KR20130094296A - 자동-조절식 그라인딩 휠용 보호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라인딩 휠(16)용 작동 개구(22)가 구비된 용기 구조물을 포함하는 그라인딩 휠용 보호 장치에 관한 것으로서, 상기 용기 구조물은 고정 부분(11) 및 모터(17)에 의해 고정 부분(11)에 대하여 이동될 수 있으며 자기 차단 유닛(19)에 의해 고정 부분(11)에 대해 차단될 수 있는 이동 부분(12)을 포함하며, 상기 보호 장치는 이동 부분(11)의 위치를 자동으로 탐지하도록 구성된 센서(26)와 전체 장치의 컨트롤 수단(27)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동-조절식 그라인딩 휠용 보호 장치{AUTOMATICALLY ADJUSTABLE PROTECTION DEVICE FOR A GRINDING WHEEL}

본 발명은 그라인딩 휠용 보호 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치에 관한 것이다.

본 발명은 실제로 다른 타입의 그라인딩 휠, 가령, 예를 들어, 소위, 매우 제한된 소모율(consumption)을 가지는 "CBN"에도 적용될 수 있다.

그라인딩(grinding) 분야에서, 그라인딩 휠(grinding wheel), 가령, 예컨대, 레미네이터 실린더(laminator cylinder), 페이퍼-밀 실린더(paper-mill cylinder)로 구성된 그라인딩 휠, 및 그 외의 다른 그라인딩 휠, 가령, 실린더 또는 이와 비슷한 처리되는(processed) 피스(piece)에 작용되는, 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠이 고려된다.

이러한 종류의 기계 공구들에서, 그라인딩 휠은 보호부(protection) 또는 차단부(shelter) 내부에서 회전된다. 이러한 그라인딩 휠의 차단부들은, 안전 조건들 하에서, 처리(processing) 동안, 그라인딩 휠이 회전하는 동안 그라인딩 휠의 폭발(explosion) 또는 파열(breakage)의 경우, 그리고, 처리되는 실린더 위에 결합(engagement)되는 경우, 떼어질 수 있는(released) 임의의 파편(fragment)을 수용하도록(containing) 구성되고 설계되어야 한다.

요약하면, 이러한 그라인딩 휠은 현재 그라인딩 휠 자체의 차단부 내에 포함되는데, 일반적으로 고정 부분(소위, 후드(hood)), 및 이동 부분(소위, 타일(tile)), 뿐만 아니라 그라인딩 휠을 교체(usbstitution)하기 위해 후드에 접근할 수 있는 커버링 및 이동식 보호 장치로 구성되며, 특히, 이러한 커버들은 힌지에 의해 후드에 고정될 수 있으며 상기 커버들을 회전시킴으로써 개방될 수 있고; 또는 수동으로 혹은 모터를 사용하여 슬라이딩 이동될 수 있는 안내 장치(guiding device)에 의해 후드에 고정될 수 있다. 그라인딩 휠 자체의 직경이 변경됨으로써, 보호되지 않는(non-protected) 그라인딩 휠의 주변 부분(peripheral portion)을 제한하기 위하여, 타일은 후드에 대해 조정될 수 있다(regulated).

이런 점에서, 안전 규정 UNI EN 13128을 보면, 예를 들어, 직경 D > 125mm인 그라인딩 휠용 차단부는, 주변 마모(peripheral wear)로 인해, 그라인딩 휠의 주변과 그라인딩 휠의 이동 차단부 사이의 스팬(span)이 5mm 미만 또는 5mm로 유지되어야 하도록 설계되어야 한다는 것을 알 수 있다.

이 전제조건(requirement)에서 볼 때, 현재 그라인딩 휠용 차단부에서, 차단부와 그라인딩 휠의 주변 사이의 거리는 일반적으로 수동으로 조절되는 것을 유의해야 한다.

새로운 그라인딩 휠이 설치될 때(installed), 그라인딩 휠의 직경은 통상적으로 알려져 있으며, 그라인딩 휠의 주변과 타일 사이의 스팬을 직접적으로 측정할 필요 없이 원하는 위치를 타일에 배치하는(assign) 것이 가능하다.

하지만, 처리 동안, 운영자(operator)는 순간 순간마다 그라인딩 휠이 마모된 것을 알지 못하며, 위에서 기술된 안전 조건을 충족시키기 위하여, 운영자는, 기계의 각각의 그라인딩 사이클(grinding cycle) 후에, 그라인딩 휠과 타일 사이의 거리를 확인해야 하고(verify), 그 뒤, 타일이 그라인딩 휠에 대해 조절될 수 있게 하는 스크루 컨트롤(screw control) 및/또는 노브(knob)를 조작함으로써 안전 거리(safety distance)를 재설정하게끔(re-establish) 개입한다(intervene).

게다가, 그라인딩 공정(grinding process)에 필요한 냉각액(cooling fluid)은 시간이 지남에 따라 제트(jet)가 발생되게 하며 제트(jet)가 정기적으로 운영자에게 도달하는 경우 운영자의 안전을 해칠 수 있다. 따라서, 제트가 발생되는 것을 방지하고 냉각액이 실수로 유출되는 것을 가능한 최대한 방지하기 위하여, 그라인딩 휠을 교체(substitution)하기 위해 접근되는 면(side) 위와 그라인딩 휠의 노출된 표면(exposed surface)을 최소화시킬 필요가 있다.

본 발명의 일반적인 목적은 위에서 언급한 종래 기술의 문제점들을 매우 간단하고 저렴하며 특히 기능적인 방식으로 해결하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은, 그라인딩 휠과 외부 커버링 요소(타일) 사이에 정확한 거리를 유지하기 위하여, 전문적인 운영자에게 복잡한 측정법들을 맡길 필요 없이, 그리고, 그 중에서도, 어렵고 힘들며 위험한 공정 중에 운영자가 직접적으로 개입할 필요 없이, 그라인딩 휠, 특히 자동으로 조절될 수 있는 연마재(abrasive material)로 제작된 회전 그라인딩 휠(이 그라인딩 휠에만 제한되는 것은 아님)용 보호 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 처리 단계(processing phase)에서, 다양한 보호 장치 형상(configuration)으로 그리고 그라인딩 휠의 각각의 직경으로, 상당한 양의 냉각액이 유출되는 것을 방지하는 보호 장치, 가령, 예를 들어, 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적들에서 볼 때, 본 발명에 따르면, 보호 장치, 특히, 하기 청구범위에서 특징지어진 특징들을 가진, 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치가 고려된다(상기 그라인딩 휠에만 제한되는 것은 아님).

본 발명의 구성적인 특징과 기능적인 특징들 및 종래 기술에 대한 상기 특징들의 이점들은, 많은 요인들 중에서, 본 발명에 따라 형성된 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치의 한 구체예를 보여주는 첨부된 도면들을 참조하여 밑에서 기술되는 상세한 설명으로부터 더욱 자명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 형성된 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치가 닫힌 위치에 있는 것을 개략적으로 도시한 측면도이며;
도 2는 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 몇몇 부분들이 절단된 도 1의 측면도와 같은 개략적인 측면도이고;
도 3은 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 몇몇 부분들이 절단되고 새로운 그라인딩 휠을 삽입하기에 편리한 형상을 보여주는 도 2의 측면도와 같은 개략적인 측면도이며;
도 4는 도 3에 도시된 보호 장치를 개략적으로 도시한 측면도이고;
도 5a, 5b 및 5c는 페이싱(facing) 및 그루빙(grooving) 사이클(cycle) 전에 그라인딩 휠의 실제 직경을 나타내기 위해 센서와 접촉하고 있는 그라인딩 휠을 상세하게 확대하여 보여주며 상부로부터 바라본 도 1의 측면도와 같은 추가적인 도면이고;
도 6a, 6b 및 6c는, 소위 "다이아몬딩 단계(diamoding)" 또는 페이싱 및 그루빙 단계 동안, 그라인딩 휠이 다이아몬드와 접촉하고 있을 때, 도 5a, 5b 및 5c의 도면과 비슷한 도면이며;
도 7a, 7b 및 7c는, 위에서 기술한 안전 조건들을 보장하기 위해 보호 장치의 이동 부분과 고정 부분 사이의 정확한 거리가 재설정되는(re-established) 단계를 나타내는, 도 5a, 5b 및 5c의 도면과 비슷한 도면이다.

도면들을 보면, 본 발명에 따라 형성된 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치가 예시된다.

이 보호 장치는 연삭기(grinding machine) 위에 조립된 그라인딩 휠의 회전축에 대한 고정 부분(11)과 이동 부분(12)을 가진 용기 구조물(containment structure)을 포함한다.

이동 부분(12)은 그라인딩 휠에 대해 맞은편에 위치되고 저-마찰계수를 가진 한 쌍의 스크레이핑 가이드(scraping guide)(13) 위에 조립된다.

고정 부분(11)은 그라인딩 휠(16)의 용기 구조물의 커버링 및 보호 요소(15)를 포함하는데, 상기 커버링 및 보호 요소(15)는 예를 들어 힌지(14)에 의해 상기 고정 부분(11)에 고정된다(constrained).

모터 또는 구동 장치(driving device), 가령, 예를 들어, 공압 실린더(17)가 용기 구조물의 고정 부분(11)에 고정되는데(constrained), 상기 모터를 가진 스템(18)이 한 자유단부에서 이동 부분(12)에 힌지연결된다(hinged). 또한, 고정 부분(11)에 대한 이동 부분(12)의 전자기 차단 유닛(19)도 고려된다.

차단 요소(20), 가령, 예컨대, 기계식 차단 요소가 고정 부분(11)에 대해 이동 부분(12)을 이동시키기 위해 안전 장치로서 작동한다(act). 이 차단 요소는 예를 들어, 압축 공기와 함께 공급될 때, 예컨대 실린더 내에 남아 있는 압축 공기 때문에 실린더가 이동되는 것을 방지하는 적절한 밸브를 포함하는 스템-블록(stem-block)일 수 있다.

또한, 모터(17)에는 새로운 그라인딩 휠에 상응하는 이동 부분(12)의 위치를 자동으로 식별하도록 구성된 센서(26)가 구비된다.

위에서 제기된 구체예에서, 커버링 요소(15)가 뒤집혀서(overturned) 그라인딩 휠(16)이 닫히면(close), 특정 노브(21)에 의해 단단히 고정된다는 사실을 유의해야 하며, 상기 특정 노브는 슬라이딩이동식 커버링 요소의 경우 이와 균등한 수단으로 교체될 수 있다.

게다가, 그라인딩 휠(16)을 위한 작동 개구(operating opening)(22)가 위치되는 영역에 가까운 이동 부분 내부에서, 처리되는 피스(piece)와 그라인딩 휠(16) 사이에 냉각액 및 윤활액을 배출하기 위해 노즐(23)이 제공된다.

마지막으로, 하기 장치들이 소위 "피스-홀더 헤드(piece-holder head)" 또는 처리되는 피스를 회전시키는 연삭기의 헤드 부분 위에 조립되는데, 이 장치들은: 다이아몬딩 단계(diamoding) 전에 그라인딩 휠의 직경을 표시하기 위한 센서(25), "다이아몬딩" 또는 페이싱 및 그루빙 유닛(29) 및, 마지막으로, 고정 부분(11)에 대해 이동 부분(12)이 자동으로 위치되는 사이클 동안 이동 부분(12)이 정지되는 기계식 버퍼(24)이다. 이러한 요소(25, 24 및 29)들은 그라인딩 휠-홀더 트롤리(grinding wheel-holder trolley)가 그라인딩 휠 자체를 피스-홀더 헤드와 상응하도록 위치시킬 때 작동 개구(22)의 근처와 이동 부분(12)의 앞에 위치된다.

본 발명에 따라 형성된 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치의 기능(functining)은 다음과 같다.

우선, 도 3에 도시된 것과 같이, 새로운 그라인딩 휠(16)을 위치시킬 수 있도록 상기 커버링 요소를 뒤집음으로써 커버링 요소(15)를 개방시킬 필요가 있다.

이를 위해, 그라인딩 휠-홀더 트롤리가 "그라인딩 휠 교체 위치"로 이동되며, 그 뒤, 그라인딩 휠의 전진축(advance axis)(X)이 완전히 철회되고(withdrawn), 전자기 브레이크(19)가 제동되지 않으며(unblocked), 컨트롤 유닛(27)에 의해 실린더(17)가 작동되고 이동 부분(12)이 고정 부분(11)으로부터 멀어지도록 이동되어 그라인딩 휠(16)이 삽입될 수 있게 한다. 이 단계에서, 실린더는 이동-종료 상태(run-end)가 된다. 일단 특정의 그라인딩 휠 교체 단계가 컨트롤 유닛(27) 위에서 작동되고 나면, 커버링 요소(15)를 개방하는 단계를 제외하고는, 위에서 언급한 모든 작동들이 순차적으로 실행될 수 있거나 혹은 자동으로 실행될 수 있다.

그라인딩 휠(16)이 견고하게 배치되고 나면, 커버링 유닛(15)이 닫히고 노브(21) 또는 이와 균등한 또 다른 차단 장치에 의해 단단히 고정된다.

이 시점에서, 실린더(17)를 리콜 모드(recall mode)로 작동시킴으로써, 사용되는 그라인딩 휠(16)의 직경의 최대값에 따라 센서(26)가 정확한 시작 작동 위치를 식별할 때까지(identify) 이동 부분(12)은 고정 부분(11)으로 다시 돌아돈다(broght back).

그러면, 실린더(17)가 정지되고 전자기 차단 유닛(19)이 작동된다(도 1).

작동 사이클(operating cycle)은 예를 들어 연마되어야 하는(ground) 실린더(도시되지 않음) 위에 그라인딩 휠(16)을 삽입(intervention)함으로써 시작된다.

그라인딩 휠(16)의 직경은 도면부호(27)로 표시된 CNC 시스템으로 구성된 전체 연삭기의 컨트롤 수단(control means)에 의해 조절되며, 2-3mm만큼 마모되었을 때 디스플레이(28)에 경고/알람 표시가 가시화되어(visualized), 운영자가 가능한 최대한 빨리 즉 실행중인(underway) 그라인딩 사이클의 끝부분에서 고정 부분(11)과 이동 부분(12) 사이의 안전 거리(safety distance)를 재설정하기(re-establishing) 위한 단계를 실행하게 한다.

고정 부분(11)에 대해 이동 부분(12)을 조정하는 단계(regulation)는 예를 들어 운영자에게 요청하고 난 뒤에 컨트롤 시스템(27)에 의해 작동되는(managed) 자동 사이클(automatic cycle)에 의해 구현될 수 있으며, 상기 조정 단계는 다음의 단계(phase)들로 구성된다:

a) 연삭기는 그라인딩 휠이 피스-홀더 헤드 위에 탑재되어(onboard) 위치된 센서(25)와 상응하도록(in correspondence with) 그라인딩 휠-홀더 트롤리를 위치시킨다. 그라인딩 휠의 전진축(X)은 그라인딩 휠 자체가 센서를 향하도록 이동시킨다. 센서가 그라인딩 휠에 의해 접촉될 때, 그라인딩 휠의 전진 운동은 중지되고 그라인딩 휠의 전진축(X)의 위치와 새로운 그라인딩 휠의 원래 직경에 따라 컨트롤 시스템(27)은 현재 직경을 계산한다.

b) 이 시점에서, 그라인딩 휠-홀더 트롤리는 그라인딩 휠이 피스-홀더 헤드 위에 탑재되어 위치된 페이싱 및 그루빙 유닛(29)과 상응하도록 위치되며 페이싱 및 그루빙 단계가 자동으로 실행된다. 컨트롤 시스템(27)은 그라인딩 휠의 전진축(X)에서의 증가분(increase)에 대해 그라인딩 휠의 직경의 감소치(decrease)를 자동으로 계산한다.

c) 마지막으로, 그라인딩 휠은 이동 부분(12)이 접촉될 때까지 이동 부분(12)을 피스-홀더 헤드 위에 탑재되어 위치된 레퍼런스(reference)(24)와 상응하도록 위치된다. 브레이크(19)는 제동되지 않으며(unblocked) 그라인딩 휠의 전진축(X)은 이동 부분(12)이 레퍼런스(24)와 접촉할 때까지 전진한다. 이 시점에서, 페이싱 및 그루빙 단계 후의 그라인딩 휠의 현재 직경에 따라, 이동 부분(12)과 고정 부분(11) 사이에 안전 거리(safety distance)가 설정되고(established), 컨트롤 시스템(27)은 그라인딩 휠의 전진축(X)을 작동시켜 이동 부분(12)을 밀어서(push), 이동 부분(12)이 제동되지(braked) 않고 피스톤(17)이 차지되지(charged) 않기 때문에, 고정 부분(11)을 향해 이동되어 이동 부분(12)은 그라인딩 휠로부터 원하는 거리만큼 떨어진 거리에 위치된다. 상기 작동을 실행하기 위해 필요한 그라인딩 휠의 전진축(X)의 이동(run)은 컨트롤 시스템(27)에 의해 자동으로 계산된다.

일단 이동 부분(12)이 미리 결정된 위치에 도달하고 나면, 자기 차단 유닛(19)이 작동된다.

작동 사이클은 그라인딩 휠(16)을 삽입함으로써 시작된다. 따라서, 보호 장치가 어떻게 정확하게 위치되어야, 그라인딩 휠의 폭발(explosion) 경우에 운영자가 더 잘 보호되며 운영자가 연마재로 제작된 파편(fragment)들에 접촉되는 것을 방지하게 되는 지를 이해할 수 있다.

게다가, 용기 구조물(11, 12)과 그라인딩 휠(16) 사이의 정확한 거리에서 안전 장치가 항상 작동되면, 냉각액을 그라인딩 휠(16) 위에 배출하고 피스(piece) 위에 배출하는 것을 더 정밀하게 조절하여, 운영자의 안전에 해를 끼치고 기계 외부에 발생되는 제트(jet)를 최소화시킨다.

마지막으로, 상기 모든 작동들을 자동 사이클에 의해 실행할 수 있으면, 그라인딩 휠(16)과 이동 부분(12) 사이의 거리를 측정하고 앞에서 확인한 것과 같이 불편하고 어려우며 위험한 수동 작동을 실행하기 위해, 매번 이동 부분(12)이 고정 부분(11)을 향해 이동되게 할 필요가 없어서 운영자가 현저하게 편안해 진다.

따라서, 앞에서 언급한 본 발명의 목적이 구현된다.

본 발명에 따라 연마재로 제작된 회전 그라인딩 휠용 보호 장치를 제조하기 위한 구성의 형태, 재료 및 조립 방법들은 도면에서 단지 예시적이고 비-제한적인 목적으로 도시된 구체예들과 확연히 다를 수 있다.

특히, 이미 언급한 것과 같이, 본 발명은 슬라이딩 및 회전 커버를 둘 모두를 가진 후드(hood)에도 똑같이 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 하기 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (7)

1. 그라인딩 휠(16)용 작동 개구(22)가 구비된 용기 구조물을 포함하는 그라인딩 휠용 보호 장치에 있어서,
   상기 용기 구조물은 고정 부분(11) 및 모터(17)에 의해 고정 부분(11)에 대하여 이동될 수 있으며 자기 차단 유닛(19)에 의해 고정 부분(11)에 대해 차단될 수 있는 이동 부분(12)을 포함하며, 상기 보호 장치는 사용되는 새로운 그라인딩 휠(16)의 직경에 따라 정확한 작동 시작 위치를 식별하는 센서(26)와 전체 장치의 컨트롤 수단(27)을 포함하는 그라인딩 휠용 보호 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모터는 공압 실린더(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 그라인딩 휠용 보호 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 고정 부분(11)과 이동 부분(12) 사이에는, 저-마찰계수를 가진 한 쌍의 스크레이핑 가이드(13)가 조립되는 것을 특징으로 하는 그라인딩 휠용 보호 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정 부분(11)은 힌지(14)에 의해 상기 고정 부분(11)에 고정된(constrained) 커버링 요소(15)를 포함하며, 상기 커버링 요소(15)는 그라인딩 휠(16)을 배치할 수 있게 하기 위해 용기 구조물(11, 12)을 개방하도록 뒤집힐 수 있는(overturned) 것을 특징으로 하는 그라인딩 휠용 보호 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   작동 개구(22)에 인접한, 상기 이동 부분(12)에 대해 외부에, 기계적 레퍼런스 지점(24)이 위치되며, 상기 작동 개구(22)는 그라인딩 휠(16)의 직경을 설정하는(established) 센서(25)와 협동하며(collaborate) 용기 구조물(11, 12)에 대해 외부에 위치되지만, 그라인딩 휠(16)의 다이아몬드 또는 그루빙 유닛(29)과 함께 고정 부분(11)에 대해 단단히 고정되는 것을 특징으로 하는 그라인딩 휠용 보호 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   그라인딩 휠(16)용 작동 개구(22)가 위치되는 영역에 인접한, 상기 이동 부분(12) 내부에, 냉각액을 그라인딩 휠(16) 위에 배출하기 위한 노즐(23)이 제공되는 것을 특징으로 하는 그라인딩 휠용 보호 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   전체 장치의 상기 컨트롤 수단은 그라인딩 휠(16)의 직경을 조절하는 CNC 시스템(27)을 포함하며, 최대 허용 마모 수준에 도달될 때에는 디스플레이(28)에 경고/알람 표시가 가시화되는 것을 특징으로 하는 그라인딩 휠용 보호 장치.

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