 베드(bed), 상기 말단 절삭 작업을 수행하는 절삭 공구로서, 상기 베드에 안착된 이젝트핀용 봉재의 길이 방향과 평행한 제1 회전축을 중심으로 회전하는 제1 절삭 공구, 및 상기 회전 방지 가공 작업 및 마크 각인 작업을 수행하는 절삭 공구로서, 상기 제1 회전축과 평행한 제2 회전축을 중심으로 회전하는 제2 절삭 공구를 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 상기 이젝트핀용 봉재의 길이 방향이 수평 방향이 되도록 상기 이젝트핀용 봉재가 안착되는 복수의 이송용 팔레트(pallet)를 구비하고,
    상기 복수의 이송용 팔레트는 순차적으로 상기 이젝트핀용 봉재가 안착된 상태로 상기 수치 제어 가공 유닛으로 진입하고, 상기 수치 제어 가공 유닛에서 작업이 완료되면 상기 수치 제어 가공 유닛에서 배출되는 것을 특징으로 하는 이젝트핀 자동 가공 장치.
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