KR910007270B1 - 회전공구의 자동위치 조정기구를 구비한 회전가공장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전공구의 자동위치 조정기구를 구비한 회전가공장치

제1도는 실시예의 요부를 도시한 부분 횡단면도.

제2도는 실시예의 제어 계통도.

제3도는 그 사시도.

제4도는 마찬가지의 부분 종단면도.

제5도는 그 측면도.

제6도는 스티어링 휘일의 정면도.

제7도는 스티어링 휘일에 있어서의 링부의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피복제 2 : 버어

5 : 스티어링 휘일 9 : 게이트 고화물

30 : 모터 32 : 회전공구

33 : 지지수단 57 : 스프링

100 : 센서 102 : AD 변환장치

103 : DA 변환장치 A : 고정수단

B : 자동위치 조정기구 C : 작동기,

D : 게이트 절단수단 E : 제어장치

F : 파지수단 G : 반출수단

본 발명은 모터, 특히 그 회전축에 회전날이나 회전연마부재 등의 회전공구가 부착된 모터의 자동위치 조정기구에 관한 것이다.

종래부터, 금속, 목재, 합성수지 등의 피가공물을 절삭한다든지 연마한다든지 하는데에는 회전날이나 회전연마부재 등의 회전공구를 모터에 의해 직접 회전시켜, 그 회전날 등의 날표면 또는 연삭면 등을 피가공물에 접촉시켜서 가공하는 방법에 채용되고 있다.

이 방법은 연삭면 등을 피가공물에 접촉하도록 로보트의 아암등에 모터를 고정하여, 피가공물의 절삭 또는 연삭 등의 가공을 행하는 방법이었다.

그런데, 피가공물이 고무, 합성수지 및 그들의 발포체인 경우에는 피가공물의 가공면에 회전날 등을 소정의 미는 힘으로 맞닿게 하면서 이동시키기가 어렵고, 또 피가공물의 가공면에는 성형 오차에 기인한 미소 요철이 있으므로, 강체인 상기 로보트의 아암을 일정한 이동궤적으로 이동시키는 것만으로는 상기 요철이 있는 면을 뒤쫓을 수가 없어, 과잉 절삭 또는 잔류 절삭 등을 야기시킨다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 피가공물의 가공면에 어느정도의 요철이 있어도, 그것에 회전날 등을 소정의 미는 힘을 갖고 맞닿게 함과 동시에 추종할 수 있게 해주는 모터의 자동위치 조정기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 모터와 이 모터 회전축의 선단에 설치된 회전공구와, 상기 모터를 이동시키는 로보트의 아암등의 작동기와, 이 작동기와 상기 모터와의 사이에 위치 설정된 상기 모터를 지지하는 지지수단과, 상기 작동기의 이동을 제어하는 제어장치를 구비한 회전공구의 자동위치 조정기구를 구비한 회전가공장치를 포함하며, 상기 지지수단에는 회전공구에서 피가공물로부터 가해지는 압력을 감지하는 센서가 설치되어 있고 이 센서로부터 데이터가 상기 회전공구의 소정의 이동 궤적의 범위에 있는지 여부를 상기 제어장치내에서 판정하고, 소정의 이동궤적의 범위에 없는 경우에, 이 제어장치로부터 상기 작동기에 대해서 상기 회전공구가 소정의 이동궤적을 이동하도록 제어 지령을 출력해서 상기 작동기를 구동시켜 상기 모터를 이동시킨다. 따라서, 피가공물에 대한 과잉절삭 또는 잔류 절삭 등이 일어나지 않는다.

본 발명을 성형 공정에서 얻어진 자동차의 스티어링 휘일의 트리밍 공정에 구체화한 일실시예를 제1도 내지 제5도에 의거하여 설명한다.

제3도에 도시한 바와 같이, 이 실시예의 자동위치 조정기구는 회전축(31)에 회전공구(32)가 부착되어 있는 모터(30)와, 상기 모터(30)를 그 하방 및 주위로부터 지지하는 지지수단(33)과, 후술하는 제어장치 등으로 주로 구성되어 있다.

상기 회전공구(32)는 피가공물로서의 스티어링 휘일(5)의 피복재(1)에 소정의 미는 힘을 갖고 맞닿으면서 이동하여, 이 피복재(1)의 성형시에 발생하는 버어(2)를 절삭한다.

버어(2)의 절삭중에는 회전공구(32)에 절삭칩이나 띠형상의 버어가 부착하므로서, 그들 칩의 부착을 방지하기 위해 회전공구(32)에 대해 공기류가 노즐(4)로부터 분출된다.

또한, 이 스티어링 휘일(5)은 제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이 중심부재(10)에 피복재(1)가 피복되어 있으며, 이 피복재(1)에는 성형금형의 분할면 부분에 버어(2)가 성형시에 발생하고, 또 게이트에 상당하는 부분에 게이트 고화물(9)이 형성되어 있다.

제4도에 도시한 바와 같이, 후술하는 작동기(C)의 지지아암(35)의 선단 상면에는 상기 지지수단(33)의 기판(34)이 고정되어 있다.

상기 기판(34)의 상면에 있어서 내부측에는 복수개의 베어링부재(36)가 고정되어 있다. 이 기판(34)의 중앙부에 뚫려 있는 삽입 관통개구(40)에 상기모터(30)가 헐겁게 끼워지며, 모터(30)는 외주 중앙부에 고정된 두 개로 분할된 캡링부재(43)와 이 캡링부재(43)의 하단면에 고정되어 있는 중공 원판상의 리테이너(42)를 거쳐서 상기 베어링부재(36)상에 지지되어 있다.

상기 캡링부재(43)의 상부 외주에는 외측으로 돌출된 계지부(44)가 설치되어 있으며, 그 계지부(44)에 원주방향을 따라서 일정간격을 두고 계지개구(41)가 뚫려 있다.

상기 기판(34)의 외주측에 6개의 유체부세 부재(37)가 모터(30)의 축 중심에 대해 회전대칭의 위치에 배치 고정되어 있다. 상기 유체부세 부재(37)는 실린더(45)와 피스톤(46)의 조합으로 이루어지며, 실린더(45)는 상기 지지수단(33)을 구성하는 두 개의 케이싱(47,48)에 의해 형성되어 있다. 상기 케이싱(47)에는 실린더(45)내의 오일이 출입할 수 있도록 오일 저장실(49)이 설치되고, 그 오일압은 외부에 설치된 오일압 수단(도시안됨)에 의해 제어가능하게 되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는 모터(30)의 축방향과는 수직방향의 지지력의 조정이 가능하게 되어 있다.

또, 피스톤(46)의 선단에는 베어링(51)이 부착되어 있어, 리테이너(42)가 그 원주방향으로 회전 이동할 수 있게 되어 있다.

상기 유체부세 부재(37)의 상면에는 투과 구멍(52)을 저부에 구비한 바닥이 있는 원통형상의 제1포위 부재(38)가 상기 지지수단(33)의 일종으로서 설치되어 있다. 그리고, 그 저면에는 베어링 부재(53)가 상기 기판(34)상의 베어링 부재(36)와 거의 대향하도록 설치되고, 상기 리테이너(42)를 협지함과 동시에, 양 베어링 부재(36, 53)는 상기 모터(30)를 그 회전축(31)의 축방향으로 이동 불가능하게 그리고 상기 축방향과 직교하는 방향에 대해 이동 가능하게 지지하고 있다.

상기 제1포위부재(38)의 내면에 있어서 상기 캡링 부재(43)의 계지부(44)와 거의 동일한 높이의 위치에 계지부(54)가 설치되어 있고, 이 계지부(54)에는 제1도에 도시한 바와 같이 원주방향을 따라서 일정간격을 두고 복수개의 계지 개구(59)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 두 개의 계지 개구(41, 59)는 상기 지지수단(33)을 구성하는 스프링(57)에 의해 연결 접속되어 있다.

상기 스프링(57)중 하나씩 걸려있는 스프링에는 상기 회전공구(32)에 가해지는 압력을 감지하는 센서(100)가 부착되어 있다. 이 센서(100)는 상기 스프링(57)의 처짐을 검출하는 응력 게이지로써, 스프링(57)의 처짐에 따라 그 전기저항이 변화하는 반도체 게이지로 되어 있다. 전기저항의 변화량은 도선(101)에 의해 후술하는 AD 변환장치로 전달된다.

상기 제1포위 부재(38)의 상면에는 상기 지지수단(33)을 구성하는 제2포위 부재(39)가 부착되어 있고, 이 제2포위 부재(39)의 중앙부에 모터(30)를 헐겁게 끼울 수 있는 헐거운 삽입 개구(55)가 설치되어 있음과 동시에, 제2포위 부재(39)의 상부에 있어서 법선 방향으로 형성된 삽입개구(58)에는 스프링(56)이 삽입되어 있다.

스프링(56)은 삽입개구(58)에 삽입된 후, 마개부재(50)에 의해 압축되며, 상기 유체부세 부재(37)와 함께 항상 모터(30)를 그 주위로부터 밀어 늘려서 지지수단(33)의 중심위치와 상기 모터(30)의 축중심 위치가 합치되는, 소위 기준위치에 보유 지지되어 있다.

제2도에 도시한 바와 같이, 상기 도선(101)은 상기 센서(100)로부터의 아날로그 신호를 증폭 및 연산하여 디지털 신호로 변환하는 AD 변환장치(102)에 접속되어 있다. 이 AD 변환장치(102)는 제어장치(E)에 접속되고, 그래서 미리 기입된 프로그램에 의거하여 상기 처짐량의 데이터가 소정의 범위내에 있는가 없는가를 판정하도록 되어 있다.

상기 제어장치(E)에는 DA 변환장치(103)가 접속되어 있으며, 이 제어장치(E)가 상기 처짐량의 데이터가 소정의 범위에 없다고 판정한 경우, 그 제어신호를 DA 변환장치(103)에 송신할 수 있도록 되어 있다. 이 DA 변환장치(103)는 제어장치(E)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호를 변환하고, 자동위치 조정기구(B)를 구동하기 위한 작동기(C)에 송신하며, 이 작동기(C)를 이동시키므로서 모터(30)를 이동시켜 자동위치 조정기구를 수행한다.

또한, 본 실시예의 자동위치 조정기구는 각종 수단과의 관련에 있어서 그 기능이 발휘되도록 되어 있다.

상기의 각종 수단을 제5도에 의거하여 설명한다.

고정수단 A

고정수단(A)은 스티어링 휘일(5)을 고정하기 위한 수단으로써, 기초대(6)와, 이 기초대(6)의 상부에 스티어링 휘일(5)을 고정하기 위한 링 고정부재(7) 및 보스 고정부재(8)로 구성되어 있다.

작동기(C)는 기초대(21)와, 그 기초대(21)의 상면에 설치된 X축 아암(22)과, Y축 아암(23) 및 이 Y축 아암(23)의 선단에 있어서, 고정수단(A)측에 부착된 Z축 아암(24)으로 되어 있다.

상기 기초대(21)에는 제어장치(E)가 설치되어 있으며, 상기 모터(30)의 회전, 상기 두 개의 아암(22,23) 및 기타 후술하는 공기 실린더 및 반출수단 등의 제어를 행하도록 되어 있다.

X축 아암(22)은 Y축 아암(23)을 이동시키고, Y축 아암(23)은 Z축 아암(24)을 이동시킨다.

Z축 아암(24)에는 상하 방향 레일(25)과 공기 실린더(27)가 부착되어 있으며, 그 공기 실린더(27)는 상기 지지수단(33)에 부착되어 있는 공기 실린더(29)와 연동하여 모터(30)를 상하 방향으로 이동시킨다.

또한, 상기 Z축 아암(24)에 있어서 상기 고정수단(A)측에는 레일(26)이 설치되어 있고, 그 레일(26)에는 공기 실린더(28)에 의해 승강하는 게이트 절단수단(D)이 부착되어 있다. 이 게이트 절단수단(D)에 의해 피복재(1)에 부착되어 있는 게이트 고화물(9)이 절단되지만, 게이트 고화물(9)이 절단되기에 앞서, 그 게이트 고화물(9)은 고정수단(A)상에 설치된 파지수단(F)에 의해 파지되고, 게이트 절단수단(D)의 절단 작용이 원활하게 발휘되도록 되어 있다.

[반출수단 G]

이상의 각 수단의 공동 작용에 의해, 본 발명은 실현 가능하지만 스티어링 휘일(5)의 버어(2)의 절삭이 끝나면 고정수단(A)으로부터 스티어링 휘일(5)을 반출하는 반출수단(G)을 상기 작동기(C)에 부착하여도 좋다.

이 반출수단(G)은 예를 들어 제5도의 이점쇄선으로 도시한 바와 같이, 작동기(C)의 지지아암(35)의 선단부에 고정되어 지지부재(70)와, 이 지지부재(70)에 고정된 상하 방향으로 신축하는 상기 실린더(71)와, 이 공기 실린더(71)의 하단부에 장착된 파지 장치(72)로 되어 있다.

상기 파지장치(72)에는 두 개의 파지 부재(73)가 수평방향으로 서로의 반대방향으로 이동가능하게 설치되어 있고, 이 파지부재(73)는 스티어링 휘일(5)의 보스(3)를 파지하도록 되어 있다.

상기 반송수단(G)은 작동기(C)를 작동시키므로서 스티어링 휘일(5)을 고정수단(A)상에 매달아올려 반출하고, 고정수단(A)의 외부, 예를들어 고정수단(A)의 측부에 설치된 트레이(74)등의 속에 저장할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 실시예의 작용 및 효과에 대해 기술하면, 먼저 인서트 성형기로부터 취출된 스티어링 휘일(5)이 고정수단(A)위에 고정된다. 이어서, 스티어링 휘일(5)의 게이트 고화물(9)이 게이트 절단수단(D)에 의해 절단 제거된다.

작동기(C)의 X축 아암(22) Y축 아암(23) 및 공기 실린더 (27,29)가 제어장치(E)의 지령에 의해 작동하고, 회전공구(32)가 회전하면서 스티어링 휘일(5)에 소정의 미는 힘을 갖고 맞닿는다.

그러면, 모터(30)와 지지수단(33) 사이에는 센서(100)를 구비한 스프링(57)이 존재하므로서, 모터(30)의 회전공구(32)에 피복재(1)로부터의 압력이 전달되고, 스프링(57)의 센서(100)에 변화가 생긴다. 그리고, 그 처짐량이 아날로그 신호로서 AD 변환장치(102)에 도선(101)을 통해 전달된다. AD 변환장치(102)에서는 그 신호가 증폭 및 연산되어 디지털 신호로서 제어장치 (E)에 입력된다.

제어장치(E)에는 미리 각종의 예비적 실험에 의해 얻어진 스프링(57)의 저침량과 버어(2)의 절삭후의 피복재(1)의 절삭 마무리도와의 관계가 입력되어 있으므로써, 제어장치(E)는 입력된 처짐량이 최적 처짐량의 범위내에 있는가 없는가를 판정한다.

만약 입력된 처짐량의 데이타가 상기 범위밖에 있는 경우에는, 제어지령이 DA 변환장치(103)로 나아간다. 이 DA 변환장치(103)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 작동기(C)를 전달하고, X축 아암(22)과 Y축 아암(23)을 이동시켜서 모터(30)의 축중심 위치가 적정한 범위로 되도록 상기 지지수단(33)을 이동시킨다.

따라서, 본 실시예에서는 스프링(57)에 설치된 센서(100)의 처짐량이 소정의 범위에 제어된 상태로 되므로 회전공구(32)는 피복재(1)에 소정의 미는 힘으로 맞닿으면서 트리밍 작업을 행한다. 또한, 모터(30)는 스프링(57) 등에 의해 포위되어 있으므로, 어떤 공전위치에 있어서도 처짐량이 소정의 범위로 되며, 피복재(1)에 대한 미는 힘은 소정의 범위내로 된다.

트리밍 과정에서 피복재(1)의 가공면에 요철이 있고, 그 요철에 회전공구(32)가 닿아서, 상기 스프링(57)에 설치된 센서(100)의 처짐량이 변화하면, 상기와 마찬가지로 작동기(C)가 작동하여 스프링(57)의 처짐량이 소정의 범위로 되도록 제어된다. 그 때문에, 피복재(1)의 가공면에 요철이 있어도 회전공구(32)는 항상 소정의 미는 힘으로 상기 가공면에 맞닿는다.

그 결과, 피복재(1)의 과잉 절삭이나 잔류 절삭이 생기지 않도록 피복재(1)의 버어(2)를 절삭할 수 있어, 버어(2)가 절단된 흔적이 깨끗하게 된다. 따라서, 본 실시예의 자동위치 조정기구를 사용하므로써 성형후에 있어서의 스티어링 휘일(5)의 트리밍 작업을 자동화하여도 스티어링 휘일의 상품 가치는 떨어지지 않는다.

본 발명은 이들 실시예의 구성에 한정되지 않으며, 예를들어 다음과 같은 상태로 실시할 수 있다.

(가) 상기 센서(100)를 모든 스프링(57)에 설치하여 복수개의 센서(100)로부터의 데이터를 처리하고, 작동기(C)를 작동시켜서 모터(30)를 자동위치 조정하는 것이 좋다. 또, 센서(100)는 유체부세 부재(37) 오일압의 압력을 검출하는 센서라도 좋고, 그 센서로부터의 신호에 의해 작동기(C)를 작동시키도록 하여도 좋다.

(나) 상기 실시예에서는 지지수단(33)의 일부에 스프링(57)을 사용한 것을 도시하였지만, 스프링(57) 대신에 센서(100)를 첨부한 금속판이어도 좋고, 또 그 자신이 압전소자로 되는 세라믹, 고분자, 예를들어 폴리불화비닐리덴 등을 사용할 수도 있다.

(다) 모터(30)와 주위를 에워싸는 스프링(57)의 수를 증가시키고, 또 센서(100)를 모터의 원주방향에 많이 설치하여 처짐량을 제어하면, 피복재(1)에 대한 모터(30)의 미는 힘을 어떤 방사방향에 대해서도 소정의 범위에 제어할 수 있다.

또, 스프링(57)의 수가 적은 경우는 미는 힘이 걸려있는 방향과 그 방향에 대한 스프링(57)등의 합력을 고려하여 적절히 제어범위를 변경하도록 제어장치(E)에 프로그램을 기억시킬 수도 있다.

(라) 피복재(1)의 재질 등을 고려하여 미는 힘을 변경하도록 제어하는 것도 가능하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 모터가 그 지지수단에 대해 소정의 처짐량이 발생하였는가 않았는가를 검출 및 제어하는 센서와 제어장치를 설치하고, 이 제어장치의 제어 지령에 의해 작동기를 이동시켜서 모터를 자동위치 조정하므로, 이 모터의 회전축에 회전공구들을 장착하여 피가공물에 맞닿게 하면서 가공하는 경우, 이 회전날 등이 피가공물에 대해 항상 소정의 미는 힘으로 맞닿는다고 하는 뛰어난 효과를 발휘한다. 그 때문에, 회전날 등은 피가공물을 필요 이상으로 과잉 절삭한다든가 잔류 절삭한다든가 하는 일이 없고, 피가공물의 상품가치를 저하시키지 않는다.

Claims (2)

1. 모터(30)와, 이 모터(30) 회전축의 선단에 설치된 회전공구(32)와, 상기 모터(30)를 이동시키는 로보트 아암의 작동기(C)와, 이 작동기(C)와 상기 모터(30)와의 사이에 위치 설정된 모터(30)를 지지하는 지지수단(33)과, 상기 작동기(C)의 이동을 제어하는 제어장치(E)를 구비한 회전공구(32)의 자동위치 조정기구를 구비한 회전가공장치에 있어서, 상기 지지수단(33)에는 회전공구(32)에서 피가공물로서의 스티어링 휘일(5)로부터 가해지는 압력을 감지하는 센서(100)가 설치되어 있고, 이 센서(100)로부터 데이터가 상기 회전공구(32)의 소정의 이동 궤적의 범위에 있는지 여부를 상기 제어장치(E)내에서 판정하고, 소정의 이동 궤적 범위에 없는 경우에, 이 제어장치(E)로부터 상기 작동기(C)에 대해서 회전공구(32)가 소정의 이동 궤적을 이동하도록 제어지령을 출력해서 상기 작동기(C)를 구동시켜 상기 모터(30)를 이동시키는 회전공구(32)의 자동위치 조정을 행하는 것을 특징으로 하는 회전공구의 자동위치 조정기구를 구비한 회전가공장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 센서(100)는 응력 게이지인 것을 특징으로 하는 회전공구와 자동위치 조정기구를 구비한 회전가공장치.

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