KR101138148B1

KR101138148B1 - 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치

Info

Publication number: KR101138148B1
Application number: KR1020090105530A
Authority: KR
Inventors: 이현호
Original assignee: 한국브라스트 주식회사
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2012-04-23
Also published as: KR20110048806A

Abstract

본 발명은 노즐을 통해 미세한 분말형태의 연마재(Media)를 고속으로 투사하여 디스플레이장치용 강화유리의 단차를 가공하거나, 원하는 형상(직선, 유선형)으로 절단하는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치에 관한 것으로, 챔버의 벽체에 최소한의 구멍만의 형성하여 노즐을 통해 피 가공물 측으로 연마재를 투사하는 과정에서 미세한 분말형태의 연마재가 장비의 외부로 비산되는 현상을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 챔버(14)의 내부에 복수 개의 노즐(16)이 장착된 노즐 장착판(25)을 설치하여 상기 노즐(16)을 통해 연마재가 투사됨에 따라 피 가공물(1)이 가공되는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치에 있어서, 상기 챔버(14)의 배면에 수평방향을 따라 개구부(31)를 길게 형성함과 함께 상기 개구부(31)의 직하방에 설치된 지지대(34)에는 X,Y축 레일(35)(36)을 설치하고 상기 Y축 레일(36)에 설치된 슬라이더(37)에는 로드(33)와 연결된 제1분사수단(32)을 설치하여 각각의 레일에 설치된 X,Y축 모터가 구동함에 따라 제1분사수단(32)과 연결된 로드(33)가 가공하고자 하는 제품의 형상대로 움직이면서 피 가공물을 가공하는 것을 특징으로 한다.

에어 샌드 브라스트머신, 연마재 비산방지,

Description

에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치{omitted}

본 발명은 노즐을 통해 미세한 분말형태의 연마재(Media)를 고속으로 투사하여 디스플레이장치용 강화유리의 단차를 가공하거나, 원하는 형상(직선, 유선형)으로 절단하는 에어 샌드 브라스트머신에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 챔버의 벽체에 최소한의 구멍만을 형성하여 노즐을 통해 피 가공물 측으로 연마재를 투사하는 과정에서 미세한 분말형태의 연마재가 장비의 외부로 비산되는 현상을 최소화할 수 있도록 하는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치에 관한 것이다.

일반적으로 강화유리 가공 기술의 범위는 일반제품에서부터 첨단 정밀제품인 디스플레이장치(핸드폰, PDF, MP3 등)의 화면을 보호하는 패널 등으로 산업 전반에 걸쳐 광범위한데, 가공의 정밀도는 첨단 산업으로 갈수록 나노(nm)단위의 정확도를 요구하고 있다.

상기한 강화유리는 강도가 커 장기간 사용하더라도 표면에 스크래치(scratch) 등이 발생되지 않는 장점이 있어 액정을 보호하는 패널로 유용하게 사용가능하지만, 가공이 어렵고 쉽게 깨지는 성질로 인하여 다이아몬드 커터나 레이저 를 이용하여 가공하는데 한계가 있어 대부분 패널을 플라스틱 제품으로 대체 사용하고 있는 실정이다.

이러한 플라스틱은 부드러운 탄성으로 인해 가공성이 매우 뛰어나지만, 주위환경에 의해 쉽게 표면에 스크래치가 발생하거나, 온도 변화에 따라 투명도가 저하됨은 물론 시간의 경과에 따라 변색되므로 디스플레이장치를 사용하는 사용자들에게 지속적으로 깨끗한 화면을 제공하는데 한계가 있다.

이에 따라, 근래에는 보다 깨끗한 화면을 지속적으로 제공할 수 있도록 디스플레이장치용 패널의 재질로 강화유리를 널리 사용하고 있는 추세이다.

이러한 패널은 디스플레이장치에서 화면을 구성하는 형태로 피 가공물(1)로부터 도 1에 실선으로 나타낸 바와 같이 원하는 형태로 절단하여 제품(2)을 얻게 된다.

종래에는 상기한 바와 같이 피 가공물(1)로부터 원하는 형태로 절단하기 위해 에어 샌드 브라스트머신의 노즐 및 피 가공물을 X - Y축방향으로 이동시키는 과정에서 노즐을 통해 연마재(Media)를 분사하고 있다.

에어 샌드 브라스트 머신(Air Sand Blast Machine)이란, 연마재(Media) 또는 그릿(grit)이라고 하는 금속 또는 비금속재질을 피 가공물(1) 측으로 고속으로 투사하여 피 가공물을 가공하는 기기이다.

도 2 및 도 3은 출원인에 의해 개발되어 특허 제861214호로 등록 받은 에어 샌드 브라스트머신을 나타낸 것이다.

그 구성을 살펴보면, 본체(11)와, 상기 본체에 설치되어 로딩된 피 가공물 (1)을 이송시키는 컨베이어 유니트(12)와, 상기 컨베이어 유니트의 중간 부위에 밀폐되게 설치되어 피 가공물의 가공이 이루어지는 챔버(14)와, 상기 챔버의 내부에 도 3과 같이 노즐 장착판(25)에 고정 설치되어 챔버(14)에 형성된 개구부(14a)를 통해 피 가공물(1)의 가공 형상에 따라 움직이며 연마재(15)를 피 가공물 측으로 고압 분사시키는 복수 개의 노즐(16)과, 상기 노즐을 X,Y,Z축 방향으로 이송시키는 X,Y,Z축 모터(13a)(13b)(13c)와, 상기 챔버의 일 측에 설치되어 가공된 피 가공물 위에 쌓인 연마재를 제거하는 크린 룸(17)과, 상기 크린 룸의 상부에 설치되어 피 가공물 측으로 압축공기를 분사하여 연마재를 제거하는 압축공기 분사부(18)와, 상기 컨베이어 유니트의 하부에 설치되어 챔버(14)의 중심을 기준으로 상호 반대방향의 스크류가 고정되어 피 가공물을 가공하고 난 연마재 및 분진이 호퍼(19) 측으로 회수되도록 하는 스크류 컨베이어 유니트(20)와, 상기 호퍼와 제1연결관(21)으로 연결되어 연마재 및 분진을 분리하는 사이클론(22)과, 상기 사이클론의 하부에 설치되어 분진과 분리된 연마재가 담겨지도록 하여 연마재 공급관(도시는 생략함)을 통해 노즐로 재 분사되도록 하는 연마재 저장탱크(23)와, 상기 사이클론과 제2연결관(24)으로 연결되어 터보팬의 구동에 따라 흡입력을 발생시킴에 따라 사이클론에서 분리된 분진을 회수하여 처리하는 공지의 집진시설(도시는 생략함)과, 상기 챔버의 일 측에 설치되어 일련의 구동을 제어하는 콘트롤러(29) 등으로 구성되어 있다.

따라서 1매의 피 가공물(1)로부터 동일한 형태의 제품(2)을 분리하기 위해 피 가공물(1)의 표면을 마스킹한 다음 컨베이어 유니트(12)에 로딩(loading)하면 상기 컨베이어 유니트(12)가 X축 방향을 따라 이동하게 되므로 컨베이어 유니트에 얹혀진 피 가공물(1)이 챔버(14)의 내부(도면 상 좌측)로 이송된다.

이와 같이 피 가공물(1)이 챔버(14)의 내부로 이송되고 나면 챔버의 내부에 위치된 노즐(16)에서는 저장탱크(23)에 있던 연마재(15)가 레귤레이터(도시는 생략함)에서 조절된 공기 압력에 의해 소정의 압력으로 투사되는데, 이러한 상태에서는 복수 개의 노즐(16)이 장착된 노즐 장착판(25)은 챔버(14)에 도 4와 같은 형태로 개구부(14a)가 형성되어 있어 X,Y,Z축 모터(13a)(13b)(13c)의 구동으로 가공하고자 하는 제품의 형상에 따라 움직이면서 피 가공물(1)을 가공하게 되므로 Z축 모터(13c)에 고정된 로드(26)가 챔버(14)와 간섭을 받지 않게 된다.

그러나 이러한 종래의 장치는 X,Y,Z축 모터(13a)(13b)(13c)가 챔버(14)의 상부에 설치되어 있어 노즐 장착판(25)을 연결하는 로드(26)가 가공하고자 하는 제품의 형상대로 움직이기 위해서는 반드시 챔버(14)의 상부에 로드(26)의 이동에 따른 간섭이 발생되지 않도록 도 4와 같은 형태의 개구부(14a)를 형성하여야만 되었으므로 노즐(16)을 통해 투사되는 미세한 분말형태의 연마재가 상승기류에 의해 챔버(14)의 상부에 형성된 개구부(14a)를 통해 챔버의 외부로 빠져나와 X,Y,Z축 모터(13a)(13b)(13c)는 물론이고 이송부인 LM가이드 및 볼 스크류 등을 오염시키게 되므로 장비의 내구성을 떨어뜨리는 원인으로 작용되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 복수 개의 노즐이 설치된 노즐 장착판이 X,Y축을 따라 움직이도록 하는 모터를 챔버의 상부에 설치하지 않고 챔버의 배면에 위치되도록 하여 피 가공물을 가공하는 과정에서 미세한 분말형태의 연마재가 비산되어 챔버의 외부로 빠져나오는 현상을 최소화할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 챔버의 내부에 복수 개의 노즐이 장착된 노즐 장착판을 설치하여 상기 노즐을 통해 연마재가 투사됨에 따라 피 가공물이 가공되는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치에 있어서, 상기 챔버의 배면에 수평방향을 따라 개구부를 길게 형성함과 함께 상기 개구부의 직하방에 설치된 지지대에는 X,Y축 레일을 설치하고 상기 Y축 레일에 설치된 슬라이더에는 로드와 연결된 제1분사수단을 설치하여 각각의 레일에 설치된 X,Y축 모터가 구동함에 따라 제1분사수단과 연결된 로드가 가공하고자 하는 제품의 형상대로 움직이면서 피 가공물을 원하는 형상으로 가공하는 것을 특징으로 하는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치가 제공된다.

본 발명은 노즐 장착판을 X,Y축 방향으로 이동시키는 X,Y축 레일이 챔버의 배면에 설치되어 Y축 레일에 설치된 슬라이더와 연결되는 로드가 수평방향으로 길게 형성된 개구부를 통해 노즐 장착판과 연결되도록 구성되어 있어 피 가공물을 가공하는 과정에서 미세한 분말형태의 연마재가 상승기류를 타고 상승하더라도 개구부를 통해 장비의 외부로 빠져나오지 않게 되므로 연마재에 의해 장비가 오염되는 현상을 미연에 방지하게 된다.

또한, 챔버의 상부 일 측에 제2분사수단이 Y축 방향을 따라 이동 가능하게 설치되어 있어 피 가공물의 절단가공 시 신속하게 피 가공물을 동시에 여러 조각을 절단할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 5 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 구성을 나타낸 평면도이고 도 6은 도 5의 A - A선 단면도이며 도 7은 도 5의 정면도로써, 본 발명의 챔버(14)의 배면에 도 8에 나타낸 바와 같이 수평방향을 따라 개구부(31)가 길게 형성되어 있고 챔버(14)의 내부에는 연마재(15)를 피 가공물 측으로 투사하는 제1분사수단(32)이 설치되어 있으며 상기 제1분사수단(32)에 고정된 로드(33)는 개구부(31)를 통해 챔버(14)의 배면으로 노출되어 있다.

그리고 상기 개구부(31)의 직하방에 고정된 지지대(34)에 한 쌍의 X축 레일(35)이 설치되어 있고 상기 X축 레일(35)에는 Y축 레일(36)이 설치되어 있으며 상기 Y축 레일(36)에 설치된 슬라이더(37)에는 제1분사수단(32)에 고정된 로드(33)가 고정되어 있다.

따라서 X축 레일(35) 중 어느 하나의 X축 레일에 설치된 볼 스크류(도시는 생략함)가 X축 모터의 구동에 의해 회전함에 따라 상기 X축 레일(35)의 볼 스크류에 일단이 나사 결합된 Y축 레일(35)이 X축 방향으로 이동하게 되는데, 이 때 X축 모터가 설치되지 않은 다른 일 측의 X축 레일에는 가이드 봉(도시는 생략함)이 설치되어 있고 Y축 레일(35)의 다른 일단은 가이드 봉에 끼워져 있다.

또한, 상기 Y축 레일(35)에 설치된 슬라이더(37)는 Y축 레일에 설치된 볼 스크류(도시는 생략함)가 Y축 모터의 구동에 의해 회전함에 따라 Y축 방향으로 이동하게 되므로 슬라이더(37)에 고정된 로드(33)가 Y축 방향으로 이동하게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도 5의 B - B선 단면도로써, 상기 챔버(14)의 상부 일 측에 Y축 방향을 따라 복수 개의 노즐(16b)이 챔버(14)의 내부로 연장되게 설치된 제2분사수단(38)이 더 구비되어 있어 노즐(16b)을 통해 연마재가 투사되는 과정에서 피 가공물(1)이 X축 방향으로 이동함에 따라 피 가공물이 가공되도록 한 것이다.

이 때, 상기 챔버(14)의 상부 일 측에 Y축 방향을 따라 개구부(39)를 형성하여 상기 개구부를 통해 제2분사수단과 연결된 로드(40)가 챔버(14)의 상부로 노출되도록 함과 동시에 상기 로드(40)는 Y축 모터의 구동으로 Y축 레일(42)을 따라 이동하는 슬라이더(41)에 고정하면 피 가공물(1)을 동시에 여러 조각으로 절단하는 작업을 신속하면서도 정확하게 실시할 수 있게 되는 장점을 얻게 된다.

상기 챔버(14)의 배면 및 상부 일 측에 형성된 각 개구부(31)(39)에는 로드(33)(40)의 통과 시에는 벌어졌다가 통과 후에는 탄성력에 의해 개구부(31)(39)를 폐쇄하는 고무재질의 실러(43)(44)가 설치되어 있어 개구부(31)(39)를 통해 연마재가 빠져나오는 현상을 미연에 방지하도록 되어 있다.

본 발명의 각 실시예에 적용되는 상기 제1,2분사수단(32)(38)은 연마재가 투 사되는 복수 개의 노즐(16a)(16b)과, 상기 노즐이 장착된 노즐 장착판(25a)(25b)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 챔버(14)의 배면에 설치된 X,Y축 레일(35)(36)을 따라 슬라이더(37)가 이동함에 따라 제1분사수단(32)을 이용하여 피 가공물(1)을 소정의 형상으로 가공하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

1매의 피 가공물(1)로부터 동일한 형태의 제품(2)을 분리하기 위해 피 가공물(1)의 표면을 마스킹한 다음 컨베이어 유니트(12) 또는 대차에 로딩(loading)하면 상기 컨베이어 유니트(12) 또는 대차가 X축 방향을 따라 이동하게 되므로 컨베이어 유니트 또는 대차에 로딩된 피 가공물(1)이 챔버(14)의 내부(도면 상 좌측)로 이송된다.

이와 같이 피 가공물(1)이 챔버(14)의 내부로 이송되고 나면 노즐 장착판(25a)에 장착된 복수 개의 노즐(16a)을 통해 연마재(15)가 투사되는 과정에서 슬라이더(37)에 고정된 로드(33)가 X,Y 모터(도시는 생략함)의 구동에 의해 X,Y축 레일(35)(36)을 따라 이동하게 되므로 피 가공물(1)을 소정의 형태로 가공하게 되는데, 상기 과정에서 미세 분말형태의 연마재(15)가 상승기류를 타고 챔버(14)의 상부로 상승하더라도 챔버(14)의 상부에는 도 4와 같은 개구부(14a)가 형성되어 있지 않아 연마재가 챔버(14)의 외부로 빠져나오지 않게 된다.

상기한 바와 같이 노즐(16a)을 통해 미세한 분말형태의 연마재(15)가 투사되는 과정에서 챔버(14)의 배면에 수평 방향을 따라 개구부(31)가 길게 형성되어 있 더라도 상기 개구부(31)는 로드(33)의 이동시에는 벌어졌다가 이동 후에는 탄성력에 의해 개구부(31)를 폐쇄하는 고무재질의 실러(43)가 설치되어 있어 개구부(31)를 통해 연마재가 빠져 나오지 않게 됨은 이해 가능한 것이다.

지금까지는 컨베이어 유니트(12) 또는 대차에 로딩된 피 가공물(1)을 제1분사수단(32)에 의해 소정의 형상으로 가공하는 과정을 설명하였으나, 이하에서는 제2분사수단(38)을 이용하여 컨베이어 유니트(12) 또는 대차에 로딩된 피 가공물(1)을 소정의 개수로 절단하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

피 가공물(1)이 컨베이어 유니트(12) 또는 대차에 로딩됨과 동시에 컨베이어 유니트(12) 또는 대차가 챔버(14)의 내부로 X축 방향을 따라 이동하는 과정에서 제2분사수단(38)인 복수 개의 노즐(16b)을 통해 연마재(15)를 지속적으로 투사하면 피 가공물(1)이 X축 방향을 따라 노즐(16b)의 설치 간격으로 절단된다.

이와 같이 피 가공물(1)이 X축 방향을 따라 절단된 상태에서 챔버(14)의 내부에서 제1분사수단(32)의 직하방에 위치되고 나면 제2분사수단(38)의 구동은 중단됨과 동시에 제1분사수단(32)인 복수 개의 노즐(16a)을 통해 연마재(15)가 투사되면서 제1분사수단(32)이 Y축 레일(36)을 따라 이동하게 되므로 X축 방향을 따라 복수 개로 절단된 피 가공물(1)이 노즐(16a)의 설치 간격으로 절단됨은 이해 가능한 것이다.

본 발명의 기술사상은 상기한 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.

또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양하게 변화하여 실시할 수 있음은 이해 가능한 것이다.

도 1은 에어 샌드 브라스트머신에 의해 가공되는 피 가공물을 나타낸 평면도

도 2는 종래의 장치가 구비된 에어 샌드 브라스트 머신의 정면도

도 3은 종래 장비의 챔버 내에 노즐이 설치된 상태의 정면도

도 4는 종래 장비의 챔버의 상부를 나타낸 평면도

도 5는 본 발명의 구성을 나타낸 평면도

도 6은 도 5의 A - A선 단면도

도 7은 도 5의 정면도

도 8은 본 발명의 챔버를 나타낸 배면도

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도 5의 B - B선 단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

14 : 챔버 16a, 16b : 노즐

25a, 25b : 노즐 장착판 31, 39 : 개구부

32 : 제1분사수단 33, 40 : 로드

34 : 지지대 35 : X축 레일

36, 42 : Y축 레일 37, 41 : 슬라이더

38 : 제2분사수단

Claims

챔버(14)의 내부에 복수 개의 노즐(16)이 장착된 노즐 장착판(25)을 설치하여 상기 노즐(16)을 통해 연마재가 투사됨에 따라 피 가공물(1)이 가공되는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치에 있어서, 상기 챔버(14)의 배면에 수평방향을 따라 개구부(31)를 길게 형성함과 함께 상기 개구부(31)의 직하방에 설치된 지지대(34)에는 X,Y축 레일(35)(36)을 설치하고 상기 Y축 레일(36)에 설치된 슬라이더(37)에는 로드(33)와 연결된 제1분사수단(32)을 설치하여 각각의 레일에 설치된 X,Y축 모터가 구동함에 따라 제1분사수단(32)과 연결된 로드(33)가 가공하고자 하는 제품의 형상대로 움직이면서 피 가공물을 원하는 형상으로 가공하는 것을 특징으로 하는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치.
청구항 1에 있어서,

상기 챔버(14)의 상부 일 측에 Y축 방향을 따라 복수 개의 노즐(16b)이 챔버(14)의 내부로 연장되게 설치된 제2분사수단(38)을 더 구비하여 노즐(16b)을 통해 연마재가 투사되는 과정에서 피 가공물(1)이 X축 방향으로 이동함에 따라 피 가공물이 가공되도록 하는 것을 특징으로 하는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치.
청구항 2에 있어서,

상기 챔버(14)의 상부 일 측에 Y축 방향을 따라 개구부(39)를 형성하여 상기 개구부를 통해 제2분사수단과 연결된 로드(40)가 챔버(14)의 상부로 노출되도록 함과 동시에 상기 로드는 Y축 모터의 구동으로 Y축 레일(42)을 따라 이동하는 슬라이더(41)에 고정한 것을 특징으로 하는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치.
청구항 2에 있어서,

상기 제1,2분사수단(32)(38)은 연마재가 투사되는 복수 개의 노즐(16a)(16b)과, 상기 노즐이 장착된 노즐 장착판(25a)(25b)으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어 샌드 브라스트머신의 연마재 투사 자동 모션장치.