절삭 가공을 자동화 할 때 Chip 처리

절삭 가공을 자동화 할 때 Chip 처리

 

1. 개요

 

컴퓨터의 발달과 고속 고능률의 공작 기계 발달로 자동화 무인화가 가능하게 되는 시점에서 가장큰 문제가 되는 것이 절삭분(Chip)의 처리이다. 여기서 여러 가지 Chip 처리 설비의 특징을 간략하게 소개하고 그해결책을 강구한다.

 

 

2. F.A 화에서 Chip 반출 처리 설비

 

 1) 과거의 처리 기술

 

    과거 자동화된 기계의 Chip 처리는 기계 주변에 낙하 처리하는 기술로 나름대로 성과과 있었으나절삭속도가 비약 적     으로 향상된 지금에는 기계주변에 광대한 공간을 확보해야하는 어려움이 있다.

 

 2) 칲 컨베어 처리

 

   ① 낙하 퇴적 하는 기술 문제점 보완으로 칩 컨베어의 개념이 도입되었다.

   ② 문제점 : 공장의 레이 아웃 예측 곤란으로 컨베어의 표준화가 곤란하고 칲의 재질, 비꼬임 (Curl) 길이,  
                  얽힌 상태 등이 칩제거의 곤란을 가져온다.

   ③ 대책 : 피삭재를 선택 가공하고, 칩브레이크를 이용 칩을 강재 절단하고, 절삭 조건을 적당히

               선택하여 적당한 크기로 칩을 분단하여 컨베어로 이송하기 편리하게 한다.

 

 

3. 각종 Chip Conveyor 특징

 

 1) 기내 장치로는 스크류식이나 스크레이퍼 식이 압도적으로 많이 이용되고 있고 그외 장치는
     푸시바식등이 이용되나 구동기구로 장축의 샤프트가 필요하고 칩반출 속도가 느린 결점이 있다

 

 2) 고무벨트 콘베어는 칩의 예리한 형상으로 파손되기 쉬워 적용범위가 좁다.

 

 3) 체인 콘베어나 스크레이퍼 구동 방식은 비산하는 칩이 구동부에 끼이는 경향이 있으므로 대책이 필요하다.

 

 4) 따라서 Chip Conveyor는 내유, 절상, 칩비산에 대한 보호대책이 필요하다.

 

 5) 위와 같은 문제점을 대처하기 위한 칩컨베이어로 진동 반송을 이용한 세이킹 컨베이어와 유연한

    레이아웃을 필요로한 압전 스파이럴 피이더로 구성된 컨베이어가 있다 두가지 모두 트로프의 경사

    전방 이용 방식으로 트로프의 재질 향상이 비교적 자유롭게 선택되고 있다 내유, 내절상, 내충칩에

    대하여 회전부분 보호가 용이하고 반송 속도가 향상된다.

 

 

4. Chip Conveyor의 종류

 

 1) 진동식 칩 컨베이어 (Shaking conveyor)

 

   ① 특징: 윗면에 드로프(Drop)를 가지고 약간의 경사진 테이퍼가이드 로울러에 지지 전진,   
              후진 속도 변화로 트로프내의 재료를 한방향으로 반송-직진운동.

   ② 반송재료 : 부정형재료 고무침식성재료 절삭재 혼입재료 분해재료 등의 반송에 이용.

   ③ 구성 : 전기적 진동기, 언밸란스 모타를사용하여 기게적 진동 부가 방식으로 구동

   ④ 장점 : 반응 속도를 자유롭게 조절할 수 있으며 검출 기구를 2개 병설 하여 각각의 전환 방향을
               서로 역 방향으로 하여 재료의 이송 방향을 역방향으로도 이송 가능하다.

 

 2) 압전식 스파이럴 피더(압전 Spiral Feeder)

 

   ① 압전체 : 티탄산염, 지로콤 산염 등을 주성분으로 하는 파인 세라믹스를 이용 전압을 가하면
                  변형이 생기고 반대로 힘을 가하면 기전력이 생김.

   ② 압전체 특징 :

       장점 : 소형 경량, 고응답성, 저전압 구동가능 (0-150V) 에너지 변환 효율이 크다.(50%)

               주변회로에 영향이 적다. 기계적 강도가 크다. 발생력이 비교적 크다.

       단점 : 변위량이 수십 ㎛로작다. 응용범위가 한정되므로 100-450㎛의 바이모프형 압전 소자가 이용된다.

   ③ 바이모프형 압전소자의 특징

       ⓐ 반송 속도의 자유로운 조절가능

       ⓑ 사용환경이나 전원 변동에 영향을 잘 받지 않는다.

       ⓒ 전력 절감 효과가 크다.

       ⓓ 경년 변화가 없고 보수가 필요없다.

   ④ 압전 소자로 Chip Conveyor 로의 이용

       ⓐ 단척 베이킹 컨베이어의 직력 배치에 의한 유연한 공장 레이 아웃에 대응한다.

       ⓑ 압전식 Feeder 의 이용에 의한 Level 조정

       ⓒ 이들의 합성과 경사 배치에의한 Ley Out의 유연성에 주안을둔 Chip Conveyor System에 대처

 

 

5. 결언

 

현재는 아직 F.A화가 대형의 F.M.S 공장에한정되어 있지만 점차로 중소 규모의 공장에도 침투될 것을 고려 할 때 다양한 Chip 처리 기술의 연구 발전이 기대 될 때라고 생각되며 많은 발전이 있으리라고 기대된다.