KR900001861B1 - 절단장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

절단장치

제1도는 절단장치의 개략적 평면도

제2도는 절단기와 맨드렐 사이의 관게를 도시한 도면

제3도는 절단장치의 일부분을 도시한 상세도

제4도는 제어시스템의 블럭 계통도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 커터기구 2 : 맨드렐

3 : 주축 4 : 주축대

5 : 심압축 6 : 심압대

11 : 베이스 테이블 12 : 제1 이동 테이블

13 : 나사봉 16 : 제1커터

17 : 제2커터 18 : 제2 이동 테이블

20 : 직류 서어보모터 22 : 고정용 테이블

32 : 고무판 33 : 코드

본 발명은 V벨트, 평벨트, 홈벨트, 치형벨트 등을 제작하기 위해 환형몸체를 절단하는데 사용되는 장치, 특히 환상 몸체부분이 맨드렐의 축선에 대하여 직각으로 만나는 형태로 예정된 폭을 가진 환영 몸체에 맨드렐 주위에서 원통형 재료를 절단하는 절단장치에 관한 것이다.

이미 알려진 바와 같이 예를 들어 환형 몸체인 무단 V벨트 등은 단면 형상에 따라 A형, B형, C형으로 나눌 수 있고, 또 벨트의 주위 길이와 사용상태 예를들어 정상상태 내열상태등에 따라 나뉘어진다. 이렇게, 무단V벨트는 여러 가지 종류의 것이 있으나 각각의 종류를 생산하는 일은 드물다. 즉, 무단V벨트는 전형적인 다종연속생산 공정으로 제조된다.

V벨트제조공정에 있어서 다종의 V벨트를 정밀하고 효과적으로 제조하는 일은 기본적인 것이다.

종래에 맨드렐 주위에 싸인 원통형 겹층재료를 다수의 V벨트 몸체로 절단하는 방법으로는 V벨트 몸체의 제조형태가 변화되더라도 절단조건(예를들어 벨트 몸체의 폭, 맨드렐의 회전수, 절단 깊이 등)을 변화시키는 것이 보통이었다. 이런 방법은 가황 처리된 원통형 겹층재료를 V벨트로 절단할 때 사용된다. 예정조건을 세팅하는 시스템에 있어서는 여러 가지 방법(전기적인 방법 , 기계적인 방법등)을 사용할 수 있으나 조건을 변화시키는데 시간이 많이 걸리고, 변화에 있어서 실수를 않으려면 숙련을 필요로 한다. 이것은 기계작업 및 생산능률을 저하시키는 주요인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 환형몸체 절단공정을 다종, 연속으로 정밀하면서 효과적으로 실시하여 환형몸체를 절단하는데 사용할 수 있는 절단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 맨드렐에 쌓인 원통형 재료를 절단 표면이 맨드렐의 축선에 직각으로 만나도록 하여 예정폭을 갖는 다수의 환형몸체로 절단하는 절단공정에 사용하기 위한 절단기에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 절단장치는 맨드렐의 축선 방향으로 이동하는 제1 이동 테이블과 맨드렐의 반경방향으로 제1 이동 테이블상에서 이동하는 제2이동 테이블과 맨드렐의 반경방향으로 위치조절 가능하게 제2이동 테이블에 고정된 제1커터 및 맨드렐의 반경방향으로는 이동할 수 없으나 맨드렐의 축 방향으로는 위치 가능하게 고정된 제2커터를 갖는 절단수단과 각 이동 테이블의 위치를 감지하는 위치감지 수단과 위치감지 수단으로 부터의 출력신호를 받고 이를 미리 설정된 위치 데이터와 비교하는 위치 비교 수단과 위치 비교수단으로부터의 출력신호에 따라 각 이동 테이블을 이동시키는 구동회로를 갖는 제어장치로 구성된다.

본 발명의 상기한 목적 및 다른 목적과 본 발명의 신규 특징 부분은 첨부 도면을 참조하여 설명하는 다음 설명으로부터 명백할 것이다.

이하에 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예를 설명한다.

제1도에 도시한 바와 같이 원통형 겹층재료 A를 복수개의 가황처리되지 않은 V벨트몸체 B로 절단하는 절단장치 S는 기본적으로 커터기구(1), 맨드렐(2), 상기 맨드렐(2)의 단부를 지지하는 주축(3), 주축(3)과 맨드렐(2)을 회전시키는 주축대(4)와, 맨드렐(2)의 다른 단부를 회전 지지하는 심압축(5)와 ,심압축(5)을 지지하는 심압대(6)로 구성되며, 또 맨드렐(2)의 삽탈을 용이하게 하는 분리기구도 갖는다.

제2도에 도시한 바와 같이 나사봉(13)은 베이스 테이블에 고정되어 있고 나사봉에 나사결합된 암나사(도시않음)는 제1 테이블(12)에 고정되어 있다. 나사봉(13)을 회전하면 제1이동 테이블(12)이 베이스 테이블(11)쪽으로 맨드렐(2)의 축방향으로 이동할 수 있게 된다. 베이스 테이블(11)에는 나사봉(13)을 회전시키는 직류 서어보 모터(14)와 나사봉(13)의 회전량을 감시하는 펄스 발생기(15)가 고정되어 있다.

나사봉(19)은 제1이동 테이블(12)에 고정되어 있다. 나사봉(19)에 나사결하된 암나사(도시않음)는, 제1커터(16)(판형 칼)와 제2커터(17)(V자형 칼)가 고정된 제2이동 테이블(18)에 고정되어 있다. 나사봉(19)을 회전시키면, 제2이동 테이블(18)은 맨드렐(2)의 축선에 직각인 방향, 즉 맨드렐의 반경방향으로 이동할 수 있다. 제1이동 테이블(12)에는 나사봉(19)을 회전시키는 직류서어보모터(20)와 나사봉(19)의 회전량을 감지하는 펄스 발생기(21)가 고정되어 있다.

제2이동 테이블(18)에는 제1커터(16)가 회전가능하게 설치된 고정용 테이블(22)과 맨드렐의 반경방향으로 고정용 테이블(22)의 위치를 조절하는 구동장치(즉, 고정용 테이블(22)의 암나사부에 결합하는 나사봉(23), 나사봉(23)을 회전시키는 직류 서어보모터(24) 그리고 나사봉(23)의 회전량을 감지하는 펄스발생기(25)가 고정되어 있다. 또한 제2이동 테이블(18)에는 제2커터(17)가 움직일 수 없게 고정되어 있는 고정용 테이블(26)과, 고정용 테이블(26)을 맨드렐(2)의 축방향으로 구동하는 나사봉(도시않음)과, 상기 나사봉을 회전시키는 직류서어보모터(27)와, 상기 나사봉의 회전량을 감지하는 펄스발생기(28)가 고정되어 있다. 이렇게 배치된 상태에서, 제2커터(17)는 맨드렐(2)의 축방향으로는 위치조절가능하다.

맨드렐(2)은 주축대(4)내의 직류모터와 맨드렐(2)을 지지하는 주축(3)과 주축(3)의 회전수를 감지하는 타코발생기를 구비하고 있는 맨드렐 구동장치에 연결되어 있다.

제4도는 상기 서술한 각 장치의 제어시스템의 일예를 도시한 블럭 계통도이다. 번호 41,42,43,44는 각각 직류 서어보모터(14,20,24,27)의 구동회로를 표시한다. 번호45,46,47,48은 각각 직류 서어보모터(14,20,24,27)의 제어기를 표시한다. 번호 49는 자동운전에서 수동운전으로 절환하는 절환스위치와 작동개시, 정지 등 운전상태를 표시하는 누름단추 스위치를 갖는 조작장치를 표시한다. 번호 50은 장치 S를 일체로서 연속작동시키는 연속회로부분을 표시한다. 번호 51은 예전의 프로그램 입력에 따라 데이타(주위길이 데이타, 맨드렐 속도 데이타 등)의 처리를 수행하는 중앙 처리장치(CPU)를 갖는 데이타 처리장치를 표시한다.

상기한 V벨몸체 B는 다음 공정에 의해 형성된다(제3도 참조).

1) 고무슬리이브(30)를 설치하는 고정금속 맨드렐(2)주위에 예정된 가황처리되지 않은 고무판(32)을 감는 공정.

2) 맨드렐의 한쪽 단부에서 다른쪽 단부로 연장되도록 가황처리되지 않은 고무판(32)상의 예정 코드(33)를 나선형으로 감는 공정.

3) 코드(33)상에 가황처리되지 않은 예정 고무판 또는 캔버스(34)를 감는 공정.

4) 감겨진 가황처리되지 않은 예정 고무판(32,34)과 감겨진 코드(33)를 포함하는 원통형 겹층 재료 A를 예정폭으로 제1커터(16)의 원주방향으로 절단하고 동시에 제2커터(17)로 V자형으로 절단하여 단면이 사다리골인 가황처리 되지 않은 V벨트 몸체 B를 얻는 공정.

5) 벨트 몸체 B를 맨드렐(2)로부터 제거하는 공정.

상기 공정은 일반적으로 ＂형가공 공정＂이라 불리우며, 상기 4)항의 절단공정은 본 발명에 따른 절단장치를 사용하는 공정이다. 모든 공정은 보통 일괄적으로 제어되며 본 발명에 따른 절단장치를 포함한 모든장치는 마이크로 컴퓨터 등으로 구성되는 제어 유니트에 의해 제어된다.

절단장치 S의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

다음 다섯 공정 1) 내지 5)는 준비작업으로 수행된다.

1) 여러종류의 V밸트 몸체에 필요한 데이타를 제어유니트에 설치된 키보드, 플로피디스크, 카세트 등으로 입력한다.

2) 절단공정에 있어서 폭 W로 절단되는 벨트 몸체는 V벨트 몸체 B이고, 제조할 벨트 몸체의 총수 Z와 V벨트 몸체 B의 체적 V는 CPU에 미리 입력한다.

3) 제1 및 제2커터(16,17)로 절단 정밀도를 유지하기 위해 각 커터의 사용 허용 빈도를 미리 입력한다.

4) 제2커터(17)를 고정용 테이블(26)에 고정한다. 동시에, 제2커터(17)의 선단을 제2이동 테이블(18)의 시발점 P로부터 맨드렐(2)의 반경방향으로 거리 X되는 점부근에 위치시킨다.

5) 제1커터(16)를 고정용 테이블(22)에 고정한다. 동시에, 제1커터(16)의 직경 d를 키보드로 CPU에 입력한다.

가황처리되지 않은 고무판의 감기, 코드 감지 및 캔버스 감기가 끝나고 원통형 겹층재료 A가 슬리브(30)의 중간에 끼워져 설치되는 맨드렐(2)이 고정되면, 원통형 겹층재료 A용 맨드렐 번호가 CPU에 전달되고 거기서 이런 번호를 선택하는데 따라 미리 입력된 데이타는 작동지시 준비를 하게 된다.

가황처리되지 않은 고무판과 캔버스가 감겨져서 비가동 금속 맨드렐(2)에 설치된 고무 슬리브(30)의 원주길이와 가황처리되지 않은 고무판 및 캔버스의 감긴후 외주 길이는 자동측정되고 CPU에서 처리되어 원통형 겹층재료 A의 반경 l₁과 반경 1₂로서 저장된다.

가황처리되지 않은 V벨트 B의 절단후 체적 V는 다음 관계식을 만족한다.

여기서 V,W,θ는 미리 입력된 데이타 l₁,l₂는 외주길이를 측정하여 얻은 데이타.

상기 관계식의 작동은 CPU에서 행해지며 제2커터(17)가 원통형 겹층재료 A를 절단하는 깊이 t₂가 결정된다.

원통형 겹층재료 A를 절단하기 위해 제1이동 테이블(12)이 맨드렐의 반경방향으로 이동되는 상태에서 맨드렐의 반경방향으로 제1커터의 선단과 제2커터선단이의 위치관계는 다음식으로 나타내진다.

여기서 t₁은 l₂-l₁, a₁은 제1커터(16)의 선단이 고무 슬리브(30)를 절단하는 깊이(이 값은 하나의 조건으로서 CPU에 미리 입력된다)(제3도 참조)

첫째로, 제1커터(16)의 중심은, 제2이동테이블(18)이 시발점 P에 있도록 조절된다. 제1커터(16)의 선단과 제2커터(17)의 선단사이의 거리는 t₄=(d/2)-x이다. x와 d는 모두 일정한 값이다.

이때, 제1커터(16)의 중심위치는 t₄와 t₃가 같도록 조절된다.

즉, 제1커터(16)의 중심축은 직류모터(24)를 구동시켜 a₂만큼 이동된다(도시하지는 않았음). 제1커터(16)와 제2커터(17)사이의 맨드렐 반경방향 거리는 W(벨트 몸체의 절단폭)로 유지된다.

제1이동 테이블(12)이 맨드렐의 축선방향으로 이동하여 절단 개시점 P₁에 이르면 제2이동 테이블(18)은 맨드렐의 반경방향으로 이동하기 시작하고 제1커터(16)의 상단부는 맨드렐의 축선으로부터 l₂+a₃(도면에는 도시하지 않았음). a₃는 제1커터가 측부이동시 원통형 겹층재료 A의 외표면에 접촉하지 않을 만한 거리이다)인 점, 즉 제1커터(16)의 축이 시발점 P_a2에서 점 P₂까지 이동된 지점에서부터 이동한다.

그러면, 맨드렐(2)은 회전하기 시작한다. 맨드렐의 분당 회전수 n과 시간 T(초 : 제1커터(16)의 상단이 맨드렐의 중심축으로부터 l₁-a₁인 위치에 달하여 정지되는데 필요한 시간)사이에는 다음관계식이 성립한다.

회전수 n은 원통형 겹층재료 A의 크기에 따라 결정되는 값이며 CPU에서 처리, 제어된다.

제2이동 테이블(18)은 맨드렐의 반경방향으로 이동하며, 제1커터(16)의 상단과 제2커터(17)의 상단은 맨드렐의 축중심으로부터 각각 l₁-a₁및 l₂-t₂위치로 이동한다. 즉, 이동 테이블(18)은 점 P₂로부터 점 P₃로 이동한다. T초 동안 정지한 후에, 이동 테이블(18)은 다시 P₂로 귀환된다.

이리하여, 상기 동작은 여러번 반복(가공할 벨트 몸체수에 1을 더한 수에 대응하는 만큼)되며, 제1이동 테이블(12)이 P₄위치에 달하면, 제2이동 테이블(18)은 추출되어 원래위치 P로 귀환되고 맨드렐은 회전을 정지한다.

상기 절단동작을 순조롭게 하기 위해서 절단 동작중 제1커터(16)에 공작액을 분사하는 기구와 제2커터로 절단되는 삼각 조각을 방출하는 기구가 절단장치의 일부로서 제공되어 있다(이 기구들은 도면에 도시하지 않았음).

하나의 맨드렐에 관계되는 절단동작이 상기 방법으로 종료되면, 제1, 제2커터의 사용 예정빈도가 점차 감소되며, 지시수단에 의해 나타나는 나머지 사용 허용 빈도를 지시하는 CPU에 다시 전달된다.

두 이동 테이블의 상기한 여러가지 구동방식은 위치결정 정밀도가 우수한 직류 서어보 모터와 펄스 발생기의 조합에 의해서 수행되지만, 정지모터의 펄스 발생기의 조합 및 교류모터와 펄스발생기의 조합으로도 수행할 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 구성되어 있어서, 다음의 효과를 갖는다.

1. 기계작업 능률을 개선

종래에는 작업조건의 변경에 필요한 시간은 15분 정도 이었으나, 본 발명에 따르면 조건변경은 순간적으로 정확히 행해진다. 따라서 작업능률과 가공기의 생산성이 광범위하게 개선된다.

2. 다종 연속생산에 채용가능.

생산품목을 변화시키는 조건변화시간에 필요한 시간이 많이 걸리고, 이런 상황에 맞추기 위해서 생산량을 증가시키거나 필요이상으로 기계를 많이 가동시켜야 했다. 그러나, 본 발명에 따르면 조건변화에 시간이 걸리지 않으며 다종 연속생산을 고능률로 할 수 있다.

3. 조작자에 부담을 줄인다.

절단작업은 V벨트등의 혼형몸체의 품질을 보증하는데 매우 중요한 공정이며, 절단작업을 하는 조작자는 상당한 기간동안 교육 훈련을 받을 필요가 있었다. 본 발명에 따르면 숙련공이 작업을 해야만 하지는 않을 뿐 아니라 조작자에게 부담을 크게 줄일수 있다.

상기 실시예에서는 본 발명에 따른 절단장치가 절단공정에 사용되는 경우를 설명하였으나, 본 발명에 따른 절단장치는 다음 경우에도 사용할 수 있다.

1) 탄성체만으로 된 원통형 몸체를 평벨트, V벨트, 홈벨트, 치형벨트 등으로 절단하는 경우.

2) 고무층, 코드층, 캔버스층 등을 포함하는 원통형 겹층재료를 평벨트, V벨트, 홈벨트, 치형벨트 등으로 절단하는 경우.

본 발명은 주요 특징으로 벗어나지 않고 여러가지 실시예가 있을 수 있으며, 상기 실시예는 설명을 위해서만 주어진 것이고 한정적인 형태는 아니다. 더우기, 본 발명에 따르면, 상기한 바에만 한정하는 것은 아니고 특허청구범위의 범위로서 한정되며, 이런 청구범위에 유사한 범위도 본 발명의 청구요지에 포함된다.

Claims (7)

1. 맨드렐상에서 원통형 몸체를 절단표면이 상기 맨드렐의 축선에 직각이 되도록 예정된 폭을 갖는 환형몸체로 절단하기 위한 절단장치로서, 상기 맨드렐의 축선방향으로 이동하는 제1이동 테이블과, 상기 맨드렐의 반경방향으로 제1이동 테이블 상에서 이동하는 제2이동 테이블과, 상기 맨드렐의 반경방향으로 위치조절가능하게 제2이동 테이블에 고정된 제1커터 및 상기 맨드렐의 반경방향으로는 이동할 수 없으나 맨드렐의 축선방향으로는 조절가능하게 제2이동 테이블에 고정된 제2커터를 갖는 절단수단과, 각 이동 테이블의 위치를 감지하는 위치 감지수단과 위치감지수단으로부터의 출력신호를 받고 이를 미리 설정된 위치 데이터와 비교하는 위치비교수단과 위치 비교수단으로부터의 출력신호에 따라 각 이동 테이블을 구동하는 구동회로를 갖는 제어장치로 구성된 것을 특징으로 하는 절단장치.
2. 제1항에 있어서, 제어장치가 맨드렐 번호와 제1 및 제2커터의 외경과 절단 맨드렐 상의 원통체의 반경 등 각종 데이타를 받아들이는 수단과, 맨드렐 번호에 대응하는 절단폭과 절단된 환형 몸체의 체적과 절단할 환형 몸체의 수와 절단 내구성 등의 각종 조건을 저장하는 수단과, 각종 데이타를 저장된 각종 데이타와 비교하는 수단과, 비교결과를 기초로 하여 구동회로에 작업지시를 내리는 수단과, 상기 작업지시에 따라 구동회로를 제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 절단장치.
3. 제1항에 있어서, 제어장치가 제1, 제2커터의 허용 사용 빈도를 미리 설정하고 절단회수를 감소시킴으로써 나머지 허용 사용 빈도를 계산하고 나머지 허용 사용 빈도를 지시하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 절단장치.
4. 제1항에 있어서, 원통형 몸체가 평벨트, V벨트, 홈 V벨트, 치형벨트 등 탄성재료로 만들어진 것을 특징으로 하는 절단장치.
5. 제1항에 있어서, 원통형 몸체가 적어도 고무층, 코드층, 캔버스층을 포함하는 원통형 겹층재료인 것을 특징으로 하는 절단장치.
6. 제5항에 있어서, 환형 몸체가 평밸트, V벨트, 홈 V벨트, 치형벨트 등인 것을 특징으로 하는 절단장치.
7. 제5항에 있어서, 환형몸체가 가황처리되지 않은 V벨트 몸체인 것을 특징으로 하는 절단장치.

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