KR101444815B1

KR101444815B1 - 자동 기계 가공 장치

Info

Publication number: KR101444815B1
Application number: KR1020130048995A
Authority: KR
Inventors: 배기호; 최덕수
Original assignee: 주식회사 성남전자; 배기호
Priority date: 2013-05-01
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2014-11-03

Abstract

작업용 재료가 로딩 위치에서 탑재되어 언로딩 위치에서 이탈될 때까지 일정한 경로를 따라 이송되며 적어도 하나의 기계 가공 작업이 자동 수행되는 자동 기계 가공 장치가 개시된다. 개시된 자동 기계 가공 장치는, 작업용 재료의 진행 방향을 따라 연장된 한 쌍의 평행 빔(beam)을 구비하고, 일 측에 작업용 재료가 놓여지는 로딩 위치(loading position)와, 타 측에 기계 가공이 수행된 작업용 재료가 이탈되는 언로딩 위치(unloading position)와, 로딩 위치 및 언로딩 위치 사이에 작업용 재료가 기계 가공되는 적어도 하나의 가공 위치가 마련된 이송 레일, 작업용 재료를 이송 레일을 따라 로딩 위치, 적어도 하나의 가공 위치, 및 언로딩 위치로 순차적으로 이동시키는 이송 수단, 및 이송 레일 위에 배치되고, 적어도 하나의 가공 위치에서 멈춘 작업용 재료를 기계 가공하는 공구를 포함하는, 적어도 하나의 가공 유닛을 구비하는 자동 기계 가공 장치가 개시된다.

Description

자동 기계 가공 장치{Apparatus for machining material automatically}

본 발명은 금속판재나 플라스틱 사출물과 같은 작업용 재료를 기계 가공하는 기계 가공 장치에 관한 것이다.

기계 가공이란 이란 고형(固形) 재료에 압력, 열 등을 가하여 형상이나 성질을 변형시키는 가공으로, 절삭 가공(cutting), 프레스 가공(pressing), 열처리 등을 포함한다. 모바일폰을 비롯한 수많은 제품을 제조하기 위해서 금속판재나 플라스틱 사출물과 같은 재료들이 사용된다. 이 재료들에 예를 들어, 원형 통공을 형성하기 위한 드릴링(drilling), 암나사를 형성하기 위한 탭핑(tapping), 표면을 깎는 밀링(milling)과 같은 기계 가공이 수행되어 최종 제품의 중간재로 형성된다.

종래에는 하나의 가공 재료에 대해 복수 종류의 가공 작업을 수행할 때 하나의 가공 기계에 가공 재료를 로딩(loading)하여 하나의 작업을 완료하고, 다른 하나의 가공 기계에 그 가공 재료를 옮겨 로딩(loading)하여 다른 하나의 작업을 완료하는 방식으로 진행하였다. 예를 들어, 금속판재에 암나사를 형성하고자 하는 경우에 드릴링 머신(drilling machine)에 금속판재를 로딩하여 금속판재에 원형 구멍을 뚫는 작업을 수행하고, 이 금속판재를 탭핑 머신(tapping machine)으로 옮겨 로딩하여 상기 원형 구멍에 암나사를 형성하는 작업을 수행하게 된다. 이로 인해 작업 생산성이 저하된다.

본 발명은, 작업용 재료가 로딩 위치에서 탑재되어 언로딩 위치에서 이탈될 때까지 일정한 경로를 따라 이송되며 적어도 하나의 기계 가공 작업이 자동 수행되는 자동 기계 가공 장치를 제공한다.

본 발명은, 작업용 재료의 진행 방향을 따라 연장된 한 쌍의 평행 빔(beam)을 구비하고, 일 측에 작업용 재료가 놓여지는 로딩 위치(loading position)와, 타 측에 기계 가공이 수행된 상기 작업용 재료가 이탈되는 언로딩 위치(unloading position)와, 상기 로딩 위치 및 상기 언로딩 위치 사이에 상기 작업용 재료가 기계 가공되는 적어도 하나의 가공 위치가 마련된 이송 레일, 상기 작업용 재료를 상기 이송 레일을 따라 상기 로딩 위치, 상기 적어도 하나의 가공 위치, 및 상기 언로딩 위치로 순차적으로 이동시키는 이송 수단, 및 상기 이송 레일 위에 배치되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 멈춘 작업용 재료를 기계 가공하는 공구를 포함하는, 적어도 하나의 가공 유닛을 구비하는 자동 기계 가공 장치를 제공한다.

상기 이송 수단은, 상기 한 쌍의 평행 빔 사이에 배치되어 상기 한 쌍의 평행 빔의 길이 방향으로 연장되고, 상기 이송 레일의 위치들 중 서로 인접한 한 쌍의 위치 사이의 거리만큼을 교번하여 전진 및 후퇴하는 무빙 바(moving bar), 및 상기 무빙 바에 마련되어 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 작업용 재료를 잡아주며, 상기 무빙 바가 전진하면 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에 놓여진 상기 작업용 재료를 그 다음 위치로 이송하는 재료 홀더(holder)를 구비할 수 있다.

상기 무빙 바는 유압 실린더에 연결되어 전진 및 후퇴하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 자동 기계 가공 장치는, 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 작업용 재료를 지지하고 승강(乘降)하는 재료 승강기를 더 구비하고, 상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 하강하면, 상기 작업용 재료가 상기 재료 홀더에 잡히고 상기 무빙 바가 전진하여 상기 작업용 재료가 전진하고, 상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 상승하면, 상기 작업용 재료가 상기 재료 홀더에서 이탈되고 상기 무빙 바는 상기 작업용 재료와 분리되어 후퇴하며, 상기 적어도 하나의 가공 위치에서는 상기 적어도 하나의 가공 유닛에 의해 기계 가공이 수행되도록 구성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 가공 유닛에는 상기 작업용 재료에 통공을 뚫는 드릴(drill)을 구비한 드릴링 유닛(drilling unit)이 포함되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에는 상기 드릴링 유닛에 의한 가공이 수행되는 드릴링 위치(drilling position)가 포함되고, 상기 한 쌍의 평행 빔에 고정 지지되고, 상기 드릴과 정렬되는 지점에 드릴 가이드 통공(drill guide through-hole)이 형성된 드릴 가이드 판(drill guide plate)이 구비되어, 상기 드릴링 위치에 마련된 상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 상승하면 상기 재료 승강기에 지지된 작업용 재료가 상기 드릴 가이드 판에 밀착 고정되도록 구성될 수 있다.

상기 한 쌍의 평행 빔의 내측에는 상기 작업용 재료의 외주부를 지지하도록 단차진 재료 지지턱이 마련되고, 상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 하강하면 상기 작업용 재료가 상기 재료 지지턱에 지지되고, 상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 상승하면 상기 작업용 재료가 상기 재료 지지턱에서 이격되도록 구성될 수 있다.

상기 가공 유닛은 상기 공구를 하강시켜 상기 작업용 재료를 가공하고, 가공이 끝나면 상기 공구를 상승시켜 상기 공구가 상기 작업용 재료로부터 이격되도록 구성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 작업용 재료에 통공을 뚫는 드릴(drill)을 구비한 드릴링 유닛(drilling unit), 및 상기 통공의 내주면에 암나사 트레드(female screw thread)를 형성하는 탭(tap)을 구비한 탭핑 유닛(tapping unit)이 포함되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에는, 상기 드릴링 유닛에 의한 가공이 수행되는 드릴링 위치(drilling position), 및 상기 탭핑 유닛에 의한 가공이 수행되는 탭핑 위치(tapping position)가 포함될 수 있다.

상기 탭핑 유닛은 상기 탭의 손상을 감지하는 센서(sensor)를 더 구비할 수 있다.

상기 적어도 하나의 가공 유닛에는 상기 작업용 재료의 표면을 절삭하여 돌출부를 제거하거나 홈을 형성하는 밀링 커터(milling cutter)를 구비한 밀링 유닛(milling unit)이 포함되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에는 상기 밀링 유닛에 의한 가공이 수행되는 밀링 위치(milling position)가 포함될 수 있다.

본 발명의 자동 기계 가공 장치는, 상기 로딩 위치에 상기 작업용 재료를 하나씩 공급하는 재료 공급 유닛을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 자동 기계 가공 장치에 의하면, 작업용 재료가 일정한 경로를 따라 이송되며 적어도 일 회의 기계 가공 작업이 수행되므로, 작업 속도 및 생산성이 향상되며, 한 명의 작업자만 장치를 담당하여 작업을 수행하면 족하므로 인건비가 절감된다.

또한 바람직한 실시예에 따르면, 하나의 유압 실린더를 이용하여 작업용 재료를 로딩 위치에서 언로딩 위치까지 이송하고, 중간에 가공 작업이 진행되는 동안 작업용 재료의 이송을 멈출 수 있어 구성이 단순하고, 작동에 신뢰성이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 기계 가공 장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 재료 공급 유닛을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 매거진을 확대 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 재료 공급 유닛을 도시한 측면도이다.
도 5는 도 1의 재료 이송 레일과 그 아래 부분들을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1 및 도 5의 VI-VI 에 따른 단면도이다.
도 7은 도 1 및 도 5의 VII-VII 에 따른 단면도이다.
도 8은 도 1의 드릴링 유닛(drilling unit)에 의한 드릴링 작업을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 1 및 도 5의 VIII-VIII 에 따른 단면도이다.
도 10은 도 1의 탭핑 유닛(tapping unit)에 의한 탭핑 작업을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 1 및 도 5의 IX-IX 에 따른 단면도이다.
도 12는 도 1의 밀링 유닛(milling unit)에 의한 밀링 작업을 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동 기계 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 실시예에 따른 자동 기계 가공 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 재료 공급 유닛을 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 매거진을 확대 도시한 평면도이며, 도 4는 도 1의 재료 공급 유닛을 도시한 측면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동 기계 가공 장치(10)는 작업용 재료(2)를 기계 가공하는 장치이다. 작업용 재료(2)는 예컨대, 알루미늄과 같은 금속의 주조(鑄造), 또는 플라스틱의 사출 성형에 의해 형성된 판재(plate)이다. 구체적으로, 작업용 재료(2)에 가해지는 기계 가공은 드릴링(drilling), 탭핑(tapping), 및 밀링(milling)으로 모두 절삭 가공이지만, 본 발명의 자동 기계 가공 장치가 수행 가능한 기계 가공이 절삭 가공에 한정되는 것은 아니다.

자동 기계 가공 장치(10)는 재료 공급 유닛(11), 이송 레일(81), 작업용 재료(2)의 이송 수단, 드릴링 유닛(135), 탭핑 유닛(160), 밀링 유닛(185), 상기 이송 레일(81)을 따라 배열된 4개의 재료 승강기(105, 120, 145, 170), 및 콘트롤러(195)를 구비한다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 재료 공급 유닛(11)은 판(plate) 형상의 작업용 재료(2)를 이송 레일(81)의 로딩 위치(loading position)(76)에 하나씩 끊임없이 공급하는 장치이다. 재료 공급 유닛(11)은 턴테이블(turntable)(12), 4개의 매거진(magazine)(20), 지지판 리프트(lift)(50), 및 로봇암(robot arm)(60)을 구비한다.

턴테이블(12)은 가상의 회전 중심선(C)에 대해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하며, 미리 정해진 각도만큼 회전하고 멈출 수 있다. 턴테이블(12) 아래에는 회전 중심선(C)과 동축(同軸)으로 연장된 회전 샤프트(15)가 턴테이블(12)을 회전 가능하게 지지하고, 회전 샤프트(15)는 모터(13)의 동력에 의해 회전한다.

4개의 매거진(20)은 회전 중심선(C)을 기준으로 대칭되게 턴테이블(12)의 상측면에 탑재된다. 4개의 매거진(20)은 턴테이블(12)의 회전 중심선(C)에 대해 등각도 간격, 즉 90° 간격으로 배치된다. 4개의 매거진(20)은 턴테이블(12)의 회전과 함께 회전한다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 각 매거진(20)은 턴테이블(12) 상측면에 고정되는 매거진 베이스(21)와, 적층되는 작업용 재료(2)의 길이에 맞춰 위치 변경이 가능한 복수의 길이 방향 제1 및 제2 매거진 폴(pole)(27, 29)과, 적층되는 작업용 재료(2)의 폭에 맞춰 위치 변경이 가능한 복수의 폭 방향 제1 및 제2 매거진 폴(37, 39)을 구비한다.

길이 방향 제1 및 제2 매거진 폴(27, 29)은 각각, 대응되는 폴 지지 블록(26, 28)에 고정 지지되고, 상기 폴 지지 블록(26, 28)은 가공용 재료(2)의 길이 방향과 평행하게 연장된, 구체적으로는 도 3에서 X축과 평행한 방향으로 연장된 길이 방향 스크류(screw)(24)에 결합되며, 길이 방향 스크류(24)의 일 측에 상기 스크류(24)를 회전시킬 수 있는 길이 방향 다이얼(22) 구비된다. 예를 들어, 상기 스크류(24)의 일 측 외주면의 스크류 나선과 타 측 외주면의 스크류 나선이 서로 반대되는 방향으로 형성되고, 한 쌍의 폴 지지 블록(26, 28)이 상기 스크류(24)의 일 측 외주면과 타 측 외주면에 체결되도록 구성되면, 상기 길이 방향 다이얼(22)을 일 방향으로 회전시키면 한 쌍의 폴 지지 블록(26, 28)이 서로 가까워지게 이동하고, 상기 길이 방향 다이얼(22)을 반대 방향으로 회전시키면 한 쌍의 폴 지지 블록(26, 28)이 서로 멀어지게 이동한다. 따라서, 길이 방향 다이얼(22)을 회전시켜 길이 방향 제1 및 제2 매거진 폴(27, 29) 사이의 간격을 조정할 수 있다.

마찬가지로, 상기 폭 방향 제1 및 제2 매거진 폴(37, 39)은 각각, 대응되는 폴 지지 블록(36, 38)에 고정 지지되고, 상기 폴 지지 블록(36, 38)은 가공용 재료(2)의 폭 방향과 평행하게 연장된, 구체적으로는 도 3에서 Y축과 평행한 방향으로 연장된 폭 방향 스크류(screw)(34)에 결합되며, 폭 방향 스크류(34)의 일 측에 상기 스크류(34)를 회전시킬 수 있는 폭 방향 다이얼(32) 구비된다. 예를 들어, 상기 스크류(34)의 일 측 외주면의 스크류 나선과 타 측 외주면의 스크류 나선이 서로 반대되는 방향으로 형성되고, 한 쌍의 폴 지지 블록(36, 38)이 상기 스크류(34)의 일 측 외주면과 타 측 외주면에 체결되도록 구성되면, 상기 폭 방향 다이얼(32)을 일 방향으로 회전시키면 한 쌍의 폴 지지 블록(36, 38)이 서로 가까워지게 이동하고, 상기 폭 방향 다이얼(32)을 반대 방향으로 회전시키면 한 쌍의 폴 지지 블록(36, 38)이 서로 멀어지게 이동한다. 따라서, 폭 방향 다이얼(32)을 회전시켜 폭 방향 제1 및 제2 매거진 폴(37, 39) 사이의 간격을 조정할 수 있다.

길이 방향 제1 및 제2 매거진 폴(27, 29)과 폭 방향 제1 및 제2 매거진 폴(37, 39) 사이에는 지지판(40)이 끼워진다. 지지판(40)은 4개의 지지 폴(pole)(46)에 의해 매거진 베이스(21)로부터 높게 이격되어 지지된다. 지지판(40)에는 길이 방향 제1 및 제2 매거진 폴(27, 29)이 이동 가능하게 작업용 재료(2)의 길이 방향으로 연장 형성된 길이 방향 제1 및 제2 슬롯(slot)(41, 42)과, 포 방향 제1 및 제2 매거진 폴(37, 39)이 이동 가능하게 작업용 재료(2)의 폭 방향으로 연장 형성된 폭 방향 제1 및 제2 슬롯(43, 44)이 마련된다. 복수의 작업용 재료(2)가 지지판(40) 위에 Z축과 평행한 방향으로 일렬로 적층될 수 있다.

지지판 리프트(50)는 턴테이블(12)이 회전을 멈추고 4개의 매거진(20) 중 하나가 픽업 위치(pick-up position)에 위치한 때 상기 픽업 위치에 위치한 매거진(20)의 지지판(40)을 상승시킨다. 본 발명의 실시예에서 픽업 위치는 도 2를 참조하여 설명하면, 회전 중심선(C)을 기준으로 X축 방향 변위는 없고, Y축 음(-)의 방향으로 매거진(20)이 최대한 이격되어 있는 위치이다.

지지판 리프트(50)는 Z축과 평행하게 연장된 Z축 빔(beam)(51)과, Z축 빔(51)에 연결되어 모터(53)의 동력에 의해 승강하는 리프팅 폴 브라켓(55)과, 리프팅 폴 브라켓(55)에 고정되고 Z축과 평행하게 연장된 4개의 리프팅 폴(lifting pole)(57)을 구비한다. 예를 들어, Z축 빔(51)과 평행하게 연장되고 모터(53) 동력에 의해 회전하는 스크류(screw)(미도시)에 상기 리프팅 폴 브라켓(55)이 체결되도록 구성되면 상기 모터(53)의 동력에 의해 상기 리프팅 폴 브라켓(55)이 승강할 수 있다. 4개의 리프팅 폴(57)은 대응되는 4개의 지지판 지지 폴(46)과 일직선 상에 배열되게 정렬된다. 리프팅 폴 브라켓(55)이 승강 가능한 범위에서 최저 높이에 위치한 때 상기 리프팅 폴((57)의 상단의 높이는 턴테이블(12)보다 아래에 위치하므로 턴테이블(12)의 회전이 방해되지 않는다.

턴테이블(12)의 회전이 멈추고 4개 중 하나의 매거진(20)이 픽업 위치에 있는 때 상기 리프팅 폴 브라켓(55)이 상승하면, 4개의 리프팅 폴(57)이 턴테이블(12) 및 매거진 베이스(21)를 관통하고 상승하여 4개의 지지 폴(46)을 밀어 올리며, 이로 인해 픽업 위치에 있는 지지판(40)이 밀려 올라간다. 따라서, 지지판(40) 위에 적층된 작업용 재료(2)의 높이가 상승한다. 픽업 위치에 있는 지지판(40) 위에 적층된 작업용 재료(2)가 모두 없어지고 리프팅 폴 브라켓(55)이 최저 높이까지 하강하면 4개의 리프팅 폴(57)이 턴테이블(12)의 아래로 빠져 나온다. 이때 턴테이블(12)이 90° 회전하고 멈추면 인접한 매거진(20)이 픽업 위치에 새롭게 위치하여 그 매거진(20)에 적층된 작업용 재료(2)가 하나씩 픽업(pick-up)될 수 있다.

로봇암(robot arm)(60)은 픽업 위치에 위치한 매거진(20) 내에서 최상층에 적층된 작업용 재료(2)를 픽업(pick-up)하여 상기 로딩 위치(76)까지 이동시켜 내려 놓는다. 로봇암(60)은 제1, 제2, 제3 빔(beam)(61, 63, 65), 및 픽업 수단을 구비한다. 제1 빔(61)은 매거진 폴(27, 29, 37, 39)의 상단보다 높게 위치하고, X축과 평행하게 연장된다. 제2 빔(63)은 제1 빔(61)에 체결되어 제1 빔(61)의 길이 방향, 즉 X축과 평행하게 이동 가능하며, 제1 빔(61)의 길이 방향과 직교하는 다른 일 방향, 즉 Y축과 평행하게 연장된다. 또한, 제3 빔(65)은 제2 빔(63)에 체결되어 제2 빔(63)의 길이 방향, 즉 Y축과 평행하게 이동 가능하며, 제1 빔(61)의 길이 방향과 제2 빔(63)의 길이 방향에 모두 직교하는 또 다른 일 방향, 즉 Z축과 평행하게 연장된다.

예를 들어, 제1 빔(61)과 평행하게 연장되고 제1 빔(61)에 설치된 모터(미도시)의 동력에 의해 회전하는 스크류(screw)(미도시)에 상기 제2 빔(63)이 체결되도록 구성되면 제2 빔(63)이 제1 빔(61)의 길이 방향으로 이동 가능하다. 마찬가지로, 제2 빔(63)과 평행하게 연장되고 제2 빔(63)에 설치된 모터(미도시)의 동력에 의해 회전하는 스크류(screw)(미도시)에 상기 제3 빔(65)이 체결되도록 구성되면 제3 빔(65)이 제2 빔(63)의 길이 방향으로 이동 가능하다.

픽업 수단은 제3 빔(65)에 체결되어 그 길이 방향, 즉 Z축과 평행하게 이동 가능하며, 상기 픽업 위치에 위치한 매거진(20)의 최상층에 적층된 작업용 재료(2)를 집어 올린다. 픽업 수단은 3개의 흡착 노즐(nozzle)(70)과, 흡착 노즐 브라켓(67)을 구비한다. 3개의 흡착 노즐(70)은 작업용 재료(2)의 표면에 접근하고 공기를 흡입하여 작업용 재료(2)를 흡착(吸着)한다. 흡착 노즐 브라켓(67)은 3개의 흡착 노즐(70)을 고정 지지하고, 제3 빔(65)에 체결되어 그 길이 방향으로 이동 가능하다. 예를 들어, 제3 빔(65)과 평행하게 연장되고 제3 빔(65)에 설치된 모터(미도시)의 동력에 의해 회전하는 스크류(미도시)에 상기 흡착 노즐 브라켓(67)이 체결되도록 구성되면 흡착 노즐 브라켓(67)이 제3 빔(65)의 길이 방향으로 이동 가능하다.

흡착 노즐 브라켓(67)에는 센서(sensor)(72)가 장착된다. 센서(72)는 상기 픽업 위치에 위치한 매거진(20)의 지지판(40) 위에 작업용 재료(2)가 적층되어 있는지 여부를 감지한다. 또한, 센서(72)는 지지판(40) 위에 적층된 작업용 재료들(2) 중에 최상층에 적층된 작업용 재료(2)가 픽업 높이에 위치하는지 여부를 감지한다. 상기 픽업 높이는 로봇암(60)의 흡착 노즐(70)이 작업용 재료(2)를 픽업하는 높이이다. 센서(72)는 예를 들어, CCD 카메라와 같은 비전 센서(vision sensor) 또는 포토 센서(photo sensor)일 수 있다.

콘트롤러(195)는 턴테이블(12), 지지판 리프트(50), 및 로봇암(60)의 작동을 제어하여, 픽업 위치의 매거진(20)에 적층된 작업용 재료(2)를 하나씩 로딩 위치(76)로 이동시킨다.

이하에서, 재료 공급 유닛(11)을 이용한 작업용 재료(2)의 공급 작업, 및 이 작업 수행과 관련된 콘트롤러(195)의 기능적 구성을 설명한다. 재료 공급 유닛(11)을 이용한 작업 개시에 앞서, 4개의 매거진(20)에 복수의 작업용 재료(2)가 적층된다. 자동 기계 가공 장치(10)의 작업 개시 스위치가 켜지면, 턴테이블(12)의 회전으로 4개의 매거진(20) 중 하나는 상기 픽업 위치로 이동하고, 3개의 흡착 노즐(70)은 상기 픽업 위치의 위로 이동하여 정렬된다.

흡착 노즐 브라켓(67)에 장착된 센서(72)가 픽업 위치의 매거진(20)에 작업용 재료(2)가 있고, 적층된 작업용 재료(2) 중 최상층의 작업용 재료(2)가 픽업 높이에 있음을 감지하면, 콘트롤러(195)는 흡착 노즐 브라켓(67)을 하강시켜 흡착 노즐(70)을 픽업 높이로 이동시키고, 흡착 노즐(70)이 공기를 흡착하여 최상층의 작업용 재료(2)가 흡착 노즐(70)에 흡착되도록 제어한다. 그리고, 콘트롤러(195)는 작업용 재료(2)가 흡착 노즐(70)에 흡착된 상태로 로딩 위치(76)까지 이동하도록 제2 빔(63), 제3 빔(65), 및 흡착 노즐 브라켓(67)을 이동 제어한다. 콘트롤러(195)는 상기 로딩 위치(76)에서 흡착 노즐(70)이 공기 흡착을 멈추도록 제어하여 작업용 재료(2)를 로딩 위치(76)에 내려 놓고, 상기 흡착 노즐(70)을 다시 픽업 위치의 위로 복귀시킨다.

상기 센서(72)가 픽업 위치의 매거진(20)에 작업용 재료(2)가 있으나, 적층된 작업용 재료(2) 중 최상층의 작업용 재료(2)가 픽업 높이에 있지 않음을 감지하면, 콘트롤러(195)는 4개의 리프팅 폴(57)이 4개의 지지 폴(46)과 지지판(40)을 밀어 올려 상기 최상층의 작업용 재료(2)가 픽업 높이에 도달하도록 지지판 리프트(50)를 제어한다. 그리고, 이미 상술한 바와 마찬가지로 콘트롤러(195)는 로봇암(60)이 상기 픽업 높이에 도달한 작업용 재료(2)를 픽업하여 로딩 위치(76)에 내려 놓고 다시 복귀하도록 제어한다.

반복 작업에 의해 픽업 위치의 매거진(20)에 적층된 작업용 재료(2)가 모두 없어지면, 상기 센서(72)가 픽업 위치의 매거진(20)의 지지판(40) 위에 작업용 재료(2)가 적층되지 않았음을 감지한다. 센서(72)의 감지 결과에 따라 콘트롤러(195)는 턴테이블(12)을 90° 만큼 회전 후 멈춰 인접한 매거진(20)을 픽업 위치로 이동시킨다. 그리고, 이미 상술한 바와 마찬가지로 로봇암(60)이 픽업 위치의 매거진(20)에 적층된 작업용 재료(2)를 하나씩 픽업하여 로딩 위치(76)에 내려 놓고 복귀하도록 제어한다. 작업자는 픽업 위치로 이동한 매거진(20)의 작업용 재료(2)에 대해 픽업과 이동 작업이 계속되고 있는 동안, 비워진 매거진(20)에 작업용 재료(2)를 다시 채워 넣을 수 있다. 이와 같이 반복하여 끊임없이 작업용 재료(2)를 하나씩 로딩 위치(76)로 공급할 수 있다.

도 5는 도 1의 재료 이송 레일과 그 아래 부분들을 도시한 평면도이고, 도 6은 도 1 및 도 5의 VI-VI 에 따른 단면도이고, 도 7은 도 1 및 도 5의 VII-VII 에 따른 단면도이고, 도 8은 도 1의 드릴링 유닛(drilling unit)에 의한 드릴링 작업을 나타내는 단면도이고, 도 9는 도 1 및 도 5의 VIII-VIII 에 따른 단면도이고, 도 10은 도 1의 탭핑 유닛(tapping unit)에 의한 탭핑 작업을 나타내는 단면도이고, 도 11은 도 1 및 도 5의 IX-IX 에 따른 단면도이며, 도 12는 도 1의 밀링 유닛(milling unit)에 의한 밀링 작업을 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 5를 참조하면, 이송 레일(81)은 X축과 평행하게 연장된 한 쌍의 평행 빔(beam)(82)을 구비한다. 이송 레일(81)에는 작업용 재료(2)의 진행 방향, 즉 X축 양(+)의 방향을 따라 로딩 위치(loading position)(76), 드릴링 위치(drilling position)(77), 탭핑 위치(tapping position)(78), 밀링 위치(milling position)(79), 및 언로딩 위치(unloading position)(80)가 마련된다. 상기 각 위치들(76 내지 80)은 인접한 위치와 같은 간격으로 이격되어 있다.

로딩 위치(76)는 재료 공급 유닛(11)에서 하나씩 공급되는 작업용 재료(2)가 놓여지는 위치이다. 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 밀링 위치(79)는 작업용 재료(2)가 기계 가공되는 가공 위치들이다. 드릴링 위치(77)는 작업용 재료(2)에 드릴링 유닛(135)에 의한 드릴링(drilling) 가공이 수행되는 위치이고, 탭핑 위치(78)는 드릴링 가공을 끝낸 작업용 재료(2)에 탭핑 유닛(160)에 의한 탭핑(tapping) 가공이 수행되는 위치이며, 밀링 위치(79)는 탭핑을 끝낸 작업용 재료(2)에 밀링 유닛(185)에 의한 밀링(milling) 가공이 수행되는 위치이다. 언로딩 위치(80)는 드릴링 가공, 탭핑 가공, 및 밀링 가공을 순차적으로 끝낸 작업용 재료(2)가 이송 레일(81)로부터 이탈되는 위치이다.

작업용 재료(2)의 이송 수단은 재료 공급 유닛(11)에서 공급된 작업용 재료(2)를 이송 레일(81)을 따라 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 밀링 위치(79), 및 언로딩 위치(80)로 순차적으로 이동시킨다. 상기 이송 수단은 무빙 바(moving bar)(92), 재료 홀더(96, 97), 유압 실린더(85), 및 유압 실린더 연결 바(connecting bar)(91)를 구비한다. 무빙 바(92)는 한 쌍의 평행 빔(82) 사이에 배치되어 한 쌍의 평행 빔(82)의 길이 방향으로 연장되며, 이송 레일(81)에 마련된 각 위치(76 내지 80)와 그에 인접한 위치(76 내지 80) 사이에 이격된 거리만큼을 교번(交番)하여 전진 및 후퇴, 즉 왕복(往復)한다.

유압 실린더(85)는 실린더 하우징(86)과, 상기 실린더 하우징(86)으로부터 돌출되는 방향 및 상기 실린더 하우징(86)으로 삽입되는 방향으로 이동 가능한 실린더 로드(cylinder rod)(87)를 구비한다. 유압 실린더(85)는 이송 레일(81)의 일 측 바깥에 배치되며, 실린더 하우징(86) 내부로 유체가 공급되면 실린더 로드(87)는 X축 양(+)의 방향과 평행하게 이동하고, 실린더 하우징(86) 내부로부터 외부로 유체가 배출되면 실린더 로드(87)는 X축 음(-)의 방향과 평행하게 이동한다. 실린더 로드(87)의 스트로크(stroke)는 이송 레일(81)에 마련된 각 위치(76 내지 80)와 그에 인접한 위치(76 내지 80) 사이에 이격된 거리와 같다. 유압 실린더 연결 바(91)는 한 쌍의 평행 빔(82)을 가로질러 교차하도록 배치되고, 일 측이 상기 실린더 로드(87)의 말단에 체결되어 한 쌍의 평행 빔(82)의 길이 방향으로, 즉, X축과 평행하게 왕복 가능하다. 유압 실린더 연결 바(91)의 타 측은 무빙 바(92)의 일 측 단부에 체결된다. 이와 같은 구성으로 무빙 바(92)는 유압 실린더(85)의 구동력에 의해 전진 및 후퇴한다. 상기 실린더 로드(87)의 X축과 평행한 방향의 이동은 콘트롤러(195)에 의해 제어된다.

재료 홀더(96, 97)는 무빙 바(92)에 마련되어 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)에서 작업용 재료(2)를 잡아주며, 무빙 바(92)가 X축 양(+)의 방향과 평행하게 전진하면 상기 각 위치(76 내지 79)에 놓여진 작업용 재료(2)를 무빙 바(92)를 따라 그 다음 위치(77 내지 80)로 이송한다. 구체적으로 재료 홀더(96, 97)는 이송 레일(81) 내에서 작업용 재료(2)의 진행 방향을 따라 상류 측에 마련된 제1 재료 홀더(96)와, 상기 진행 방향을 따라 하류 측에 마련된 제2 재료 홀더(97)를 구비한다. 작업용 재료(2)는 제1 및 제2 재료 홀더(96, 97) 사이에 끼워지며, 무빙 바(92)가 X축 양(+)의 방향과 평행하게 전진할 때에는 제1 재료 홀더(96)가 작업용 재료(2)를 밀어 다음 위치(77 내지 80)를 향해 이송한다. 그리고, 무빙 바(92)가 전진을 멈춘 때에는 제2 재료 홀더(97)가 작업용 재료(2)의 관성(慣性)에 의한 전진을 가로막아 작업용 재료(2)를 상기 다음 위치(77 내지 80)에서 정확히 정지시킨다.

4개의 재료 승강기(105, 120, 145, 170)는 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)에서 작업용 재료(2)를 지지하고 승강한다. 이하에서, 상기 로딩 위치(76)에 마련된 재료 승강기(105)를 제1 재료 승강기라 하고, 상기 드릴링 위치(77)에 마련된 재료 승강기(120)를 제2 재료 승강기라 하고, 상기 탭핑 위치(78)에 마련된 재료 승강기(145)를 제3 재료 승강기라 하고, 상기 밀링 위치(79)에 마련된 재료 승강기(170)를 제4 재료 승강기라 한다.

도 5, 도 6, 도 7, 도 9, 및 도 11을 함께 참조하면, 제1 내지 제4 재료 승강기(105, 120, 145, 170)는 승강 액추에이터(actuator)(106, 121, 146, 171)의 구동력에 의해 승강하는 승강 블록(108, 123, 148, 173)과, 승강 블록(108, 123, 148, 173)의 상측에 고정 지지된 재료 지지판(115, 130, 155, 180)을 구비한다. 승강 액추에이터(106, 121, 146, 171)는 예를 들어, 유압 실린더, 솔레노이드, 모터 등을 포함할 수 있다. 승강 블록(108, 123, 148, 173)에는 자신의 승강에 불구하고 무빙 바(92)과 충돌하지 않도록 상측면에서 아래로 파인 홈(109, 124, 149, 174)이 형성된다. 재료 지지판(115, 130, 155, 180)은 무빙 바(92)를 사이에 두고 양 측에 배치된 제1 부분(116, 131, 156, 181)과 제2 부분(117, 162, 157, 182)을 구비하고, 제1 부분(116, 131, 156, 181)과 제2 부분(117, 162, 157, 182)은 상기 홈(109, 124, 149, 174)에 의해 구분된 승강 블록(108, 123, 148, 173)의 일 측 상단부 및 타 측 상단부에 각각 고정 지지된다. 승강 액추에이터(actuator)(106, 121, 146, 171)의 승강은 콘트롤러(195)(도 1 참조)에 의해 제어된다.

한편, 한 쌍의 평행 빔(82)의 내측에는 작업용 재료(2)의 외주부를 지지하도록 단차진 재료 지지턱(83)이 마련된다. 제1 내지 제4 재료 승강기(105, 120, 145, 170)의 재료 지지판(115, 130, 155, 180)이 하강하면 작업용 재료(2)도 하강하여 작업용 재료(2)가 재료 지지턱(83)에 지지되고(도 6, 도 7, 도 9, 및 도 11의 실선 참조), 재료 지지판(115, 130, 155, 180)은 좀 더 하강하여 작업용 재료(2)와 이격된다. 또한, 작업용 재료(2)는 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)의 제1 및 제2 재료 홀더(96, 97) 사이에 끼워져 잡히고, 무빙 바(92)가 전진하면 무빙 바(92)를 따라 작업용 재료(2)가 그 다음 위치, 즉 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 밀링 위치(79), 및 언로딩 위치(80)로 이동한다.

반대로, 제1 내지 제4 재료 승강기(105, 120, 145, 170)의 재료 지지판(115, 130, 155, 180)이 상승하면, 작업용 재료(2)가 재료 지지판(115, 130, 155, 180)에 지지되어 재료 지지턱(83)에서 이격되고 제1 및 제2 재료 홀더(96, 97)에서도 이탈된다(도 6, 도 7, 도 9, 및 도 11의 이점 쇄선 참조). 이때 무빙 바(92)가 후퇴하면 제1 및 제2 재료 홀더(96, 97)가 작업용 재료(2)와 분리된 채 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 밀링 위치(79), 및 언로딩 위치(80)에서 원래 위치, 즉 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)로 복귀한다.

도 1 및 도 6을 함께 참조하면, 로딩 위치(76)에서 제1 재료 승강기(105)의 재료 지지판(115)이 상승한 때 로봇암(60)의 흡착 노즐(70)에 픽업(pick-up)되어 로딩 위치(76)까지 이동된 작업용 재료(2)가 흡착 노즐(70)에서 분리되어 재료 지지판(115)에 올려진다.

도 1, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 드릴링 위치(77)에서 제2 재료 승강기(120)의 재료 지지판(130)에 의해 작업용 재료(2)가 상승한 때, 드릴링 유닛(135)에 의해 드릴링 가공 작업이 수행된다. 드릴링 가공 작업은 작업용 재료(2)에 원형 내경의 복수의 통공(3)을 뚫는 작업이다. 드릴링 유닛(135)은 공구인 복수의 드릴(140)과 복수의 드릴(140)을 지지하는 드릴 지지 헤드(136)를 구비한다. 각 드릴(140)은 Z축과 평행하게 연장되고, Z축과 평행한 회전축에 대해 고속 회전 가능한 드릴 샤프트(141)와, 드릴 샤프트(141) 말단에 고정 지지된 드릴 블레이드(142)를 구비한다. 드릴 지지 헤드(136)는 Z축과 평행하게 승강 가능하다. 드릴 지지 헤드(136)의 승강과 드릴(140)의 회전은 콘트롤러(195)에 의해 제어된다.

한편, 드릴 블레이드(142)가 작업용 재료(2)를 절삭하며 파고 들어갈 때 작업용 재료(2)가 고정되어 있지 않으면, 설정한 정확한 지점에 설정한 정확한 크기의 통공(3)을 형성하기도 어렵고, 절삭 작업 중에 드릴 블레이드(142)가 파손될 수도 있다. 따라서, 한 쌍의 평행 빔(82)에 고정 지지된 드릴 가이드 판(drill guide plate)(138)이 구비된다. 제2 재료 승강기(120)에 의해 작업용 재료(2)가 상승되면 작업용 재료(2)의 상측면이 드릴 가이드 판(138)에 밀착된다. 이로써 작업용 재료(2)는 드릴링 가공 작업 중에 드릴 가이드 판(138)과 재료 지지판(130) 사이에서 밀착 고정된다. 드릴 가이드 판(138)에는 Z축과 평행한 일 직선을 따라 드릴(140)과 정렬되는 드릴 가이드 통공(drill guide through-hole)(139)이 형성된다.

로딩 위치(76)를 통과하고 드릴링 위치(77)로 이송된 작업용 재료(2)는 제2 재료 승강기(120)에 의해 올려져 드릴 가이드 판(138)과 재료 지지판(130) 사이에서 밀착 고정된다. 드릴(140)이 고속 회전하며 드릴 지지 헤드(136)가 아래로 하강하면 드릴 블레이드(142)가 드릴 가이드 통공(139)을 관통하고, 이에 밀착된 작업용 재료(2)를 절삭하며 관통하여 작업용 재료(2)의 미리 지정된 지점에 통공(3)이 형성된다. 통공(3)이 형성된 후 드릴 지지 헤드(136)는 원위치로 상승하며, 드릴 블레이드(142)가 작업용 재료(2)와 드릴 가이드 판(138)으로부터 이격된다. 통공(3)이 형성된 작업용 재료(2)는 제2 재료 승강기(120)의 재료 지지판(130)이 하강함에 따라 한 쌍의 평행 빔(82)의 재료 지지턱(83)에 지지되고, 한 쌍의 재료 홀더(96, 97) 사이에 끼워진다.

드릴링 위치(77)에 위치한 작업용 재료(2)에는 물 공급 호스(미도시)를 통해 물이 계속 공급되며, 드릴 블레이드(142)에 의해 절삭된 작업용 재료(2)의 파편 및 먼지가 이 물에 의해 씻겨 내려가므로, 비산되지 않고 자동 기계 가공 장치(10)에서 제거된다.

도 1, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 탭핑 위치(78)에서 제3 재료 승강기(145)의 재료 지지판(155)에 의해 작업용 재료(2)가 상승한 때, 탭핑 유닛(160)에 의해 탭핑 가공 작업이 수행된다. 탭핑 가공 작업은 드릴링 가공에 의해 형성된 통공(3)(도 8 참조)의 내주면에 암나사 트레드(female screw thread)를 형성하는 작업이다.

탭핑 유닛(160)은 공구인 복수의 탭(tap)(165)과 복수의 탭(165)을 지지하는 탭 지지 헤드(161)를 구비한다. 각 탭(165)은 Z축과 평행하게 연장되고, Z축과 평행한 회전축에 대해 고속 회전 가능한 탭 샤프트(166)와, 탭 샤프트(166) 말단에 고정 지지된 탭 블레이드(167)를 구비한다. 탭 지지 헤드(161)는 Z축과 평행하게 승강 가능하다. 탭 지지 헤드(161)의 승강과 탭(165)의 회전은 콘트롤러(195)에 의해 제어된다.

탭핑 가공 작업 중에 탭 블레이드(167)는 부러지거나 손상될 가능성이 높다. 탭(167)의 손상, 구체적으로는, 탭 블레이드(167)의 손상으로 인한 작업 불량을 예방하기 위하여 탭핑 유닛(160)은 탭(165)의 손상을 감지하는 센서(sensor)(163)를 더 구비한다. 상기 센서(163)는 예를 들어, CCD 카메라와 같은 비전 센서(vision sensor) 또는 포토 센서(photo sensor)일 수 있다. 센서(163)에 의해 탭 블레이드(167)의 손상이 감지되면 콘트롤러(195)가 이에 그 센싱 신호(sensing signal)에 기초하여 자동 기계 가공 장치(10)의 연속 작업이 중단되도록 장치(10)의 각 부분들을 제어할 수 있다.

로딩 위치(76)와 드릴링 위치(77)를 차례로 통과하고 탭핑 위치(78)로 이송된 작업용 재료(2)는 제3 재료 승강기(145)의 재료 지지판(155)에 의해 올려져 지지된다. 탭(165)이 고속 회전하며 탭 지지 헤드(161)가 아래로 하강하면 드릴링 가공에 의해 형성된 통공(3)(도 8 참조)에 탭 블레이드(167)가 삽입되고 회전하여 내주면에 암나사 트레드가 형성된 암사나 통공(3a)이 형성된다. 암나사 통공(3a)이 형성된 후 탭 지지 헤드(161)는 원위치로 상승하며, 탭 블레이드(167)가 작업용 재료(2)로부터 이격된다. 암나사 통공(3a)이 형성된 작업용 재료(2)는 제3 재료 승강기(145)의 재료 지지판(155)이 하강함에 따라 한 쌍의 평행 빔(82)의 재료 지지턱(83)에 지지되고, 한 쌍의 재료 홀더(96, 97) 사이에 끼워진다.

한편, 탭핑 위치(78)에 위치한 작업용 재료(2)에는 물 공급 호스(미도시)를 통해 물이 계속 공급되며, 탭 블레이드(167)에 의해 절삭된 작업용 재료(2)의 파편 및 먼지가 이 물에 의해 씻겨 내려가므로, 비산되지 않고 자동 기계 가공 장치(10)에서 제거된다.

도 1, 도 11, 및 도 12를 참조하면, 밀링 위치(79)에서 제4 재료 승강기(170)의 재료 지지판(180)에 의해 작업용 재료(2)가 상승한 때, 밀링 유닛(185)에 의해 밀링 가공 작업이 수행된다. 밀링 가공 작업은 작업용 재료(2)의 표면을 절삭하여 돌출부(5)를 제거하는 작업이다.

밀링 유닛(185)은 공구인 밀링 커터(milling cutter)(187)와, 밀링 커터(187)를 지지하는 밀링 커터 지지 헤드(186)를 구비한다. 밀링 커터(187)는 Z축과 평행하게 연장되고, Z축과 평행한 회전축에 대해 고속 회전 가능한 밀링 커터 샤프트(188)와, 밀링 커터 샤프트(188) 말단에 고정 지지된 밀링 커터 블레이드(189)를 구비한다. 밀링 커터 지지 헤드(186)는 Z축과 평행하게 승강 가능하다. 밀링 커터 지지 헤드(186)의 승강과 밀링 커터(187)의 회전은 콘트롤러(195)에 의해 제어된다.

주조(鑄造) 또는 사출 성형으로 제품을 형성할 때 금형내의 캐비티(cavity)에서 성형된 제품을 금형으로부터 분리하기 위해 제품을 밀어 올리는 핀(pin)을 밀핀이라고 하는데, 제품의 성형시에 상기 밀핀의 말단부가 캐비티의 내측면과 매끄럽게 연결되지 못하고 약간 단차지게 연결되면 성형된 제품의 표면에 '밀핀 자국'이라고 불리는 돌출부가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 작업용 재료(2)가 주조(鑄造)된 금속판재 또는 사출 성형된 플라스틱판재인 경우 작업용 재료(2)의 표면에 상기 밀핀 자국에 의한 하나 또는 복수의 돌출부(5)가 형성될 수 있다. 동일한 금형에서 성형된 작업용 재료(2)라면 상기 밀핀 자국, 즉 돌출부(5) 위치는 일정하다.

로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 및 탭핑 위치(78)를 차례로 통과하고 밀링 위치(79)로 이송된 작업용 재료(2)는 제4 재료 승강기(170)의 재료 지지판(180)에 의해 올려져 지지된다. 이때 작업용 재료(2)에 형성된 돌출부(5)와, 밀링 커터 샤프트(188)와, 밀링 커터 블레이드(189)는 Z축과 평행한 일 직선을 따라 일렬로 정렬된다. 밀링 커터 블레이드(189)가 고속 회전하면서 밀링 커터 지지 헤드(186)가 적절한 높이까지 하강하면 돌출부(5)가 밀링 커터 블레이드(189)에 의해 절삭 되어 작업용 재료(2)의 표면이 편평해진다(참조부호 5a 참조).

돌출부(5)가 제거된 후 밀링 커터 지지 헤드(186)는 원위치로 상승하며, 밀링 커터 블레이드(189)는 작업용 재료(2)의 표면에서 이격된다. 돌출부(5)가 제거된 작업용 재료(2)는 제4 재료 승강기(170)의 재료 지지판(180)이 하강함에 따라 한 쌍의 평행 빔(82)의 재료 지지턱(83)에 지지되고, 한 쌍의 재료 홀더(96, 97) 사이에 끼워진다. 한편, 밀링 유닛(185)에 의한 밀링 가공은 상술한 돌출부(5)의 제거에 한정되는 것은 아니며, 작업용 재료(2)의 표면에 단차지게 파인 홈을 형성하는 작업을 포함할 수도 있다.

로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)를 차례로 거쳐 기계 가공이 완료된 작업용 재료(2)는 무빙 바(92)의 전진으로 언로딩 위치(80)로 이송된다. 언로딩 위치(80)로 이송된 작업용 재료(2)는 작업자의 인력(人力)에 의해 또는 산업용 로봇의 동작에 의해 픽업(pick-up)된다. 산업용 로봇에 의해 작업용 재료(2)가 언로딩 픽업(unloading pick-up)되는 경우 산업용 로봇의 작업은 콘트롤러(195)에 의해 제어될 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.

2: 작업용 재료 10: 자동 기계 가공 장치
11: 재료 공급 유닛 20: 매거진
60: 로봇암 76: 로딩 위치
80: 언로딩 위치 82: 이송 레일
85: 유압 실린더 92: 무빙 바
135: 드릴링 유닛 160: 탭핑 유닛

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일 측에 상기 작업용 재료가 놓여지는 로딩 위치(loading position)와, 타 측에 기계 가공이 수행된 상기 작업용 재료가 이탈되는 언로딩 위치(unloading position)와, 상기 로딩 위치 및 상기 언로딩 위치 사이에 상기 작업용 재료가 기계 가공되는 적어도 하나의 가공 위치가 마련된 이송 레일;
상기 작업용 재료를 상기 이송 레일을 따라 상기 로딩 위치, 상기 적어도 하나의 가공 위치, 및 상기 언로딩 위치로 순차적으로 이동시키는 이송 수단; 및,
상기 이송 레일 위에 배치되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 멈춘 작업용 재료를 기계 가공하는 공구를 포함하는, 적어도 하나의 가공 유닛;을 구비하고,
상기 이송 수단은, 상기 이송 레일의 위치들 중 서로 인접한 한 쌍의 위치 사이의 거리만큼을 교번하여 전진 및 후퇴하는 무빙 바(moving bar); 및,
상기 무빙 바에 마련되어 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 작업용 재료를 잡아주며, 상기 무빙 바가 전진하면 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에 놓여진 상기 작업용 재료를 그 다음 위치로 이송하는 재료 홀더(holder);를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 무빙 바는 유압 실린더에 연결되어 전진 및 후퇴하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 작업용 재료를 지지하고 승강(乘降)하는 재료 승강기를 더 구비하고,
상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 하강하면, 상기 작업용 재료가 상기 재료 홀더에 잡히고 상기 무빙 바가 전진하여 상기 작업용 재료가 전진하고,
상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 상승하면, 상기 작업용 재료가 상기 재료 홀더에서 이탈되고 상기 무빙 바는 상기 작업용 재료와 분리되어 후퇴하며, 상기 적어도 하나의 가공 위치에서는 상기 적어도 하나의 가공 유닛에 의해 기계 가공이 수행되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제4 항에 있어서,
상기 작업용 재료의 진행 방향을 따라 연장된 한 쌍의 평행 빔을 구비하고, 상기 무빙 바는 한 쌍의 평행 빔 사이에 배치되어 상기 한 쌍의 평행 빔의 길이 방향으로 연장되고,
상기 적어도 하나의 가공 유닛에는 상기 작업용 재료에 통공을 뚫는 드릴(drill)을 구비한 드릴링 유닛(drilling unit)이 포함되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에는 상기 드릴링 유닛에 의한 가공이 수행되는 드릴링 위치(drilling position)가 포함되고, 상기 한 쌍의 평행 빔에 고정 지지되고, 상기 드릴과 정렬되는 지점에 드릴 가이드 통공(drill guide through-hole)이 형성된 드릴 가이드 판(drill guide plate)이 구비되어,
상기 드릴링 위치에 마련된 상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 상승하면 상기 재료 승강기에 지지된 작업용 재료가 상기 드릴 가이드 판에 밀착 고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제4 항에 있어서,
상기 작업용 재료의 진행 방향을 따라 연장된 한 쌍의 평행 빔을 구비하고, 상기 무빙 바는 한 쌍의 평행 빔 사이에 배치되어 상기 한 쌍의 평행 빔의 길이 방향으로 연장되고,
상기 한 쌍의 평행 빔의 내측에는 상기 작업용 재료의 외주부를 지지하도록 단차진 재료 지지턱이 마련되고,
상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 하강하면 상기 작업용 재료가 상기 재료 지지턱에 지지되고, 상기 재료 승강기에 의해 상기 작업용 재료가 상승하면 상기 작업용 재료가 상기 재료 지지턱에서 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 가공 유닛은 상기 공구를 하강시켜 상기 작업용 재료를 가공하고, 가공이 끝나면 상기 공구를 상승시켜 상기 공구가 상기 작업용 재료로부터 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 작업용 재료에 통공을 뚫는 드릴(drill)을 구비한 드릴링 유닛(drilling unit), 및 상기 통공의 내주면에 암나사 트레드(female screw thread)를 형성하는 탭(tap)을 구비한 탭핑 유닛(tapping unit)이 포함되고,
상기 적어도 하나의 가공 위치에는, 상기 드릴링 유닛에 의한 가공이 수행되는 드릴링 위치(drilling position), 및 상기 탭핑 유닛에 의한 가공이 수행되는 탭핑 위치(tapping position)가 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제8 항에 있어서,
상기 탭핑 유닛은 상기 탭의 손상을 감지하는 센서(sensor)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가공 유닛에는 상기 작업용 재료의 표면을 절삭하여 돌출부를 제거하거나 홈을 형성하는 밀링 커터(milling cutter)를 구비한 밀링 유닛(milling unit)이 포함되고,
상기 적어도 하나의 가공 위치에는 상기 밀링 유닛에 의한 가공이 수행되는 밀링 위치(milling position)가 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 로딩 위치에 상기 작업용 재료를 하나씩 공급하는 재료 공급 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.