KR101469750B1 - 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치는, 벽체에 둘러싸인 내부 공간에 복수 개의 중량 부여 매체를 포함한 중량 부여 구조체 및, 상기 중량 부여 구조체 하부에서 이를 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임의 모서리 부위 각각에서 하방으로 수직 연장되되, 저면에 LM 블록을 구비한 지지 기둥 및, 절삭 대상을 절삭하는 원형 톱 및 상기 원형 톱을 회동하는 톱 구동부로 구성된, 커팅 어셈블리;
상기 LM 블록에 연결되어 볼 스크류부의 구동으로 이동되는 LM 레일을 구비한 구동 모듈과, 상기 원형 톱이 지나가는 동선에 위치하여 절삭 대상이 절삭되는 절삭부와, 절삭 대상을 상기 절삭부에 공급하고 절삭된 절삭 대상을 외부로 취출하는 컨베이어로 이루어진 이송 모듈 및, 상기 컨베이어 및 상기 절삭부에 위치한 절삭 대상을 고정하는 복수 개의 바이스로 이루어진 바이스 어셈블리로 구성된 베이스;를 포함하여,
상기 커팅 어셈블리가 상기 구동 모듈의 구동으로 상기 LM 레일을 따라 수평 구동되면서 상기 원형 톱에 의해 절삭 대상을 절삭하는 것을 특징으로 한다.

Description

원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치{HORIZONTAL MOVEMENT TYPE CUTTING MACHINE USING CIRCULAR SAW}

본 발명은 원형 톱을 구비한 커팅 어셈블리의 수평 구동형 절삭 장치로서, 보다 상세히는 원형 톱 및 충분한 중량을 부여하기 위한 구조체를 포함한 커팅 어셈블리가 수평 이동하면서 베이스의 이송 모듈에 위치한 절삭 대상을 절삭하여, 결과적으로 중대형 금속재와 같이 절삭이 어려운 절삭 대상에 충분한 하중을 부여하면서 안정적이자 원활하게 원형 톱이 수평 구동하면서 절삭 대상을 절삭함과 동시에, 원형 톱을 구비한 커팅 어셈블리의 수평 구동의 안정성을 담보한 절삭 장치에 관한 것이다.

절삭 장치는 커팅머신, 절단 장치 등의 명칭으로도 명명되기도 하는 것으로, 철판 등의 금속재, 목재 등의 다양한 재료를 특정 치수에 알맞게 절삭하는 장치이다.

이러한 절삭 장치는 절삭 대상의 종류, 절삭 방법, 절삭 치수 등의 차이에 따라 다양한 기능이 개발되었으며 주로 띠톱이나 원형 톱에 의하여 절삭 대상을 절삭한다.

절삭 장치의 절삭 구조는, 절삭 대상이 고정되고 절삭 날(톱)이 움직이면서 절삭을 하는 구조, 반대로 절삭 날(톱)이 고정되고 이송 수단에 의하여 절삭 대상을 움직이는 구조로 크게 구별될 수 있다.

이 2개의 거시적 구조에서 전자의 경우 절삭 대상이 작업대 상에서 고정되거나 이송 벨트에 의해 특정 위치로 이송이 되고, 절살 날이 절삭 대상 상부에서 상하로 움직이면서 절삭 대상을 절삭하는 방법이 존재하고 있는바, 이는 특히 절삭 대상이 금속과 같은 단단한 재질일 경우 절삭 날이 회전이 됨과 동시에 상부에서 절삭 대상이 위치한 하부로 이동하여 절삭 대상에 하중을 부여하면서 절삭 대상을 절삭할 수 있을 뿐 아니라 작업의 안전성을 부여한다는 측면에서 널리 활용되고 있고, 이를 세이핑 머신이라고도 한다.

이러한 세이핑 머신은 주로 띠톱을 이용하는데, 그 이유는 만일 띠톱이 아니라 원형 톱을 상하로 구동하면서 절삭 대상을 절단할 경우 원형 톱의 직경이 절삭 대상의 폭에 상응해야한다는 문제가 따르기 때문이다.

본 발명자가 특허권자인 한국 특허 제 970781호는 띠톱을 구비한 헤드 및 칼럼 조합체의 상하 및 전후 구동에 의하여 절삭 대상을 절삭하는 특징을 구비하고 있다고 게시되어 있다.

물론 이 기술 역시 절삭 대상을 원활하게 절삭하기 위하여 개선된 구조로 개량된 것이나, 절삭 대상이 고중량 철판일 경우에는 절삭 시 전달되는 반발력에 의해 띠톱이 심각하게 진동하거나 절삭 대상에서 발생하는 반발력을 절삭력이 극복하기 어렵다는 문제가 따른다.

따라서 고중량 철판과 같이 절삭 시 발생하는 반발력이 큰 경우에는 띠톱이 아닌 원형 톱을 이용하여 절삭하는 것이 바람직한데, 국내 특허 제 952630호, 제 635125호 등으로서 원형 톱을 이용한 절삭 장치 역시 다수 게시되어 있다.

공지의 원형 톱을 이용한 절삭 장치는 복수 개의 원형 톱을 이용하거나 힌지와 같은 회동 기준부를 중심으로 원형 톱이 장착된 구조물이 회동되어 절삭 대상을 절삭하도록 이루어져 있다.

그런데 이러한 구조에 의하면 복수 개의 원형 톱 간 간섭 등에 의하여 1개의 원형 톱을 구비한 경우보다 절삭 대상을 정밀하게 절삭하지 못하거나, 회동 방식에 의하여 절삭 대상에 원활한 절삭력을 절단하기 어렵다는 문제가 따른다. 즉, 원형 톱을 이용한 공지기술의 경우 특히 고중량 금속재를 절단하기 위한 충분한 절삭력 또는 절삭 구조(원형 톱을 안정적으로 지지하거나 원형 톱을 중력 방향에 크게 영향 받지 않고 구동하는 구조)을 제공하지 못하는 단점이 따른다.

따라서, 1개의 원형 톱을 이용하여 절삭 대상을 절삭하되 고중량 절삭 대상을 절삭하기 위한 안정된 절삭력과 절삭 구동 상태를 보장할 수 있는 신규하고 진보한 절삭 장치의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 1개의 원형 톱을 이용하여 고중량 절삭 대상을 절삭하기 위하여 절삭 대상은 고정하고 원형 톱이 장착된 구조물을 이동시키되 원형 톱이 장착된 구조물을 수평 이동하여 상하 이동 구조에 비해 상대적으로 중력에 대한 저항을 받지 않으면서 절삭 대상을 안정적으로 절삭할 수 있는 절삭 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 원형 톱이 장착된 구조물에 중량을 부여하는 매체를 포함하도록 하여 높은 하중에 의한 지지력과 함께 절삭 대상의 반발력을 이김으로써 보다 안정적인 절삭 상태를 보장하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 원형 톱이 장착된 구조물을 수평 이동하기 위한 LM 블록과 LM 레일의 안정적이고 견고한 조합 구조 및 이 조합 구조에 대한 충분한 구동력을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 절삭 대상을 고정 및 정렬하는 바이스를 복수 개로 제공하여 절삭 대상의 정렬 및 고정의 편의성과 안정성을 도모하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 절삭부에 위치한 절삭 대상을 고정하는 바이스를 복수 개로 구비하여 절삭 대상의 정밀한 고정 상태를 보장하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 절삭 대상을 고정하는 복수 개의 바이스를 순차 제어하여 절삭된 소재의 원활한 취출과 잔여 소재의 정렬을 동시에 구현하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치는, 벽체에 둘러싸인 내부 공간에 복수 개의 중량 부여 매체를 포함한 중량 부여 구조체 및, 상기 중량 부여 구조체 하부에서 이를 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임의 모서리 부위 각각에서 하방으로 수직 연장되되, 저면에 LM 블록을 구비한 지지 기둥 및, 절삭 대상을 절삭하는 원형 톱 및 상기 원형 톱을 회동하는 톱 구동부로 구성된, 커팅 어셈블리;

상기 LM 블록에 연결되어 볼 스크류부의 구동으로 이동되는 LM 레일을 구비한 구동 모듈과, 상기 원형 톱이 지나가는 동선에 위치하여 절삭 대상이 절삭되는 절삭부와, 절삭 대상을 상기 절삭부에 공급하고 절삭된 절삭 대상을 외부로 취출하는 컨베이어로 이루어진 이송 모듈 및, 상기 컨베이어 및 상기 절삭부에 위치한 절삭 대상을 고정하는 복수 개의 바이스로 이루어진 바이스 어셈블리로 구성된 베이스;를 포함하여,

상기 커팅 어셈블리가 상기 구동 모듈의 구동으로 상기 LM 레일을 따라 수평 구동되면서 상기 원형 톱에 의해 절삭 대상을 절삭하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치에 의하면,

1) 중대형 철판과 같은 고중량 절삭 대상을 1개의 원형 톱을 안정적으로 수평 방향으로 구동하면서 원형 톱에 충분한 지지력을 제공하여 결과적으로 우수한 절삭력을 담보하고,

2) 복수 개의 LM 블록과 LM 레일, 볼 스크류부에 의하여 보다 안정적으로 커팅 어셈블리를 수평 구동할 수 있으며,

3) 복수 개의 바이스에 의하여 절삭 대상을 이송하거나 정렬하는 편의성을 추구할 수 있을 뿐 아니라,

4) 절삭부에서 제공되는 바이스를 서로 다른 구조로 2개로서 제공하여 보다 디테일하고 정밀한 고정 및 정렬을 보장할 수 있음과 동시에,

5) 상기 2개의 바이스에 대한 자동 구동 제어에 의하여 작업의 편의성과 신속성을 추구할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 절삭 장치의 개략적인 전체 구조를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 커팅 어셈블리가 베이스 상에서 수평 구동하는 상태를 개략적으로 도시한 개념도.
도 3은 본 발명의 커팅 어셈블리의 구체적 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 베이스를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 베이스를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 제 2 무빙 바이스를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 절삭 장치의 개략적인 전체 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 커팅 어셈블리가 베이스 상에서 수평 구동하는 상태를 개략적으로 도시한 개념도이다.

본 발명자는 주로 중대형 철판과 같은 금속재로 이루어져 절삭이 쉽지 않은 절삭 대상을 톱을 이용한 절삭 장치로 절삭할 때 절삭 대상의 저항으로 톱이 장착되어 톱을 지지하는 구조체가 흔들리거나 불안정한 상태를 취하여 절삭 대상이 원활하게 절삭되지 않다는 점을 인식하고, 톱 특히 원형 톱이 장착된 구조체(본 발명에서는 이를 '커팅 어셈블리'라 한다)에 충분한 중량을 부여함으로써 절삭 대상의 안정적인 절삭 환경을 도모함과 아울러 이를 안정적으로 수평 이동시킬 수 있는 기술을 개발하게 되었다.

특히 본 발명의 절삭 장치는 커팅 어셈블리(100)의 독특한 구조 특성에 기인하여 최대 2500(W)*3000(L)*450(H)mm 크기의 중대형 철판과 같은 절삭 대상을 안정적으로 절삭할 수 있는 특징을 구비한다.

구체적으로 도 1,2를 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 절삭 장치는 전체적인 상하 구조를 기준으로 하부에 위치한 베이스(200)와 상부에 위치한 커팅 어셈블리(100)의 조합으로 이루어져 있는바, 원형 톱(110)을 구비한 커팅 어셈블리(100)가 베이스(200) 상에서 구동 모듈에 의해 수평 구동하면서 베이스(200)에 안착된 절삭 대상(1)을 지나며 절삭하는 특성을 제공한다.

이 때, 커팅 어셈블리(100)는 중량 부여 구조체(140)에 의하여 무거운 중량체로 이루어져 원형 톱(110)에 충분한 하중과 지지력을 부여함으로써 중대형 철판과 같은 절삭 대상(1)을 안정적으로 절삭함과 동시에 이러한 무거운 커팅 어셈블리(100)를 불안정하지 않도록 안정적으로 수평 구동하는 것이 본 발명의 핵심이라 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 커팅 어셈블리의 구체적 구성을 도시한 사시도이다.

본 발명의 커팅 어셈블리(100)는 절삭력 제공은 물론 원형 톱(110)의 수평 이동을 통해 절삭 대상(1)을 절삭할 때 안정성을 확보하기 위한 물리적 중량을 제공하는 것으로서, 전체적으로 4개의 다리와 상판으로 이루어진 책상과 유사한 구조 내지 ∩와 유사한 구조로 이루어져 있다. 구체적으로는 상부에서 하부 순으로 중량 부여 구조체(140), 지지 프레임(150), 지지 기둥(160)으로 이루어져 있고, 지지 프레임(150)의 하부에 측에 원형 톱(110)과 톱 구동부를 구비한다.

중량 부여 구조체(140)는 커팅 어셈블리(100)의 상부에 위치하여 커팅 어셈블리(100)에 하중을 부여하는 구조물이다. 이러한 중량 부여 구조체(140)는 둘레를 따라 프레임을 기립 형성하고 그 내부 공간에 특정 중량을 가진 복수 개의 블록 또는 패널 또는 절편을 적층하거나 바(bar) 또는 빔(beam)이 복수 개로 연결되어 있는 구조나 루프(roof) 구조를 취할 수 있는바, 이와 같이 바, 빔, 블록, 패널 등으로 중량을 부여하기 위하여 중량 부여 구조체에 추가되는 구성을 본 발명에서는 '중량 부여 매체'라고 명명한다. 이러한 중량 부여 매체는 높은 중량을 부여할 수 있는 다양한 구조와 재질로 이루어지는 것이 가능하다.

첨부된 도면에서는 이러한 중량 부여 매체 중에서 연결 바(143)와 절편(143)의 조합으로 이루어진 중량 부여 구조체(140)를 예시적으로 제시한다.

도 1 내지 3을 보아 알 수 있듯이, 중량 부여 구조체(140)는 상부 면이 개방되어 있는 상태에서 마치 난간과 같이 커팅 어셈블리(100)의 둘레를 따라 복수의 연결 바(142)와 절편(143)의 조합에 의해 기립된 프레임 즉, 벽체(141)(주로 4개의 벽체)와, 상기 벽체(141)에 둘러싸인 내부 공간을 채우는 복수 개의 연결 바(142)로 구성되어 있다.

이러한 실시예에서 연결 바(142)는 길이의 대소 차이를 두고 복수 개수로 구성되어 있는바, 중량 부여 구조체(140)를 가상의 직육면체로 보았을 때 그 모서리 및 상면 중앙에 해당되는 부위에는 연결 바가(142) 전체 길이/너비에 상응하게 연장 형성되고 있고, 내부 공간 부위에는 그보다 짧은 복수 개의 연결 바(142)가 연결되어 있다. 벽체(141)는 밀폐 면이 아니라 연결 바(142)와 절편(143)의 결합으로 이루어져 복수 개의 관통 공간을 구비하게 된다.

이러한 연결 바(142)는 일정한 중량으로 이루진 구조물인데 서로 지그재그 내지 사선 방향으로 연결되어 특정 방향의 외력에 의해 일 측으로 하중이 편중되는 문제를 방지하면서 중량 부여 구조체(140)에 충분한 하중을 안정적으로 부여하는 역할을 수행한다.

절편(143)은 연결 바(142)와 같이 하중 부여 역할은 물론, 연결 바(142) 사이의 공간을 메꾸거나 연결 바(142)를 연결하는 매개체로서의 역할을 수행함으로써, 중량 부여 구조체(140)의 구조적 안정성을 담보하는 기능을 제공한다.

이러한 중량 부여 구조체(140)에 의하여 커팅 어셈블리(100)는 물론 원형 톱(110)에 충분한 하중이 제공됨으로써, 원형 톱(110)이 절삭 대상에 접촉하였을 때 흔들리거나 절삭 대상(1)의 반발에 의해 불안정 상태에 놓이지 않고 충분한 절삭력을 보장할 수 있는 특징을 제공한다. 더불어, 절삭 대상(1)의 중량의 고저에 따라 연결 바(142) 및 절편(143)을 조립식으로 제공함으로써 중량 부여 구조체(140)의 체적과 하중을 조절할 수 있는 것도 가능하다.

즉, 연결 바(142)와 절편(143)에 복수 개의 체결공을 구비하여 연결 바(142)보다 작은 직경과 하중으로 이루어진 조립 바를 추가로 제공하되, 조립 바의 연결 단부 및 체결공에는 나사산이 각각 형성되어 양자가 나사산 결합을 하는 방식으로 조립 바를 추가로 조립할 수도 있다.

중량 부여 구조체(140)의 하부에는 지지 프레임(150)이 설치되었는바, 지지 프레임(150)은 일정 두께를 가진 패널 또는 후술할 지지 기둥 주변 부위에 블록 형식으로 설치되어 상기 중량 부여 구조체(140)와 후술할 지지 기둥(160)을 연결하는 기능을 제공한다.

더불어, 지지 프레임(150)의 하부 각 모서리 부위에 각각 지지 기둥(160)이 하향 수직 연장되어 있다.

지지 프레임(150) 및 지지 기둥(160)의 평면 형상(위에서 바라본 형상)은 다양한 도형 구조가 가능하지만, 직사각형 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 지지 기둥(160)의 바닥면(저면)의 일정 간격으로 이격된 좌우측 라인을 따라 역시 일정 간격으로 이격된 2개의 LM 블록(180)이 장착되어 결과적으로 1개의 지지 기둥(160)에 총 4개의 LM 블록(180)이 장착되는 것이 바람직하다. 이러한 구조에서, LM 레일(270)은 상기 LM 블록(180)의 폭에 상응한 너비로 이격된 2개가 1조로 구성되되, 상기 1조의 LM 레일(270)은 지지 기둥(160)의 폭에 상응한 너비로 이격된 2개로서 이루어진다.(총 2개 조)

이는 커팅 어셈블리(100)에 대한 수평 구동의 안정성을 도모하기 위한 것으로서, 이러한 지지 프레임(150)의 구조에 입각하여 지지 프레임(150)의 각 모서리 부위에 설치된 지지 기둥(160)이 총 4개로 구성되고, 더불어 좌우측 각 2개의 지지 기둥이 커팅 어셈블리(100)의 동일한 구동 경로에 설치하기 위함이다.

이로 인하여, 예를 들어 마치 좌우측 레일에 각각의 좌우 측 각각 복수 개의 바퀴가 연결되어 주행하는 기차와 같이, 좌우 측 LM 레일(270) 각각에 2개의 지지 기둥(160)이 연결되어 커팅 어셈블리(100)가 구동되기 때문에 커팅 어셈블리(100) 전반에 대한 구동의 안정성을 도모할 수 있다.

다만 상기 예에서 기차 레일은 좌우 측 각 1열로 이루어지나, 본 발명의 LM 레일(270)은 바람직하게 상기 지지 기둥(160)의 폭에 상응한 간격을 두고 좌우 측 각각 2개열(총 2개 조)로 이루어지고 각 열에 2개씩의 LM 블록(180)이 연결됨으로써 어느 일 측으로 편중되는 현상 없이 더욱 안정적으로 LM 레일(270)과 LM 블록(180)과의 연결 구조를 제공하여 커팅 어셈블리의 안정적인 구동성을 더욱 보장할 수 있다.

추가적으로, 지지 기둥(160)과 지지 프레임(150) 사이에는 양자의 리브 역할을 하는 리브 프레임이(170) 형성되는 것이 가능하고, 더 나아가 각각의 지지 기둥(170) 사이에도 커팅 어셈블리(100)의 하중을 보조적으로 지지하는 서포터(161)가 형성될 수 있다.

지지 기둥(160)과 지지 프레임(150) 사이 공간에는 원형 톱(110)과 원형 톱 구동부가 설치되어 있다.

원형 톱(110)은 지지 프레임(150)의 하부면 일 측에서 하방으로 수직 연장된 덮개(111)에 의해 일 면이 보호되어 있는 상태에서 후술할 베이스 프레임(201)의 상면에서 일정 거리 이격된 위치와 직경으로 설치되어, 톱 구동부의 구동력에 의하여 회전하면서 절삭 대상(1)을 절삭하는 기능을 수행한다.

본 발명에서는 원형 톱(110)을 제공하는바, 이는 커팅 어셈블리(100)의 하중과 지지력을 충분히 보장받는 환경에서는 띠톱보다 우수한 절삭력을 제공할 수 있기 때문이다.

톱 구동부는 구동 모터(120)와 감속기(130), 상기 구동 모터(120)와 감속기(130)를 연결함과 동시에 중간 감속 기능을 제공하는 벨트(미도시)로 구성되어 있으며, 후술할 컨트롤러(100)에 의하여 구동 제어를 받는다.

즉, 공지의 톱 구동부, 특히 감속기는 톱과 이격된 위치에 위치하거나 감속기 자체가 고정되어 있는 구조를 취하는 경우도 있는데 이 경우 감속 효율이 떨어지는 문제가 따를 수 있다. 따라서 본 발명에서는 감속기(130)를 비롯한 톱 구동부를 원형 톱(110)의 후측에 위치, 다시 말해 본 발명에서 상부 구조물인 커팅 어셈블리(100)에 장착하여 커팅 어셈블리(100)의 수평 이동과 더불어 이동되는 독특한 구조를 제시하여 우수한 감속 기능을 제공하는 구조적 안정성을 부각하는 특성을 가진다.

이러한 커팅 어셈블리(100)의 구조 및 수평 구동 절삭 기능에 의하여, 원형 톱이 상하로 이동되거나 경사지게 이동되는 공지의 절삭 장치에 비해 높은 하중을 부여하는 구조를 제공하여 절삭 대상(1)에 충분한 절삭력을 제공할 뿐 아니라, 높은 하중에도 불구하고 안정적인 수평 구동 상태를 보장하는 구조적인 특성을 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 베이스를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 베이스를 도시한 평면도이다.

본 발명의 베이스(200)는 상기 커팅 어셈블리(100)를 지지함과 동시에 커팅 어셈블리(100)의 수평으로 구동할 수 있는 기능을 제공하는 것으로서, 구체적으로는 베이스 프레임(201) 상에 구비되는 것으로 절삭 대상(1)을 절삭부(204)로 공급 및 절삭된 소재를 취출하는 이송 모듈, 절삭을 위해 커팅 어셈블리(100)를 수평 구동하는 구동 모듈, 절삭 대상(1)을 특정 위치에 고정 및 가이드하는 복수 개의 바이스로 이루어진 바이스 어셈블리로 구성되어 있다.

본 발명의 구동 모듈은, 베이스 프레임(201) 상에서 길이 방향으로 연장 형성되되 일정 간격을 두고 연장 형성된 2개의 열이 1조로 구성되어 총 2개 조로 이루어진 LM 레일(270)과, 각 1조 별 LM 레일(270) 주변에 설치되어 총 2개로 이루어진 볼 스크류부(260)로 구성되어 있다.

이러한 LM 레일(270)과 볼 스크류부(260)의 복수 개의 조합 구성은 높은 중량으로 이루어진 커팅 어셈블리(100)의 원활한 구동을 수행함은 물론 커팅 어셈블리(100)의 구동에 의하여 원형 톱(110)이 절삭 대상(1)을 절삭할 때 발생되는 반발력을 각각의 LM 블록으로 분산시켜 특정한 LM블록(180) 및 LM 레일(270)에 반발력이 편중되는 문제를 방지하도록 한다.

볼 스크류부(260)는 커팅 어셈블리(100)의 고하중이 집중되는 지지 기둥(160) 하부에 해당되는 1조의 LM 레일(270) 사이에 위치하여 2개의 동시 동작으로 커팅 어셈블리(100)를 구동시킨다.

즉 커팅 어셈블리(100)의 LM 블록(180)이 LM 레일(270)에 연결된 상태에서, 볼 스크류부(260)에서 서보모터의 회전력을 통한 각각의 스크류의 동시 회전 구동에 의하여 커팅 어셈블리(100)가 LM 레일(270)을 따라 안정적으로 수평 구동이 되는 것이다. 이러한 볼 스크류부(260)의 구동 제어 역시 후술할 컨트롤러(300)에 의하여 수행된다.

본 발명의 이송 모듈은 베이스 프레임(201) 상에서 상기 LM 레일(270)의 길이 방향과 직각으로 진행되는 방향을 따라 연장 형성되어 절삭 대상(1)을 절삭부(204)에 공급한 다음 절삭이 된 소재를 취출하는 기능을 수행하는 것으로서, 공급 컨베이어(202)와 절삭부(204) 및 취출 컨베이어(203)로 구성되어 있다.

이러한 공급/취출 컨베이어(202,203)는 롤러와 모터 등의 조합체로 이루어져 컨트롤러(300)에 의해 반자동 제어가 된다.

이송 모듈의 반자동 방식이라 함은 하역 장비에 의하여 절삭 대상(1)을 공급 컨베이어(202)에 안착하면 컨트롤러(300)의 조작부(310)를 작업자가 조작하여 공급 컨베이어(302)를 구동시켜 절삭 대상(1)을 절삭부(204)에 이송시키고, 절삭이 된 소재는 역시 작업자가 컨트롤러(300)의 조작부(310)를 조작하여 취출 컨베이어(203)를 구동시켜 하역 장비에 의해 이송하는 방식을 말한다. 이러한 컨트롤러(300)에 의한 이송 모듈의 반자동 구동 방식은 후술할 바이스 어셈블리의 바이스 구동과 연계되어 이루어지는 것도 가능하다.

본 발명의 공급 컨베이어(202)는 폭이 최대 3000mm의 절삭 대상(1)을 이송할 수 있는 사이즈와 이송 능력을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바이스 어셈블리는 절삭 대상(1)의 정렬은 물론 절삭 공정 시 절삭 대상(1)이 유동되는 것을 방지하는 고정 기능을 제공하는 것으로, 공급 컨베이어(202) 측에서 기준 바이스(210)와 가이드 바이스(220)가 설치되고, 절삭부(204) 측에 고정 바이스(230)와 제 1,2 무빙 바이스(240,250)가 설치되어 있다.

기준 바이스(210)와 가이드 바이스(220)는 공급 컨베이어(202) 양 측에서 상호 마주보게 각각 설치된 것으로, 공급 컨베이어(202)에 안착된 절삭 대상(1)을 가이드 바이스(220)가 기준 바이스(210) 방향으로 밀어 기준 바이스(210)에 접촉하도록 하는 기능을 수행한다.

기준 바이스(210) 및 가이드 바이스(220)의 각 단부에는 끝단으로 갈수록 사다리꼴로 연장이 되어 넓은 면적이 보장되어 절삭 대상(1)과의 충분한 접촉 면적을 확보하는 구조물이 설치되어 있는바, 기준 바이스(210)에 설치된 것을 기준면(211)이라 하고 가이드 바이스(220)에 설치된 것을 가이드 면(221)이라 한다.

기준 바이스(210)와 가이드 바이스(220) 모두 실린더(212,222)를 구비하여 이 실린더(212,222)의 구동에 의해 베이스 프레임(201)의 길이 방향을 따라 이동이 가능한데, 가이드 바이스(220)에 설치된 실린더(222)의 길이가 기준 바이스(210)에 설치된 실린더(212)보다 길게 연장되어 있다.

즉, 가이드 바이스(220)의 실린더 구동에 의하여 가이드 면(221)이 절삭 대상(1)을 기준 바이스(210)의 기준면(211)으로 밀어 기준면(211)에서 절삭 대상(1)의 기준 위치를 설정하도록 하는 것이고 이 때 기준 바이스(210)의 실린더(212)는 작동하지 않고 고정 상태를 유지하여 절삭 대상(1)과의 긴밀한 접촉을 유지하여 절삭 대상(1)을 정렬시킨다.

절삭 대상(1)을 정렬한 이후, 절삭 대상(1)을 절삭부(204)로 이송하기 위하여 실린더(212,222)의 역구동에 의해 기준 바이스(210) 및 가이드 바이스(220)가 후방으로 이동된다. 다시 말해 기준 바이스(210) 및 가이드 바이스(220)의 후방 이동은 절삭 대상(1)이 절삭부(204) 측으로 이송될 때 절삭 대상(1)이 후술할 고정 바이스(230)에 간섭되는 문제를 방지하기 위한 작용을 제공하는 것이다.

특히, 기준 바이스(210)의 후방 이동 거리는 가이드 바이스(220)의 후방 이동 거리보다 짧아도 충분히 절삭 대상(1)에 대한 간섭 방지 기능을 제공할 수 있기 때문에, 기준 바이스(210)의 실린더(212) 길이가 가이드 바이스(220)의 실린더(222) 길이보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다.

고정 바이스(230)와 제 1,2 무빙 바이스(240,250)는 절삭부(204)의 양 측에 각각 형성되어 있는 바이스들로서, 특히 고정 바이스(230)의 중앙 부위에는 원형 톱(110)이 지나가 절삭 대상(1)을 절삭할 수 있도록 수직 방향을 따라 절개된 도피 홈(231)이 형성되어 있다.

무빙 바이스는 절삭부(204)에 위치한 절삭 대상(1)이 원형 톱(110)의 수평 구동에 의하여 절삭되는 과정에서 절삭 대상이 유동되지 않도록 고정 바이스(230) 측으로 절삭 대상(1)을 밀어 압박 지지하는 역할을 수행하는바, 역시 실린더(242,253)를 구비하여 실린더 구동에 의하여 전후 이동을 할 수 있다. 특히, 다른 바이스들과 달리 이 무빙 바이스는 2개로 구성되어 있는데, 이들을 각각 제 1,2 무빙 바이스(240,250)라 한다.

제 1 무빙 바이스(240)는 공급 컨베이어(202) 측 절삭부(204)의 선단 위치에 설치되어 있고, 제 2 무빙 바이스(250)는 취출 컨베이어(203) 측 절삭부(204)의 후단 위치에 설치되어 있다. 제 1 무빙 바이스에(240)서 절삭 대상(1)에 접촉하는 단부를 제 1 접촉면(241)이라 하고 제 2 무빙 바이스(250)에서 절삭 대상(1)에 접촉하는 단부를 제 2 접촉면(251)이라 한다.

도 6은 본 발명의 제 2 무빙 바이스를 도시한 사시도이다.

도 6을 보아 알 수 있듯이, 제 2 무빙 바이스(250)의 제 2 접촉면(251)은 일자로 연장된 제 1 무빙 바이스(240)의 제 1 접촉면(241)과 달리 2단으로 절곡된 면을 추가로 구비하고 있는바, 이를 절곡 면(252)이라 한다.

이러한 절곡 면(252)은 제 2 무빙 바이스(250)가 제 1,2 바이스(240,250)의 몸체의 직경에 의하여 제 2 무빙 바이스(250)의 제 2 접촉면(251)이 제 1 무빙 바이스(240)의 제 1 접촉면(241)과 이격됨으로 절삭 대상(1)을 압박하지 못하는 문제점을 방지하기 위한 것이다.

다시 말해, 절곡 면(252)에 의하여 제 1,2 무빙 바이스(240,250)의 직경과 관계없이 제1 무빙 바이스(240)의 제 1 접촉면(241)과 제 2 무빙 바이스(250)의 제 2 접촉면(251), 구체적으로 절곡 면(252) 사이 불필요한 이격공간 없이 상호 밀착하거나 근거리 접근 상태를 유지함으로 절삭 대상(1)을 긴밀하게 압박할 수 있다.

절삭부(204)에서 절삭 대상(1)이 원형 톱(110)으로 절삭될 때, 제 1,2 무빙 바이스(240,250)가 절삭 대상 방향, 즉 전방으로 이동되어 절삭 대상(1)을 압박하여 유동되지 않는 상태를 확보하고 있다가 절삭 대상(1)이 절삭된 다음에는 제 1,2 무빙 바이스(240,250)는 후방 이동을 하여 정 위치로 복귀한다.

이 때, 제 1,2 무빙 바이스(240,250)는 동시에 후방(절삭 대상의 대향 측)으로 이동되지 않고 순차적으로 이동되는 것이 바람직한데, 구체적으로 절삭 대상(1)을 1회 절삭이 아닌 복수 회수로 절삭하거나 절삭 이후 잔여 소재를 정리하고자 할 때 이미 절삭이 된 전방 부분 측에 놓인 절삭된 소재를 취출하기 위하여 취출 컨베이어(203) 측에 인접한 제 2 무빙 바이스(250)가 후방 이동하되 제 1 무빙 바이스(240)는 그대로 잔여 절삭 대상(1)을 압박하고 있도록 하여 잔여 절삭 대상이 절삭부(204) 상에서 흐트러지거나 취출 컨베이어(203)를 따라 절삭된 소재와 함께 취출되는 문제를 방지하도록 한다.

상술한 바와 같이, 이러한 이송 모듈과 바이스 어셈블리의 유기적 작동에 의하여 절삭 대상(1)은 원활하게 절삭부(204)에 공급되어 유동성 없이 안정적으로 절삭된 다음 취출될 수가 있다.

도 7은 본 발명의 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 컨트롤러(300)는 모터(서보모터) 또는 실린더에 의해 작동이 되는 다양한 구성의 구동을 제어하는 기능을 수행하는 것으로, 본 발명에서 모터에 의해 구동이 되는 구성은 원형 톱(110), 컨베이어(202,203), 볼 스크류부(260), 바이스 어셈블리와 같다.

이러한 컨트롤러(300)는 조작부(310)를 구비하여 조작부(310)에 대한 작업자의 조작에 의하여 반자동으로 제어되는 것을 기본으로 하나, 추가적으로는 특정 구성의 구동에 대해서는 자동 제어가 되는 것도 가능하다.

컨트롤러(300)에 추가로 구비된 무빙 바이스 제어모듈(320)은 절삭 대상(1)이 원형 톱(110)에 의하여 절삭이 된 이후 제 1,2 무빙 바이스(240,250)를 후진시킬 때 제 1,2 무빙 바이스(240,250)를 순차 제어(실린더 구동 제어)하는 기능을 수행한다. 즉, 제 2 무빙 바이스(250)가 절삭 대상(1)의 대향 방향으로 후퇴하도록 제어하고 취출 컨베이어(203)의 구동 완료 시 제 1 무빙 바이스(240)를 절삭 대상의 대향 방향으로 후퇴 제어하여, 결과적으로 인터벌을 두고 제 2 무빙 바이스 ?? 제 1 무빙 바이스 순서대로 후퇴 운동을 제어하는 것이다.

이는, 제 2 무빙 바이스(250)를 먼저 후퇴 제어함으로써 절삭 대상 중에서 절삭된 소재(취출 컨베이어 측 절삭된 소재)를 취출시키되 이 때 제 1 무빙 바이스(240)는 그대로 잔여 소재(공급 컨베이어 측 잔여 소재)를 압박하고 있어 절삭된 소재의 원활한 취출을 보장함과 동시에 잔여 소재를 흐트러짐 없이 그대로 고정하고 있다가 부가적으로 구비된 타이머의 체크에 의해 파악되는 일명 '기준 시간'(타이머에서 설정된 특정한 시간)이 지났을 때 제 1 무빙 바이스(240)가 비로소 후퇴하도록 구동 제어하여 추가 절삭을 하거나 잔여 소재 처리를 하도록 하는 것이 가능하다.

이로써, 절삭 대상(1)이 절삭된 이후 절삭된 소재와 잔여 소재의 원활한 처리를 도모하거나 추가 절삭의 편의성을 보장하는 특성을 제공한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

1: 절삭 대상 100: 커팅 어셈블리
110: 원형 톱 111: 덮개
120: 톱 구동 모터 130: 감속기
140: 중량 부여 구조체 141: 벽체
142: 연결 바 143: 절편
150: 지지 프레임 160: 지지 기둥
161: 서포터 170: 리브 프레임
180: LM 블록 200: 베이스
201: 베이스 프레임 202: 공급 컨베이어
203: 취출 컨베이어 204: 절삭부
210: 기준 바이스 211: 기준면
212: 실린더 220: 가이드 바이스
221: 가이드면 222: 실린더
230: 고정 바이스 231: 도피 홈
240: 제 1 무빙 바이스 241: 제 1 접촉면
242: 실린더 250: 제 2 무빙 바이스
251: 제 2 접촉면 252: 절곡 면
253: 실린더 260: 볼 스크류부
270: LM 레일 300: 컨트롤러
310: 조작부 320: 무빙 바이스 제어모듈

Claims (6)

1. 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치로서,
   벽체에 둘러싸인 내부 공간에 복수 개의 중량 부여 매체를 포함한 중량 부여 구조체 및,
   상기 중량 부여 구조체 하부에서 이를 지지하는 지지 프레임과,
   상기 지지 프레임의 모서리 부위 각각에서 하방으로 수직 연장되되, 저면에 LM 블록을 구비한 지지 기둥 및,
   절삭 대상을 절삭하는 원형 톱 및 상기 원형 톱을 회동하는 톱 구동부로 구성된, 커팅 어셈블리;
   상기 LM 블록에 연결되어 볼 스크류부의 구동으로 이동되는 LM 레일을 구비한 구동 모듈과,
   상기 원형 톱이 지나가는 동선에 위치하여 절삭 대상이 절삭되는 절삭부와, 절삭 대상을 상기 절삭부에 공급하고 절삭된 절삭 대상을 외부로 취출하는 컨베이어로 이루어진 이송 모듈 및,
   상기 컨베이어 및 상기 절삭부에 위치한 절삭 대상을 고정하는 복수 개의 바이스로 이루어진 바이스 어셈블리로 구성된 베이스;를 포함하여,
   상기 커팅 어셈블리가 상기 구동 모듈의 구동으로 상기 LM 레일을 따라 수평 구동되면서 상기 원형 톱에 의해 절삭 대상을 절삭하는 것을 특징으로 하는, 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 지지 프레임 및 상기 지지 기둥의 평면 형상은 직사각형 형상이고,
   상기 LM 블록은,
   각각의 상기 지지 기둥 저면의 4개의 모서리 부위에 장착되어, 1개의 지지 기둥 별로 총 4개로 구성되며,
   상기 LM 레일은,
   상기 LM 블록의 폭에 상응한 너비로 이격되어 각각 2개의 LM 블록이 연결된 2개의 LM 레일이 1조로 구성되되, 상기 1조의 LM 레일은 상기 지지 기둥의 폭에 상응한 너비로 이격된 2개로서 이루어지고,
   상기 볼 스크류부는,
   상기 1조의 LM 레일 각각에 연결되도록 설치되어 총 2개로 이루어진 것을 특징으로 하는, 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 이송 모듈은, 상기 커팅 어셈블리의 연장 방향과 직각 방향으로 연장 형성된 것으로서,
   절삭 대상을 공급하는 공급 컨베이어와, 절삭 대상을 취출하는 취출 컨베이어 및, 상기 공급 컨베이어와 취출 컨베이어 사이에 위치한 절삭부로 이루어진 것을 특징으로 하는, 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 바이스 어셈블리는,
   실린더의 구동으로 이동 가능한 것으로, 상기 공급 컨베이어의 일 측에서 절삭 대상을 고정 정렬하는 기준을 제시하는 기준 바이스와,
   실린더의 구동으로 이동한 것으로, 상기 기준 바이스의 대향 측에서 절삭 대상을 상기 기준 바이스로 압박하도록 전후 이동되는 가이드 바이스 및,
   수직 방향으로 절개된 도피 홈을 구비하여, 상기 절삭부의 일 측에 설치된 고정 바이스와,
   실린더의 구동으로 이동 가능한 것으로, 상기 고정 바이스의 대향 측에서 절삭 대상을 상기 고정 바이스로 압박하도록 전후 이동되는 무빙 바이스로 구성된 것을 특징으로 하는, 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 무빙 바이스는,
   단부에 제 1 접촉면을 구비한 제 1 무빙 바이스와,
   단부에 제 2 접촉면을 구비하여 상기 공급 컨베이어의 선단 측의 상기 제 1 바이스에 인접하되, 상기 제 2 접촉면이 2단 절곡되어 상기 제 1 접촉면에 인접한 절곡 면을 구비한 제 2 무빙 바이스를 구비한 것을 특징으로 하는, 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 절삭 장치는,
   상기 제 1,2 무빙 바이스에 설치된 실린더의 구동을 각각 제어하는 것으로, 타이머에 설정된 기준 시간을 인터벌로 하여 상기 제 1,2 무빙 바이스를 순차적으로 후진 이동 제어하는 무빙 바이스 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형 톱을 이용한 수평 구동형 절삭 장치.

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