KR820000940B1 - 절삭 깊이를 조절하는 제어장치를 지니는 밀링머신 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

절삭 깊이를 조절하는 제어장치를 지니는 밀링머신

제1도는 밀링머신의 개략적인 측면도.

제2도는 제1도의 공작물 두께측정장치의 입단면도.

제3a도 및 제3b도는 밀링머신의 제어장치의 회로도.

본 발명은 밀링머신, 특히 슬라브와 같은 형태의 긴 금속공작물의 양쪽면중 적어도 하나의 면을 밀링 가공하는데 사용되는 밀링머신에 관한 것이다.

특히 동(銅) 공작물의 제조에 있어서, 공작물을 압연기에서 압연하기 전에 그 양쪽면으로부터 스케일(scale)등을 제거하기 위하여 그 양쪽면을 밀링 가공할 필요가 있다. 만약 이러한 불순물을 제거하지 않으면 계속 압연작업을 할 때 공작물 속에 들어가서 공작물의 품질을 떨어뜨린다.

이러한 밀링머신에서는 공작물이 커터와 지지로울러 또는 소위 평평한 슬라이드판으로 부르는 지지부재 사이로 이송되는 것이 보통이다. 커터는 공작물의 한쪽면에 작용하고, 커터의 간격, 즉 커터와 지지부재 사이의 간격을 커터의 작용을 받은 후의 공작물의 두께를 결정한다. 공작물의 양쪽면을 모두 가공하는 것이 필요하므로 공작물의 한쪽면이 가공된 후에는 다른 한쪽면을 가공하기 위해서 비슷한 또 하나의 두 번째 밀링머신에 이송되거나 커터가 다른 한 쪽면의 필요한 양만큼의 재료를 밀링 가공하도록 조절된 후에 뒤집혀서 다시 같은 밀링머신으로 이송된다.

밀링머신은 공작물이 기계를 통과하는 이동방향으로 한쌍의 커터를 갖고 있으며 각각의 커터는 지지부재를 지니고 있어서 공작물이 기계를 한번 통과하는 동안에 공작물의 양쪽면 모두가 밀링 가공된다.

이러한 커터는 원주에 절단날을 지니는 원통형이거나 밀링 가공되는 공작물의 표면과 직각인 축에서 작동하는 정면 밀링커터(face milling cutter)이다. 또는, 이러한 커터는 공작물의 표면을 가로질러 이동하는 플레이너 날(planar blade)의 형태일 수도 있다.

커터가 원통형이면, 한쌍의 커터를 대향하게 설치하여 각각의 커터가 다른 커터에 대해서 지지부재로서 작용하기 때문에 지지로울러가 필요하지 않다. 2개의 커터사이의 간격은 공작물의 두께를 결정한다. 이러한 밀링머신에서는, 공작물의 양쪽면이 일정한 두께를 지니는 공작물로 기계가공되도록 커터사이 또는 커터와 지지부재사이의 간격을 고정시켜 놓는 것이 통상적이었다. 이러한 기계의 운전은 밀링머신으로 들어가는 공작물의 두께가 일정할 때만 만족스럽다. 예를 들어서 두께가 두꺼워지는 것과 같이 두께가 변화하면, 표면으로부터 제거되는 재료의 양도 일정한 두께의 공작물을 생산하기 위해서 증가한다. 이러한 배치로서는 공작물의 표면으로부터 제거되는 양이 필요이상으로 많아져서 재료가 낭비된다. 그러나, 만약 공작물의 두께가 얇으면 스케일 모두가 공작물의 표면으로부터 제거되지 않는 경우가 종종 발생하여서 압연한뒤에 좋지 못한 제품이 생산된다.

더우기, 절삭깊이가 변화하면 절삭깊이가 일정하게 유지되는 경우보다도 커터의 날이 훨씬 빨리 마모하게 된다.

본 발명의 목적은 이러한 난점을 해결하는 제어수단을 지니는 밀링머신을 제공하는 것이다.

본 발명의 첫 번째 특징에 따르면, 밀링머신은 긴 공작물을 그 길이의 방향으로 통로를 따라 안내하는 장치와 통로의 한쪽측면에 위치한 커터와 통로의 다른 측면에 위치한 지지부재 및 절삭 간격을 조절하는 장치를 지니며, 상기 커터는 통로를 따라 안내되는 긴 공작물의 한쪽면에 작용하도록 배치되어 있으며, 커터와 지지부재가 함께 절삭간격(Cutter gap)을 제공하고 있으며, 커터의 전방의 공작물의 두께를 나타내는 전기신호를 발생시키는 수단이 제공되고 상기 전기신호에 응답하는 제어장치가 커터의 전방의 공작물의 두께의 변화에 관계없이 공작물의 표면에 필요한 절삭깊이를 제공하도록 절삭간격을 조절하는데 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 두 번째 특징에 의하면, 밀링머신은 긴 공작물을 그 길이의 방향으로 통로를 따라 안내하는 수단과 통로 양측에 위치하고 통로를 따라 안내되는 긴 공작물의 양쪽면 각각에 작용하게 배치된 한쌍의 커터를 지니고 있으며, 각각의 커터는 기계가공된 후의 공작물의 두께를 나타내는 전기신호를 발생시키는 수단을 지니고 커터와 제어수단의 전방의 공작물의 두께를 나다내는 전기신호를 발생시키는 장치가 제공되며 제어수단이 상기의 전기적 신호에 응답하여 공작물의 두께의 변화에 관계없이 각각의 표면에 절삭깊이를 제공하도록 커터와 상기 표면사이의 상대적인 위치이동을 이루게 하는데 사용되는 것을 특징으로 한다.

한쌍의 커터를 지니는 밀링머신에서는, 조작자가 양쪽면중 각각에 요구되는 절삭깊이에 관계되는 정보를 기계에 설정하면 제어장치는 양쪽면에 소정깊이의 절삭을 형성하도록 자동적으로 커터를 세트(set)시킨다. 만약 밀링머신속으로 들어가는 공작물의 두께가 변하더라도, 제어수단은 밀링머신속으로 들어가는 공작물의 두께의 변화에 관계없이 필요한 절삭깊이를 제공하도록 커터와 표면사이의 상대적인 위치를 조절한다.

밀링머신속으로 들어가는 공작물의 두께의 변화는 대개 비교적 천천히 발생한다는 사실에 비추어볼때, 커터를 연속적으로 조절해줄 필요는 없으며 본 발명의 한 실시예에서는 밀링머신속으로 들어가는 공작물의 두께는 일정한 시간 간격을 두고 측정하여 공작물의 두께를 나타내는 전기신호는 다음번 측정이 이루어질 때까지 유지된다.

본 발명이 좀더 이해되도록 실시예로서 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.

제1도를 참조하면, 슬라브형태의 긴 금속 공작물을 밀링 가공하기 위한 밀링머신이 인입단에 설치된 종래의 로울러 플래트닝 장치(roller flattening machine)(1)를 갖는다. 한쌍의 회전 커터(2)(4)가 밀링머신을 통과하는 통로의 양편에 위치된다. 피동 핀치로울(6)(8)(10) 및 (12)의 각 쌍이 플래트너(flattener)로부터 밀링속으로 들어가는 공작물을 통로 따라서 안내하도록 위치되어 있어서 공작물의 상면과 하면이 각각의 회전 커터에 의해서 가공될 수 있다. 커터(2)는 통로위에 위치된 지지로울러(14)를 지니며 커터(4)는 통로아래에 위치된 지지로울러(16)를 지닌다.

커터(2)와 그 지지로울러(14)는 통로에 대하여 고정된 커터(2)에 대하여 로울러(14)를 상승시키거나 하강시키는 장치를 지니는 제1밀링 조립체(18)의 일부분을 형성한다. 통로에 대한 로울러(14)의 수직위치는 로울러(14)의 베어링초크에 작용하는 위치조정장치(20)에 의해서 조절된다. 변환기(도시안됨)는 커터와 로울러사이의 간격을 나타내고 커터(2)에 의해서 가공된 후의 공작물의 두께를 나타내는 전기신호를 제공하기 위하여 커터(2)와 로울러(14)의 베어링 초크사이에 위치된다.

커터(4)는 통로에 접근하거나 멀어지게 이동가능하며 반면에 지지로울러(16)는 통로에 대하여 고정되어있다. 커터(4)의 수직위치는 커터(4)의 베어링 초크위에 작동하는 위치조정장치(22)에 의해서 조절가능하다. 변환기(도시 안됨)는 커터와 로울러 사이의 간격을 나타내고 커터(4)에 의해서 가공된 후의 공작물의 두께를 나타내는 전기신호를 제공하도록 커터(4)와 로울러(16)의 베어링 초크사이에 위치된다.

플래트너(1)의 커터(2)사이에는, 커티에 의해서 가공되기 전의 공작물의 두께를 측정하는 장치(24)가 위치한다. 이 장치는 공작물의 양쪽면위의 한쌍의 로울(26)(28) 및 로울의 간격을 나타내는 변환기로 구성되어 있다. 이 장치는 제2도에 더욱 상세히 도시되어 있다.

금속검출기(30)는 플래트너(1)와 두께측정장치(24)사이의 통로아래에 위치된다. 또 하나의 금속검출기(32)는 두께측정장치(24)와 한쌍의 제1의 핀치로울(6)사이에 위치된다. 각각의 금속검출기는 통로사이의 금속 공작물이 그위에 위치하면 전기 신호를 제공한다.

처음에 금속 공작물이 장치(24)의 측정 로울사이에 위치하면 로울은 공작물의 양쪽면과 맞물리고 장치에 연결된 변환기는 로울러사이의 공작물의 두께를 나타내는 전기신호를 발생시킨다. 공작물의 양쪽면의 각각에 요구되는 절삭깊이는 조작자에 의해서 결정되고 제어장치는 각각의 표면에 필요한 절삭깊이를 부여하도록 2개의 커터와 각각의 지지로울러 사이의 간격을 조절한다. 한쌍의 핀치로울(6)(8)(10) 및 (12)은 공작물(34)이 밀링머신을 통과하게 이송시키며 필요한 절삭은 양쪽면에서 이루어진다.

제2도를 참조하면, 두께측정장치(24)가 더욱 상세하게 도시되어 있다. 이 장치는 수직 채널부재(40)속에서 작동하는 로울러(38)에 의해서 안내되며 한쌍의 마주보는 측면에서 안내되는 가벼운 프레임(36)을 지닌다. 따라서, 프레임은 채널부재에 대하여 수직으로 자유롭게 이동된다. 프레임(36)은 공작물(34)이 통과할 수 있는 크기의 구멍(42)을 지닌다. 공작물의 하부는 프레임위에 설치된 로울러(28)와 접촉하게 되며, 공작물의 상부는 연결봉(46)의 하단부에 고정된 하우징(44)에 설치된 로울러(26)와 접촉하게 되며, 연결봉의 상단부는 유체실린더(48)의 피스톤이 연결되어 있다. 유체실린더는 로울러(26)를 공작물(34)의 상면과 맞물리게 밀어주지만 로울러는 공작물의 두께가 두꺼워지면 상부로 이동될 수 있다.

하우징(44)은 위치 변환기(52)의 한단부가 연결되어 있는 외부로 연장하는 아암(50)을 지닌다. 변환기는 프레임(36)위에 설치되어 있다. 로울러(26)가 공작물 두께의 변화로 인하여 수직으로 이동하면, 변환기(52)는 작동하여 로울러(26) 및 (28)사이의 공작물의 두께를 나타내는 전기신호를 발생시킨다.

제3a도 및 제3b도를 참조하면, 들어오는 공작물의 두께측정장치에 연결된 변환기(52)의 출력단자가 전위차계(54)에 연결되어 도시된다. 전위차계의 가동접점으로 부터의 출력은 완충증폭기(56)를 통하여 샘플 및 홀드(hold)증폭기(58)로 인가된다. 증폭기(58)는 타이머 제어기(60)로부터 규칙적인 신호를 받으며 이타이머 제어기는 공작물이 기계를 통과할 때 공작물의 속도에 따른 신호를 받는다. 이러한 신호는 도시되지않은 장치로부터 신호를 받으며 통로를 따르는 공작물의 이동속도에 응답하는 완충증폭기(64)로부터 라인(62)을 통하여 수신된다. 샘플 및 홀드증폭기가 타이머(60)로부터 신호를 받으면 완충증폭기(56)로 부터의 출력을 측정하여 다음 신호가 타이머(60)로부터 수신될 때까지는 이러한 측정을 유지하고, 이러한 때에 완충기(56)로부터 계속 신호를 받는다.

기계의 제어대(control desk)에는, 조작자가 제1 커터의 요구되는 절삭깊이를 설정하는 전위차계(66)가 있다. 대표적인 절삭깊이는 0.0762cm 정도이다. 전위차계의 출력은 완충증폭기(68)를 통하여 저항(70)으로 인가된다. 커터(2)는 관련된 변환기를 갖으며 제1도에 도시된 것같이 커터(2)와 그 지지로울러(14)사이의 간격을 나타내는 변환기를 지닌다. 변환기는 참조번호(72)로 도시되어 있다. 이러한 변환기의 출력은 전위차계(74)에 인가되며 전위차계의 출력은 완충증폭기(76)를 통하여 저항(78)에 인가된다.

커터(2)는 언제고 사용된 후에는 재연식하여야 하며 이렇게 재연삭되면 커터의 직경이 약간 감소한다. 이점을 고려하여, 전위차계(80)는 커터의 크기의 감소를 나타내는 신호가 완충증폭기(82)를 통해서 저항(84)에 인가되게 한다. 저항(84)(78) 및 (70)에 인가되는 신호는 모두 합쳐져서 샘플 및 홀드증폭기(58)로부터 반대극성의 신호를 접수하는 가산증폭기(86)에 입력으로서 인가된다. 저항(70)(78) 및 (84)으로부터 합쳐진 신호는 증폭기(86)에서 샘플 및 홀드증폭기의 신호와 비교되어 오차신호가 라인(88)에 공급된다. 라인(88)의 오차신호는 완충증폭기(90)와 2개의 반대극성의 제너다이오우드(92)(94)로 형성된 이중비교기를 통과한다. 다이오우드(92)는 리이드 계전기(56)와 직렬로 접속되며 다이오우드(94)는 리이드 계전기(98)와 직렬로 접속된다. 계전기(96)의 접점은 또 하나의 계전기(102)의 코일과 직렬로 접속되고 이 계전기의 접점이 작동되면 지지로울러와 커터사이의 간격을 벌려주도록 제1 커터의 지지로울러에 대한 구동회로에 연결되어 있다. 계전기(98)의 접점은 또 하나의 계전기(102)와 직렬로 접속되며 이 계전기의 접점이 폐쇄되면 지지로울러가 지지로울러와 커너사이의 간격을 줄이기 위해서 커터를 향하여 이동하게 되도록 제1커터의 지지로울러에 대한 구동회로에 직렬로 접속되어 있다. 지지로울러의 구동은 라인(104)의 구동신호에 의해서 이루어진다. 만약 증폭기(26)의 오차신호가 커터와 지지로울러사이의 간격이 너무 없다는 것을 나타내어서 재너다이오우드(94)가 파괴될 만큼 크면, 계전기(102)가 작동되어 지지로울러는 오차신호가 제로로 감소될 때까지 커터를 향하여 이동된다. 마찬가지로, 증폭기(26)의 신호의 극성이 커터와 지지로울러사이의 간격이 너무 좁다는 것을 나타내에서 제너다이오우드가 파괴될만큼 적다면 계전기(100)는 작동되어 지지로울러를 오차신호가 제로가 될때까지 커터로부터 멀어지게 이동시킨다.

조작자의 제어대에는, 조작자가 보통 0.0762cm 정도의 커터(4)의 요구되는 절삭깊이를 조절할 수 있는 가감저항기(106)가 있다. 가감저항기로 부터의 신호는 완충증폭기(108)를 통하여 저항(110)으로 인가된다. 또, 커터직경의 임의의 변경을 설정할 수 있는 가감저항기(112)가 있으며 이 신호를 완충증폭기(108)를 통하여 저항(116)으로 인가시킨다. 커터(4)에 연결된 변환기는 참조도번(118)으로 표시되며 변환기의 출력은 완층증폭기(120)를 통하여 저항(122)에 인가된다. 저항(110)(116) 및 (122)을 거친 신호는 합쳐져서 가산신호를 형성하고 가산증폭기(124)속에서 라인(128)의 완충증폭기(76)로 부터의 출력을 수신하는 샘플 및 홀드증폭기(126)로 부터의 신호와 비교된다. 샘플 및 홀드증폭기(126)의 출력은 가산증폭기(124)의 출력이 오차신호를 형성하도록 부가신호와 비교된다. 타이머(130)는 증폭기가 라인(123)으로부터 신호를 수신하고 다음 신호가 타이머로부터 수신될 때까지 이러한 신호를 유지하도록 샘플 및 홀드증폭기의 규칙적인 신호를 제공하며, 따라서 증폭기가 라인(128)의 신호를 수신하면 타이머(130)로부터 다음의 신호를 수신할 때까지 이러한 신호를 유지한다.

가산증폭기(124)의 출력은 완충증폭기(117)를 거쳐 반대로 배치된 2개의 제너다이오우드(129)(131)로 구성된 이중 비교기에 인가된다. 다이오우드(129)의 출력은 리이드 계전기(132)에 인가되며 그 접점은 또 하나의 계전기(134)와 직렬로 접속되어 있다. 다이오우드(131)의 출력은 또 하나의 계전기(138)와 직렬로 접속된 접점을 지니는 계전기(136)에 인가된다. 만약 완충기(127)의 출력이 다이오우드중 어떤 하나를 파괴시킬만큼 충분히 크다면, 상응한 계전기가 커터(4)를 오차신호의 극성에 따라 상부 또는 하부로 이동하게 하도록 작동된다. 만약 오차신호가 커터와 그 지지로울러의 간격이 너무 좁다는 것을 나타내면, 커터(4)는 오차신호가 제로로 감소될 때까지 상승하게 된다. 마찬가지로 오차신호의 극성이 커터와 그 지지로울러가 너무 넓게 간격져 있다는 것을 나타내면, 상응한 계전기는 오차신호가 제로가 될때까지 작동장치에 의해 커터를 지지로울러를 향하여 구동시키게 작동된다.

커터 또는 그 지지로울러를 조절하는 라인(104)의 신호는 금속검출기(30)(32)에 각기 연결된 접점을 통하여 전원으로부터 제공된다. 이러한 방식때문에, 커터와 그 지지로울러는 금속이 금속검출기를 통과해야만 작동될 수 있다. 또 하나의 예방책으로, 비교기(140)는 각각의 완충기(76) 및 (56)의 출력인 각각의 라인(142) 및 (144)을 통하여 2개의 신호를 수신한다. 만약 이러한 신호들이 제1 커터(2)가 0.0762cm보다 더 큰 깊이의 절삭을 행하여야 한다는 것을 나타내면, 비교기가 기계를 정지시키도록 로울러 플래트닝장치와 핀치로울(6)(8)(10) 및 (12)을 정지시키는 계전기를 작동시킨다. 마찬가지로, 비교기(146)는 라인(142)가 완충기(120)로부터 수신된 라인(148)의 신호들을 수신하여 커터(4)가 0.0762cm보다 더 많은 깊이의 절삭을 행하여야 한다는 것을 나타내면, 계전기는 로울러 플래트닝 장치와 핀치로울(6)(8)(10) 및(12)이 정지하게 작동된다.

제1의 변환기(52)는 인입되는 공작물의 두께를 나타내는 디지탈 표시장치(152)를 지니며 변환기(72) 및 (118)는 재료가 제1 및 제2 커터를 통과할때 각각의 재료의 두께를 나타내는 디지탈 표시장치(154) 및 (156)를 각기 지닌다. 커터(2) 및 (4)의 실제의 직경은 디지탈 표시장치(158) 및 (160)에 표시된다.

본 발명의 제어회로는 각각의 커터의 절삭깊이가 작업자에 의해서 조절될 수 있게하며 이러한 깊이의 절삭이 상응한 공작물의 표면에서 이루어지게 한다. 인입되는 공작물의 두께가 변화하더라도 절삭깊이는 동일하게 유지되며, 이렇게해서 인입되는 두께의 변화에 관계없이 양쪽면의 각각에 필요한 깊이의 절삭이 이루어진 제품을 생산한다. 샘플 및 홀드증폭기(58),(126)가 불연속적으로 작동하여서 커터와 지지로울러의 간격의 변화가 주기적으로 이루어지나 공작물의 두께의 변화가 장기간의 간격으로 발생하기 때문에 만족할만하다. 만약 인입재로가 불규직적인 간격으로 큰 게이지의 변화를 갖는다면 샘플 및 홀드회로는 아날로그 지연회로로 대치될 수 있다. 이러한 시스템은 라인속도에 따라서 게이지 신호를 지연시켜서 커터(2)와 지지로울러(14)사이의 절삭간격의 변화가 두께측정장치(24)에서 측정된 게이지 변동에 따르게 되나 일정기간 동안 지연된다. 유사한 계전기가 제2 커터(4)와 지지로울러(16)에 작동하나 제1 커터위치의 변환기의 게이지 기준치를 취할 것이다. 조작자가 양쪽면에 대해서 각각의 표면에 같은 깊이의 절삭을 행할 필요가 없을때 조작자는 원하는대로 반대면에 상이한 절삭깊이를 선택적으로 조절할 수 있다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와 같이, 긴 금속공작물을 통로를 따라 그 길이방향으로 안내하는 수단이 있고 통로의 한쪽측면에 위치되고 통로를 따라서 안내되는 긴 공작물의 한쪽면에 작용하게 배치된 커터와 통로의 다른 측면에 위치된 지지부재가 있으며 커터 및 지지부재는 절삭간격을 정해주며 절삭간격을 조절하는 수단이 제공된 장치에 있어서, 절삭간격부의 전방의 공작물의 두께를 나타내는 전기신호를 발생시키는 수단과 상기 전기신호에 응답하여서 절삭간격부의 전방의 공작물의 두께의 변화에 관계없이 공작물의 상기 표면에 요구되는 절삭깊이를 제공하도록 절삭간격을 조절하는 제어장치를 지니는 것을 특징으로 하는 밀링머신.

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