KR910008242B1 - 띠톱기계에 있어서의 절삭배분력 검출방법 및 장치 - Google Patents

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Description

띠톱기계에 있어서의 절삭배분력 검출방법 및 장치

제1도는 본 발명원리를 구체화시킨 수평 띠톱기계의 정면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선 부분단면도.

제4도는 제3도의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

35 : 채널형프레임 35p : 격벽

41, 43 : 날안내부재 47 : 핀

49 : 슬리이브상부재 53, 55 : 백업로울러

57 : 지지부재 57h : 수평구멍

35 : 돌출부 65 : 축

77 : 요동부재 75 : 자석물질

59 : 핀 61, 63 : 트위스팅부재

77s : 어깨형상부 79 : 캡부재

83 : 감지수단 91 : 스프링

87 : 스프링슈우 95 : 핀

본 발명은 일반적으로 가요성의 띠톱날이 복수개의 휘일 또는 풀리에 감겨서 절삭작업을 수행하는 띠톱기계에 관한 것이며 특히 띠톱기계에 있어서 절삭배분력을 검출하는 방법과 장치에 관한 것이다.

본 발명과 관련되는 종래기술에 관해서는 이하에서 수평 띠톱기계를 예로 들어 설명한 것이다. 그러나 본 발명은 수평 띠톱기계뿐만 아니라 수직 띠톱기계에도 적용될 수 있음은 물론이다.

잘 알려져 있는 바와같이, 수평 띠톱기계는 피가공물을 올려놓고 고정하는 베이스와, 가요성 무단(無端)띠톱날이 한쌍의 휘일 또는 풀리에 감겨져 있는 절삭헤드조립체로 구성되며, 상기 휘일 또는 풀리중 하나는 동력구동되어서 띠톱날을 구동한다. 절삭헤드조립체에는 한쌍의 안내수단에 의해서 띠톱날이 절삭구역에서 미끄럼가능하게 지지되고 절삭날이 수직하향으로 안내되어 피가공물속으로 절삭하여 들어갈 수가 있다.

절삭헤드조립체는 예로서 유압모우터 같은 적절한 수단에 의해 힌지 핀주위를 돌며, 또는 하나 또는 그이상의 수직안내수단을 따라서, 베이스로부터 상승하고 또는 베이스를 향하여 하강하도록 배열되어 있다. 그래서, 매 사이클마다, 절삭헤드조립체가 먼저 상승되고 그다음에 베이스를 향하여 하강하면 그내부에서 휘일주위로 구동하고 있는 띠톱날이 피가공물을 절삭하도록 되어 있다. 또한 자동수평기계띠톱에는 절삭헤드조립체를 자동으로 승강시키고 하나의 절삭사이클의 완료후 절삭구역안으로 피가공물을 자동으로 이송시키기 위한 장치가 제공되어 있다.

이러한 수평기계띠톱에 있어서는 띠톱날의 수명을 감소시키지 않고 높은 절삭 정확도로 효율적인 절삭작업을 수행하기 위해서 띠톱날을 최적 이송력을 가진 최적이송속도로 피가공물안으로 이송시키는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해서는 절삭작업중에 띠톱날에 대한 절삭배분력을 정밀하게 검출하므로서 띠톱날의 힘과 이송속도를 제어할 필요가 있다.

종래의 띠톱날의 절삭저항을 검출하는 통상의 방법은, 절삭작업중에 띠톱날을 지지하고 있는 절삭헤드조립체를 승강시키는 유압실린더내의 배압을 측정하므로서 검출한다. 이러한 방법에 있어서, 절삭 작동중에 띠톱날에 적용된 힘은, 절삭 작동중일때의 유압실린더의 배압과 작동 중지했을때의 배압과의 차이에 근거해서 절삭저항의 주분력으로 검출된다. 그러나, 이와같은 종래방법으로서는 절삭작동중에 있어서의 절삭배분력의 순간 변화는 검출할 수 없고, 띠톱날에 대한 절삭저항의 주성분이 띠톱날의 절삭지역으로부터 떨어진 위치에서 간접적으로 얻어지므로 다만 평균절삭저항만을 구할 수 있을 뿐이다. 띠톱기계의 절삭배분력을 검출하기 위한 많은 시도가 행하여졌으나, 종래방법으로는 절삭배분력의 변화에 따른 신속한 이송속도 및 힘의 제어가 불가능하였다.

본 발명의 일반적 목적은, 띠톱기계의 띠톱날에 대한 절삭배분력을 검출하기 위한 방법과 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 띠톱기계의 절삭작동중에 띠톱날에 대한 절삭배분력의 변화를 즉각 검출하기 위한 방법과 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 띠톱기계의 절삭작동중에 띠톱날의 이동을 확대시키므로서 띠톱날에 대한 절삭배분력을 정확하게 검출을 하기 위한 방법과 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 이러한 목적물을 달성하기 위해서, 띠톱기계는 띠톱날의 양측부를 끼워누르고 안내하는 날안내부재에 상기 띠톱날의 배(등)부에 접촉하여 띠톱날을 안내하는 백업수단을 구비하여 이룬 지지부재를 띠톱날에 대해서 이반하는 방향으로 이동이 가능하게 설치함과 함께, 띠톱날방향으로 가압하여 설치하고, 상기 지지부재에 의해 요동되는 요동부재를 설치함과 함께 요동부재의 요동량을 감지하여 상기 띠톱날(7)에 걸리는 배분력을 검출하는 센서를 설치해서 이루어져 있다.

본 발명의 기타의 목적 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시예와 그 원리를 실예로서 도면 및 이하의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

제1도를 참고하면, 수평기계띠톱(1)은 상자형 베이스(3)와, 종래의 것과 마찬가지로 베이스(3)에 대하여 수직으로 상하이동가능한 띠톱헤드조립체(5)로 구성되어 있다. 띠톱헤드조립체(5)는 힌지핀(7)에 의해서 베이스(3)에 피봇식으로 연결되고, 원통형의 유압모우터(9)에 의해서 베이스(3)에 대하여 수직으로 승강할 수 있도록 배열되어 있다. 띠톱헤드조립체(5)내에는 탄성의 무단 띠톱날(11)이 각각 축(17,19)을 갖고 있는 한쌍의 구동 및 피구동휘일(13,15)에 감겨있기 때문에, 구동휘일(13)이 동력구동될때에 구것이 구동되어서 절삭작용을 한다. 수평 띠톱기계(1)의 절삭구역에서 띠톱날(11)은 한쌍의 안내조립체(21,23)에 의해서 수직하방으로 직면한 그 절삭날로 미끄럼가능하게 유지되고 안내된다. 상기 안내조립체에 관해서는 이하에서 상세하게 설명될 것이다. 안내조립체(21,23)는 현수된 아암부재(25,27)의 하단에 분리가능하게 고정되거나 또는 일체로 제공되며, 이들 아암부재는 띠톱헤드조립체(5)의 상부에 고정된 비임부재(29)에 의해서 조정가능하게 유지된다.

또한 작업테이블(31)이 절삭지역에서 베이스(3)상에 장착되어 피가공물(W)이 거기에 놓여지고 고정된 죠오(33f)와 이동가능한 죠오(33m)를 가진 베이스조립체(33)가 그들사이에 피가공물(W)을 유지하도록 베이스상에 장착된다. 따라서, 띠톱헤드조립체(5)가 힌지핀(7)을 돌아서, 제1도에서 가상선으로 표시한 상승된 위치로부터 아래로 선회하여 하강되면 띠톱헤드조립체(5)내의 구동 및 피구동휘일(13,15)주위를 회전하는 띠톱날(11)은, 작업대(31)상의 바이스조립체(33)에 의해서 유지된 피가공물(W)을 절삭하도록 이송된다.

이와 관련해서 알아야 할 것은, 본 발명은 여하한 형태의 적절한 띠톱기계에도 적용이 가능하지만, 앞에서와 마찬가지로 이하에서도 띠톱날(11)이 힌지핀(7)을 돌아서 상하로 회전운동하는 띠톱헤드조립체(5)를 갖춘 기계띠톱(1)에 관련해서만 언급할 것이다. 예를들면 본 발명은 절삭헤드조립체 전체가 하나의 또는 복수개의 포스트같은 수직안내수단을 따라 수직이동을 하는 수평 띠톱기계에서도 적용되며, 또한 띠톱날이 상하의 휘일 주위를 돌아서 수직으로 이동하는 수직 띠톱기계에게도 적용될 수가 있다.

제2도 내지 제4도를 참고하면, 안내조립체(21)는 길다란 채널형 프레임(35)을 갖추고 이것은 복수개의 볼트(37)에 의해서 아암부재(25)의 하단에 수직으로 분리가능하게 고정된다. 채널형 프레임(35)은 채널형 오목부(35c)를 형성하는 평행벽(35wa,35wb)을 구비하고 있고, 벽(35wa,35wb)을 연결시키고 조립용 구멍(35ph)을 가진 격벽(35p)을 구비한 하단의 근처에 제공된다.

안내조립체(21)의 프레임(35)은 그 최하단에 밑으로 현수된 한쌍의 평행판상 레그(leg; 35La,35Lb)가 제공되고 이들사이에 하나의 돌출부(35b)를 제공해서 이 돌출부가 상기 채널형 오목부(35c)의 개구부에 반대되는 방향으로 돌출하게 한다. 이러한 형상을 갖는 안내조립체(21)의 프레임(35)은 볼트(37)에 의해서 아암부재(25)의 하단에 고정되어, 이때에 채널형오목부(35c)가 아암부재(27)에 의해서 유지된 안내조립체(23)를 향해 개방되고 면한다.

바람직한 실시예에 있어서 아암부재(25)는 그 하단에서 2개의 슬롯(25sa,25sb)를 가진 아래로 현수된 판형상의 돌출부(25p)가 제공되고 안내조립체(21)의 프레임(35)은 슬롯(25sa,25sb)을 통과하는 볼트(37)를 가진 스페이서판(39)에 의해서 돌출부(25p)에 수직으로 조정가능하게 고정된다.

더 구체적으로 말하면 슬롯(25sa,25sb)은 상호 수직정열되도록 아암부재(25)의 돌출부(25p)에 형성되며, 볼트(37)를 가진 스페이서판(39)에 의해서 돌출부(25p)상의 안내조립체의 프레임(35)을 수직으로 조정가능하게 유지되도록 슬롯(25sa,25sb)내에서 수직이동가능하게 배치되어 있다.

초경합금과 같은 내마모성물질로 된 한쌍의 날안내부재(41,43)가 안내조립체(21)의 프레임(35)의 레그(35La,35Lb) 사이에 분리가능하게 제공되어서 그들 사이에서 띠톱날(11)을 미끄럼이동가능하게 안내한다. 날안내부재(43)는 볼트(45)에 의해서 레그(35Lb)의 내측이 분리가능하게 고정되고, 한편 날안내부재(41)는 날안내부재(43)를 향해 가압된 핀(47)에 의해서 프레임(35)의 레그(35La)의 내측상에서 유지된다.

제2도에 도시된 바와같이, 핀(47)은 날안내부재(41)에 고정되어 있고, 프레임(35)의 레그(35La)상에 장착된 슬리이브상부재(49)내에서 수평으로 미끄럼이동가능하게 유지되고 슬리이브상부재(49)내에 제공된 스프링(51)에 의하여 날안내부재(43)방향으로 가압된다. 따라서 띠톱날(11)은 날안내부재(41)에 의하여, 날안내부재(43)방향으로 계속 가압되면서 날안내부재(41,43)사이에서 탄성적으로 안내된다.

띠톱날(11)의 등날(back edge)을 유지하기 위해서 한쌍의 백업(back up)로울러(53,55)는 날안내부재(41,43)보다 더 높은 위치에서 안내부재(21)의 프레임(35)의 레그(35La,35Lb) 사이에 회전 자유롭게 제공된다. 안내로울러(53,55)들은 지지부재(57)의 대향단에서 서로 반경방향으로 정렬되어 띠톱날(11)의 등날위에 얹혀지도록, 지지부재(57)에 의해서 회전자유롭게 유지된다. 지지부재(57)는 백업로울러들(53,55)사이의 그 중심부에 수평구멍(57h)이 형성되어 있고, 또한 상기 수평구멍(57h)을 지나 레그들(35La, 35Lb)사이에 수평고정되는 핀(59)상에서 요동가능하게 유지된다.

또한 지지부재(57)의 수평구멍(57b)은 그 직경이 핀(59)보다도 크게 형성되므로서, 지지부재(57)가 핀(59)상에서 씨이쏘오(see-saw)처럼 요동할뿐 아니라 핀(59)으로부터 약간 위로 미끄럼이동가능하게 상승될 수 있다.

따라서, 백업로울러들(53,55)은, 띠톱날(11)이 절삭작업을 위해서 날안내부재(41,43) 사이에서 이동될 때, 회전하면서 띠톱날(11)의 등날을 유지한다. 또한, 높은 절삭배분력이 발생하여 띠톱날(11)을 상향으로 이동되어 지지부재(57)를 상승시킬 때 백업로울러들(53,55)은 지지부재(57)에 의해서 위로 상승하게 된다. 그 이유는 지지부재(57)의 수평구멍(57h)의 직경이 핀(59)보다도 크게 형성되어 있기 때문이다.

제3도는 도시된 바와같이, 바람직한 실시예에 있어서 구동 및 피구동휘일(13,15)의 축들(17,19)이 어떠한 각도로 경사지게 배치되어 있기 때문에 한쌍의 트위스팅로울러(61,63)가 안내조립체(21) 프레임(35)의 돌출부(35b)에 제공되어서 띠톱날(11)을 비틀어 세운다. 트위스팅 로울러들(61,63)은 프레임(35)의 돌출부(35b)에 의해서 서로 다른 높이에서 회전자유롭게 유지되어 띠톱날(11)을 그 양쪽으로 비틀어 세운다. 따라서, 띠톱날(11)은 구동 및 피구동휘일(13,15)상에서 회전하게 되면 안내부재(41,43)사이로 들어가기전에 먼저 트위스팅 로울러들(61,63)에 의해서 비틀려 세워지기 때문에 절삭구역에서 절삭날이 하향으로 향하게 된다.

축(65)는 백업로울러(53,55)를 유지하는 지지부재(57)용 핀(59)과 평행상태로 있는 격벽(35p)위의 안내조립체(21)의 프레임(35)의 격벽(35wa,35wb)사이에서 수평으로 고정되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 축(65)은 복수개의 볼트(67)에 의해서 프레임(35)의 벽(35wa)에 고정되고, 벽고정나사(69)와 칼라(71)에 의해 벽(35wb)에 고정된다. 길다란 지지부재(73)는 축(65)에 수직으로 고정되어 상향으로 뻗고, 그 상단에서 자석물질(75)을 구비하고 있다. 사각 슬리이브 형상의 요동부재(77)는 지지부재(65)를 에워싼 축(65)상에 요동가능하게 유지되도록 놓여져서, 프레임(35)의 벽(35wa,35wb) 사이의 축(65)상에서 미끄럼가능하게 요동된다. 요동부재(77)는 그 하단부에 어깨형성부(77s)가 형성되며, 이것은 백업로울러들(53,55)을 유지하는 지지부재(57)의 핀(59) 바로 상부에 위치하고 있는데, 이것의 목적에 관해서는 앞으로 설명이 될 것이다. 또한 캡부재(79)가 복수개의 볼트(81)에 의해서 요동부재(77)의 상단에 고정되고, 또한 감지수단(83)이 복수개의 볼트(85)에 의해서 캡부재(79)의 내면에 고정되어 자석물질(75)의 상부에 위치하게 된다. 감지수단(83)은 지지부재(73)에 고정된 자석물질(75)의 상대적 변위를 감지해서 자석물질(75)의 변위에 따라 직접전압을 출력하도록 배열되어 있다. 따라서, 요동부재(77)가 축(65)상에서 요동하여 캡부재(79)를 이동시키면, 감지수단(83)은 캡부재(79)에 의해서 이동하여 자석물질(75)의 상대적 변위를 감지 또는 검출한다. 자석물질(75)과 감지수단(83)은 캡부재(79)에 의해서 먼지로부터 보호된다.

제3도에서 잘 도시된 바와 같이, 캡부재(79)는 그 상단에 L형 스프링슈우(87)가 복수개의 볼트(89)로써 고정되어 있고, 또한 강한 스프링(91)에 의해서 스프링슈우(87)를 수단으로 하여, 프레임(35)의 채널형 오목부(35c)의 열려진 쪽과 반대방향으로 가압되어진다.

바람직한 실시예에서, 그 힘이 강력한 스프링(91)은, 스프링슈우(87)를 통해서 형성된 구멍을 통해서 프레임(35)에 수평고정되는 길다란 볼트(93)에 의해서 유지되어서 스프링슈우(87)에 의해서 캡부재(79)를 유지하고 있다. 따라서, 요동부재(77)는 캡부재(79)와 더불어, 강력스프링(91)에 의하여 고정측(65)상에서 프레임(35)의 채널형 오목부(35c)와 반대되는 방향으로 가압되어 진다.

제3도 및 제4도에서 도시된 바와같이, 백업로울러(53,55)를 지지하고 있는 핀(59)바로 상부의 프레임(35)의 격벽(35p)을 통해서 수직으로 형성되어진 구멍내에, 핀(95)이 수직이동가능하게 배치된다.

핀(59)은 격벽(35p)을 통해서 수직이동가능하게 배치되어 백업로울러(53,55)의 지지부재(57)위에 놓여지고 상기 설명된 바와 같이 형성된 요동부재(77)의 어깨형상부(77s)와 접촉하여 상향으로 돌출한다. 따라서 핀(95)은 강력스프링(91)에 의해서 요동부재(77)의 어깨형상부(77s)를 수단으로 하여 백업로울러(53,55)의 지지부재(57)를 하향으로 가압하여 백업로울러(53,55)가 띠톱날(11)의 등날을 유지하게 한다. 그러나 높은 절삭저항이 발생해서 띠톱날(11)이 위로 이동되면, 백업로울러(53,55)를 통하여 지지부재(57)를 상승시키고, 따라서 핀(95)은 지지부재(57)에 의해서, 위로 이동하여 요동부재(77)를 강력스프링(91)에 대해서 축(65)주위로 요동함으로써 감지수단(83)을 이동시킨다. 또한 감지수단이 요동되면 감지수단(83)은 자석물질(75)의 상대적 변위를 감지 또는 검출하고, 앞에서 설명한 바와같이 자석물질(75)의 변위에 따라 직접 전압을 출력시킨다.

이러한 배열에 있어서, 감지수단(83)과 자석물질(75)과의 변위는 요동부재(77)의 지렛대 작용에 의해서 띠톱날(11)의 상방향운동에 비하여 확대 또는 증대된다. 따라서, 띠톱날(11)의 수직이동과 절삭저항의 주분력은 감지수단(83)에 의해서 발생되는 출력전압에 의해서 검출된다. 또한 안내조립체(21)는 판 또는 판들(97)에 의해서 덮혀져 있고, 띠톱날(11)에 절삭냉각제를 공급하기 위한 파이프(99)를 구비하고 있다.

상기 설명된 배열에 있어서, 절삭작동중의 띠톱날(11)에 대한 절삭배분력이 정상이던가 또는 높지 않을때는, 지지부재(57)는 스프링(91)에 의하여 스프링슈우(87)를 수단으로 하강된다. 그러나 절삭배분력이 증대되어 띠톱날(11)을 상승시키면 지지부재(57)는 띠톱날(11)에 의해서 백업로울러(53,55)를 수단으로 하여 상승되어 핀(59)을 상승시키고 요동부재(57)를 스프링(91)에 대해서 축(65)주위로 이동시킨다. 요동부재(77)가 먼저 띠톱날(11)에 의해서 지지부재(57)를 통하여 축(65) 주위로 이동되면, 감지수단(83)은 자석물질(75)의 둘레로 이동되어 자석물질(75)의 상대적 변위를 감지 또는 검출한 후 검출된 변위에 따라 직접 전압을 발생한다.

따라서, 띠톱날(11)에 대한 절삭배분력이 감지수단(83)에 의해서 발생하는 출력으로부터 검출되어 띠톱날(11)의 이송속도 및 힘을 최적상태로 제어할 수가 있다.

이와 관련해서 알수 있는 것은 띠톱날(11)에 대한 절삭배분력은 스트레인 게이지 같은 적절한 수단에 의해서 스프링(91)의 편향 또는 압축을 구하는 방법으로서도 검출할 수가 있다는 것이다.

이상에서 설명된 바와같이, 띠톱날(11)에 대한 절삭배분력은 본 발명에서는 절삭작동중에 절삭날(11)의 상향이동으로부터 감지수단(83)이 직접 검출한다. 또한 띠톱날(11)에 대한 절삭배분력을 검출하기 위해서, 띠톱날(11)의 근소한 이동은 요동부재(77)의 지렛대 작용에 의해서 확대 또는 증대된다. 따라서, 본 발명에 따라, 그 변화를 포함한 띠톱날(11)에 대한 절삭배분력은 절삭작업중에 즉각적이고도 정확하게 검출할 수 있다.

지금까지 바람직한 실시형태에 관해서 설명 및 도시하였지만 본 발명은 당해 이 분야에 기술을 갖고 있는 사람이면 본 발명의 원리를 벗어나지 않는 범위내에서 변형실시가 가능하다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한이된다.

Claims (5)

1. 띠톱날에 대한 피가공물의 절삭저항에 반응하여 띠톱날을 제어하는 방법에 있어서, (a) 피벗레버의 피벗지점에 정렬하여 장착된 감지수단을 가진 피벗레버를 제공하는 단계, (b) 실제 띠톱날의 운동을 나타내는 운동으로 피벗레버와 감지수단을 요동시킴으로써 띠톱날의 주행방향에 대한 수직방향과 띠톱날의 이송방향에 반대인 방향으로 띠톱날의 운동을 증폭시키는 단계, (c) 감지수단에 의해서 띠톱날의 이송방향에 대한 반대방향 및 띠톱날의 주행방향에 대한 수직방향으로 띠톱날의 증폭된 운동을 검출하는 단계, (d) 절삭작업중에 띠톱날의 운동의 크기에 직접 반응하여 띠톱날의 이송력을 조정하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 띠톱날에 대한 절삭배분력 검출 방법.
2. 띠톱기계에 있어서 띠톱날의 양측부를 끼워누르고 안내하는 날안내부재에 상기 띠톱날의 배(등)부에 접촉하여 띠톱날을 안내하는 백업수단을 구비하여 이룬 지지부재를 띠톱날에 대해서 이반하는 방향으로 이동이 가능하게 설치함과 함께, 띠톱날방향으로 가압하여 설치하고, 상기 지지부재에 의해 요동되는 요동부재를 설치함과 함께 요동부재의 요동량을 감지하여 상기 띠톱날(7)에 걸리는 배분력을 검출하는 감지수단을 설치해서 이루어진 것을 특징으로 하는 띠톱기계에 있어서의 절삭배분력 검출장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 백업수단은 로울러이고 상기 감지수단은 자석물질의 변위를 검출하는 것을 특징으로 하는 수단.
4. 제2항에 있어서, 상기 감지수단은 띠톱날을 가압하기 위한 가압수단의 편향 또는 압축상태를 검출하기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 요동부재는 검출수단의 지렛대 수단인 것을 특징으로 하는 장치.

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