KR102183597B1 - 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속재료를 보다 다양한 형상으로 용이하게 가공할 수 있는 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 레이저 절단장치 측에 금속재료를 배치하는 배치단계, 상기 금속재료에 대하여 상기 레이저 절단장치를 수직방향, 제1수평방향 및 상기 제1수평방향에 직교되는 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시켜 상기 금속재료를 절단하는 커팅단계, 절곡장치를 이용하여 상기 금속재료를 굽힘 가공하는 절곡단계 및 용접장치를 이용하여 상기 금속재료를 용접하는 용접단계를 포함한다.

Description

레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법{METAL MATERIAL PROCESSING METHOD}

본 발명은 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속재료를 보다 다양한 형상으로 용이하게 가공할 수 있는 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법에 관한 것이다.

금속재료는 일반적으로 원재료가 제련, 압연 등의 과정을 거쳐 판재 및 봉재 등으로 제조된 것이다.

이러한 금속재료는 절단, 절곡 등의 방법으로 소성 가공하여 목적에 상응하도록 원하는 형상으로 성형하고, 금속재료를 용접하여 원하는 형상으로 제조된다.

한편, 종래의 기술인 공개특허 제 10-2010-0026847호(이하 종래기술)는 로드셀을 이용한 공작물의 절단시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회전운동과 수평운동을 동시에 수행하면서 다이 위에 올려진 판재나 봉재를 절단하는 절단시스템에 있어서, 상기 절단시스템은 가공물이 놓이는 다이에 다수개의 로드셀을 설치하고, 동시에 상기 로드셀이 다이의 사방에 설치되어 가공물의 들려짐이나 혹은 무게의 변화를 감지하여 톱날의 이동속도를 자동으로 변화시켜 주도록 되어 있는 톱날제어장치를 포함함으로써, 톱날의 경사각도에 따라 들어 올려지는 상태를 감지하여 톱날의 이동속도를 변화토록 함으로서 정확한 절단이 가능토록한 것이다.

그러나 이러한 종래기술은 금속재료를 보다 다양한 형상으로 용이하게 가공할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금속재료를 다양한 형상으로 용이하게 가공할 수 있는 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법의 제공을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 금속재료를 가공하는데 있어서, 금속재료의 변형을 억제할 수 있는 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성 및 특징을 갖는다.

레이저 절단장치 측에 금속재료를 배치하는 배치단계, 상기 금속재료에 대하여 상기 레이저 절단장치를 수직방향, 제1수평방향 및 상기 제1수평방향에 직교되는 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시켜 상기 금속재료를 절단하는 커팅단계, 절곡장치를 이용하여 상기 금속재료를 굽힘 가공하는 절곡단계 및 용접장치를 이용하여 상기 금속재료를 용접하는 용접단계를 포함한다.

또한 상기 커팅단계는, 척과 연결되는 이송장치에 의해 상기 금속재료가 상기 제1수평방향을 따라 이동되는 단계, 이동장치에 의해 상기 레이저 절단기가 상기 수직방향 및 상기 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동되는 단계 및 회동장치에 의해 상기 척이 제1수평방향을 중심축으로 하여 회동되는 단계를 포함할 수 있다.

또한 상기 배치단계에서 상기 금속재료는 상기 척의 이동 방향을 따라 간격을 두고 다수 구비되되 상기 수직방향을 따라 승강되는 거치장치에 거치되고, 상기 척이 상기 제1수평방향을 따라 이동되도록 상기 거치장치가 순차적으로 승강되는 거치승강단계를 포함할 수 있다.

상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 금속재료에 대하여 레이저 절단장치를 수직 방향, 제1수직방향 및 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시켜 금속재료를 절단하는 커팅단계를 포함함으로써, 금속재료를 다양한 형상으로 용이하게 가공할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 회동장치에 의해 척이 제1수평방향을 중심축으로 하여 회동되는 단계를 포함함으로써, 금속재료를 다양한 방향에서 가공할 수 있으며, 특히 내부에 중공이 형성된 금속재료를 보다 효율적으로 절단할 수 있다는 효과를 갖는다.

도한 본 발명은 척이 제1수평방향을 따라 이동되도록 거치장치가 순차적으로 승강되는 거치승강단계를 포함함으로써, 금속재료의 변형을 억제할 수 있다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 레이저 절단장치, 거치장치, 척, 회동장치, 이송장치, 이동장치, 거치장치에 거치된 상태의 금속재료를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 레이저 절단장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 로봇장치의 지그가 금속재료를 파지한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 지그가 구비된 로봇장치에 의해 금속재료가 거치장치에 거치된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법에서 제1수평방향, 제2수평방향, 수직방향 중 하나 이상의 방향으로 이동하는 레이저 절단장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 금속재료를 고정하는 척과, 척을 회동시키는 회동장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 절곡장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 용접장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 추가 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속재료 가공 방법의 개략적인 흐름도이고, 도 2는 레이저 절단장치, 거치장치, 척, 회동장치, 이송장치, 이동장치, 거치장치에 거치된 상태의 금속재료를 설명하기 위한 개략적인 도면이며, 도 3은 레이저 절단장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 로봇장치의 지그가 금속재료를 파지한 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 지그가 구비된 로봇장치에 의해 금속재료가 거치장치에 거치된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 판재, 봉재 등과 같이 금속재료(M)를 가공하기 위한 것으로, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법을 설명의 편의상 '본 방법'이라 칭하기로 한다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 방법(본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법)은 배치단계(S1), 커팅단계(S2), 절곡단계(S3) 및 용접단계(S4)를 포함한다.

배치단계(S1)는 후술하는 레이저 절단장치(1) 측에 금속재료(M)를 배치하는 단계이다. 배치단계(S1)는 예시적으로 집게(91)가 구비된 로봇장치(9)에 의해 수행될 수 있는데, 리프팅 장치(10)에 의해 운반된 금속재료(M)를 로봇장치(9)의 로봇암(92)에 의해 집게(91) 이동하고, 집게(91)에 의해 금속재료(M)를 파지(도 4 참조)할 수 있다. 이후에 로봇장치(9)의 로봇암(92)이 회동하고 집게(91)가 금속재료(M)의 파지 상태를 해제하여 후술하는 거치장치(8)에 금속재료(M)를 거치할 수 있다.

후술하는 설명에서 보다 자세히 설명하겠지만, 배치단계(S1)에서 금속재료(M)는 척(4)의 이동 방향을 따라 간격을 두고 다수 구비되는 거치장치(8)에 거치될 수 있다. 상기한 리프팅 장치(10)는 예시적으로 컨베이어일 수 있다. 리프팅 장치(10)와 로봇장치(9)는 당분야의 통상의 기술을 따를 수 있다.

로봇장치(9)는 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 제어될 수 있는데, 이는 후술하는 설명에서 보다 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 커팅단계(S2)는 금속재료(M)에 대하여 레이저 절단장치(1)를 수직방향, 제1수평방향 및 제1수평방향에 직교되는 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시켜 금속재료(M)를 절단하는 단계이다.

여기에서 수직방향은 연직 방향을 의미하는데 도 2를 기준으로 상하 방향을 의미하고, 제1수평방향은 지면에 대하여 평행한 한 방향으로 예시적으로 도 2를 기준으로 좌우 방향을 의미하고, 제2수평방향은 지면에 대하여 평행하되 평면상에서 제1수평방향과 직교되는 방향으로 예시적으로 도 2를 기준으로 정면-배면 방향을 의미할 수 있다. 상기한 수직방향, 제1수평방향 및 제2수평방향은 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 예를 들어 보다 구체적으로 설명하면, 커팅단계(S2)는 척(4)과 연결되는 이송장치(5)에 의해 금속재료(M)가 제1수평방향을 따라 이동되는 단계(이하 소재이동단계)를 포함할 수 있다.

여기에서 척(4)은 후술하는 회동장치(7)의 일 측(예시적으로 도 2에서 우측) 에 구비되어, 금속재료(M)와 탈착 가능하게 결합되는 것이다. 이때 이송장치(5)는 후술하는 회동장치(7)에 연결되어 회동장치(7)를 제1수평방향으로 이동시켜 회동장치(7)에 구비된 척(4)을 제1수평방향을 따라 이동시킬 수 있다.

도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여 이송장치(5)를 예시적으로 설명하면, 이송장치(5)는 모터(미도시)와 상기 모터(미도시)의 회동축에 감긴 상태로 척(4)과 연결되어 모터(미도시)가 회전함에 따라 척(4)을 제1수평방향으로 이동시키는 롤러 체인 또는 케이블 캐리어를 포함할 수 있는데, 이로만 한정되는 것은 아니다. 즉, 이송장치(5)는 척(4)을 제1수평방향으로 이동시킬 수 있는 한 다양한 구성이 상기 모터(미도시)와 롤러 체인 또는 케이블 캐리어를 대체하거나 추가될 수 있다.

상기 모터(미도시)는 제어부(미도시)의 제어 신호에 의해 회전 방향과 회전 속도가 결정될 수 있는데, 제어부(미도시)는 후술하는 설명에서 보다 자세히 설명하기로 한다.

또한 커팅단계(S2)는 이동장치(6)에 의해 레이저 절단기(1)가 수직방향 및 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동되는 단계(이하 절단기이동단계)를 포함할 수 있다.

이동장치(6)는 예시적으로 유압조절부(62)와 유압조절부(62)에 의해 수직방향 및 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 신장되는 유입실린더(61)를 포함할 수 있는데, 이것으로만 한정되는 것은 아니다. 즉, 이동장치(6)는 레이저 절단기(1)를 수직방향 및 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시킬 수 있다면 유압조절부(62), 유압실린더(61)를 대체하는 구성을 포함하거나 추가적인 구성이 포함될 수 있음은 물론이다.

상기한 유압조절부(61)는 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 제어될 수 있는데, 이하의 설명에서 보다 자세히 설명하기로 한다.

이와 같이, 본 방법은 금속재료(M)에 대하여 상대적으로 레이저 절단장치(1)를 수직방향, 제1수평방향 및 제2수평방향으로 이동시켜 금속재료(M)를 절단하는 커팅단계(S2)를 포함함으로써, 금속재료(M)를 다양한 형상으로 가공할 수 있다는 이점이 있다.

예를 들어, 금속재료(M)가 제1수평방향으로 이동함에 따라, 레이저 절단기(1)를 제2수평방향으로 이동함으로써 제1수평방향과 평행한 금속재료(M)를 2개 이상으로 분리되도록 절단할 수 있을 뿐만 아니라, 금속재료(M)에 원형, 다각형 홀 등을 형성시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법에서 제1수평방향, 제2수평방향, 수직방향 중 하나 이상의 방향으로 이동하는 레이저 절단장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예예 따른 레이저 절단장치를 이용한 금속재료의 가공방법에 관한 것으로, 레이저 절단장치(6)는 3축 이동장치(11)에 의해 수직방향, 제1수직방향 및 제2수직방향 중 하나 이상의 방향으로 이동될 수 있다. 3축 이동장치(11)는 각 축에 대하여 유압을 조절하는 부재와 유압을 조절하는 부재에 의해 신장되는 유압 실린더 부재 등을 포함할 수 있는데, 이로만 한정되는 것은 아니다.

도 7은 금속재료를 고정하는 척과, 척을 회동시키는 회동장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 5, 도 7을 참조하면, 커팅단계(S2)는 회동장치(7)에 의해 척(4)이 제1수평방향을 중심축으로 하여 회동되는 단계(이하 회동단계)를 포함할 수 있다.

도시되지 않았지만, 회동장치(7)는 제1수평방향을 중심축으로 하여 회전하고 척(4)과 연결되는 회동축(미도시)과 상기 회동축과 연결되어 상기 회동축을 제1수평방향을 중심축으로 하여 회전시키는 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 구동부(미도시)는 후술하는 제어부(미도시)에 의해 회전 방향과 회전 속도가 제어될 수 있다.

이와 같이, 본 방법은 상기 회동단계를 포함함으로써, 금속재료(M)의 다양한 측을 절단 가공할 수 있어, 금속재료(M)를 보다 다양한 형상으로 가공할 수 있다는 이점이 있다. 또한 금속재료(M)가 내측에 중공이 형성된 봉재 등인 경우에는, 금속재료(M)를 제1수평방향에 대하여 회동시키는 경우 그렇지 않은 경우와 비교하여 보다 적은 부분만을 절단하여 2개 이상으로 분리시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1 내지 도 5, 도 7을 참조하면, 상술하였듯이 배치단계(S1)에서 금속재료(M)는 척(4)의 이동 방향을 따라 간격을 두고 다수 구비되는 거치장치(8)에 거치될 수 있다고 하였는데, 상기 거치장치(8)는 수직방향을 따라 승강될 수 있다.

이때 본 방법은 척(4)이 제1수평방향을 따라 이동되도록 거치장치(8)가 순차적으로 승강되는 거치승강단계를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하여 예를 들어 설명하면, 다수의 거치장치(8)가 모두 상측으로 돌출된 상태에서 금속재료(M)와 결합된 척(4)이 제1수평방향을 따라 우측으로 이동하는 경우, 척(4) 또는 척(4)과 연결된 회동장치(7) 등이 우측으로 이동될 수 있도록 다수의 거치장치(8) 중 좌측에 배치되어 척(4)과 가장 인접한 어느 하나부터 순차적으로 하강될 수 있다.

반대로 척(4)이 제1수평방향을 따라 좌측으로 이동하여 척(4) 또는 척(4)과 연결된 회동장치(7)가 하측으로 이동한 거치장치(8)를 지나치는 경우 거치장치(8)가 상측으로 이동하여 금속재료(M)가 상측으로 돌출된 거치장치(8)에 거치될 수 있다.

예시적으로 거치장치(8)는 금속재료(M)가 안착되고, 금속재료(M)가 제1수평방향으로 이동함에 따라 제2수평방향을 중심축으로 회동하는 로울러(81)와 상기 로울러(81)의 하부에 연결되어 후술하는 제어부(미도시)의 제어신호에 따라 승강되는 승강부(82)를 포함할 수 있다.

예시적으로 다수의 승강부(82)의 측면(예시적으로 도 2를 기준으로 좌측면)과 상측면에는 근접센서(미도시)가 구비되어 근접센서(미도시)에 의해 기 설정된 거리 내에 척(4)(또는 회동장치(7))이 감지되는 경우 근접센서(미도시)는 제어부(미도시)에 감지신호를 송출하고, 이를 바탕으로 제어부(미도시)는 승강부(82)가 승강되도록 제어할 수 있다. 다른 예시로 제어부(미도시)는 척(4)이 이동함에 따라 좌표값을 수신하고 다수의 승강부(82) 중 해당 좌표값과 상응하는 위치의 어느 하나가 승강되도록 제어신호를 송출할 수 있다. 또 다른 예시로 제어부(미도시)는 이송장치(5)의 모터(미도시)의 회전량에 대한 신호를 수신하고, 다수의 승강부(82) 중 모터(미도시)의 회전량에 상응하는 기 설정된 어느 하나를 승강시키도록 제어신호를 송출할 수 있다.

이와 같이, 본 방법은 상기 거치승강단계를 포함함으로써, 가공 대상인 금속재료(M)의 변형을 억제하며 금속재료(M)를 제1수평방향으로 이동시킬 수 있다는 이점이 있다. 보다 구체적으로 설명하면 거치장치(8)가 척(4)의 이동 방향을 따라 다수 구비되지 않은 경우에는 금속재료(M)는 그 자체의 하중에 의해 중심부(척(4)과 레이저 절단기(1) 또는 레이저 절단기(1) 측에 구비되는 지그 사이의 중심부)가 굽혀져 하측은 인장응력이 발생하고 상측은 압축응력이 발생되어 굽힘 변형이 발생될 우려가 있다.

이때 본 방법은 척(4)의 이동 방향을 따라 거치장치(8)가 다수 구비되어 금속재료(M)의 굽힘 변형을 억제할 수 있다. 동시에 거치장치(8)는 척(4)의 이동 방향을 따라 구비되므로 거치장치(8)에 의해 척(4)의 제1수평방향으로의 이동이 방해될 수 있다. 이때 본 방법이 거치승강단계를 포함함으로써, 거치장치(8)에 의한 척(4)의 이동이 방해되지 않게 되므로, 금속재료(M)를 보다 다양한 형상으로 가공할 수 있는 동시에 금속재료(M)의 변형을 억제할 수 있다.

제어부(미도시)는 통상의 기술자에게 알려진 다양한 제어 구성(예를 들면, 컴퓨터, 프로세서 등의 다양한 전자 장치 또는 전자 모듈)이 적용될 수 있다. 예시적으로, 제어부(미도시)는 그에 포함된 프로그램이나 알고리즘에 따라 생성된 신호나 명령(이상 제어신호)을 모터(미도시), 유압조절부(62), 로봇장치(9), 구동부(미도시), 승강부(82) 등에 전달하는 구성일 수 있다. 예를 들어, 제어부(미도시)는 모터(미도시), 유압조절부(62), 로봇장치(9), 구동부(미도시), 승강부(82) 등에 포함되거나, 모터(미도시), 유압조절부(62), 로봇장치(9), 구동부(미도시), 승강부(82) 등과 이웃하는 위치에 모터(미도시), 유압조절부(62), 로봇장치(9), 구동부(미도시), 승강부(82) 등과는 별도로 구비되어 모터(미도시), 유압조절부(62), 로봇장치(9), 구동부(미도시), 승강부(82) 등과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

즉, 제어부(미도시)에 도면 정보가 입력되면, 제어부(미도시) 상기 도면 정보에 상응하여 모터(미도시), 유압조절부(62), 로봇장치(9), 구동부(미도시), 승강부(82) 등이 구동되도록 모터(미도시), 유압조절부(62), 로봇장치(9), 구동부(미도시), 승강부(82) 등에 제어신호를 송출할 수 있다. 이는 통상의 기술자에게 자명하므로 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 8은 절곡기를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 8을 참조하면, 절곡단계(S3)는 절곡장치(2)를 이용하여 금속재료(M)를 굽힘(벤딩, vending) 가공하는 단계이다.

예시적으로 절곡장치(2)는 흡착부로 금속재료(M)를 흡착하여 고정하고, 프레스로 가압하여 기 설정된 형상을 가지도록 금속 속재(M)를 절곡할 수 있다.

도 9는 용접장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 9를 참조하면, 용접단계(S4)는 용접장치(3)를 이용하여 금속재료(M)를 용접하는 단계이다. 용접 장치(3)는 해당 분야에서 통상의 기술자에게 자명하므로 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이, 본 방법은 상기와 같은 각 단계를 통해 금속재료(M)를 다양한 형상으로 보다 용이하게 가공할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 용접단계(S4)에서 용접 대상인 금속재료(M)는 안착되는 안착면에서 이동이 제한되어 위치를 고정해야만이 보다 정밀하게 용접이 될 수 있다.

이때 금속재료(M)를 측면에서 가압하여 고정하는 경우, 금속재료(M)를 고정하기 위해 과도한 가압력이 작용할 수 있고, 이는 금속재료(M)에 손상을 입히는 결과를 초래할 수 있다.

이에 본 발명은 금속재료(M)의 측면을 가압하여 고정하는 힘이 과도하게 작용하지 않도록 금속재료(M)의 측면 이동을 제한하여 고정을 강화하는 제한수단(R)을 더 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

상기한 제한수단(R)은 금속재료(M)의 이동 제한 위치에 구비되어 금속재료(M)의 이동을 제한하는 리시버(R2), 안착면 상에 구비되고 금속재료(M)에 의해 가압되는 트리거(R1), 그리고 트리거(R1)의 눌림 동작에 의해 리시버(R2)를 승강시키는 액추에이터(R3)를 포함한다.

먼저 상기 트리거(R1)에 대해서 살펴보면, 상기 트리거(R1)는 안착면 상에 구비되는데, 상기 트리거(R1)는 상기 안착면의 상부로 노출되며 상기 금속재료(M)의 이동방향(이하 이동방향)을 따라 상향 경사를 갖는 노출상부와 상기 노출상부의 하부에 연결되고 상기 안착면의 하측으로 내장된 내장하부 및 상기 내장하부의 하단에 형성된 접점부를 포함한다.

먼저 상기 노출상부는 상기 안착면 상에 노출되는 구성으로, 상기 금속재료(M)이 기 노출상부를 가압함으로써 상기 접점부와 상기 단자부가 접촉하여 상기 제한수단(R)을 작동시키게 된다.

그리고 상기 금속재료(M)가 상기 노출상부를 가압하는 경우 상기 노출상부는 상기 안착면의 내부로 하강하게 되고, 상기 금속재료(M)가 상기 노출상부를 용이하게 가압시키기 위해서는 상기 노출상부는 상기 금속재료(M)의 이동방향으로 상향 경사를 가져야하고, 상향 경사의 초입의 높이는 안착면의 높이보다 같거나 낮아야 한다.

또한 트리거(R1)의 하단에는 금속재료(M)의 가압이 해제될 경우, 접점부와 단자부를 다시 이격시키기 위해 탄성체 등과 같은 소정의 복귀수단이 구비될 수 있고, 이러한 복귀수단은 특별히 어느 한 형태로 한정되지 않는다.

그리고 이러한 트리거(R1)가 액추에이터(R3)의 단자부 측으로 이동하여 접촉 불량 없이 온전하게 전기적신호를 발생시키기 위해서는 첫째로 금속재료(M)가 트리거(R1) 측으로의 초기 진입이 용이하여야 하고, 둘째로 초기 진입 이후에는 트리거(R1)의 적절한 수직 변위 값을 확보할 필요가 있다.

이에 따라 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 트리거(R1)의 노출상부는 상기 금속재료(M)와 접촉하고 상기 이동 방향을 따라 기울기가 점증하는 경사점증부(R11) 및 상기 경사점증부(R11)에서 상기 이동방향으로 연장되고 상기 이동방향을 따라 기울기가 점감하는 경사점감부(R12)를 포함하고, 상기 트리거(R1)는 상기 경사점감부(R12)에서 상기 이동방향으로 연장되고 상부로 돌출 구비된 상단돌기부(R13)를 더 포함하고, 상기 상단돌기부(R13)는 상기 경사점증부(R11)와 상기 경사점감부(R12)의 조합과 동일한 경사 구조를 갖는다.

그리고 상기 경사점증부(R11)는 기울기 0의 경사로 시작하여 기울기가 점점 증가하는 지수 함수 형태의 모양을 띄며, 기울기 0의 경사로 시작해 그 기울기가 점차 증가하기 때문에 상기 금속재료(M)가 기 트리거(R1) 측으로 원활하게 초기 진입을 수행할 수 있게 된다.

그리고 상기 금속재료(M)가 곡점을 지나서 상기 경사점감부(R12) 측으로 진입을 하게 되는데, 상기 경사점감부(R12)는 급격했던 기울기가 완만하게 줄어드는 형태로, 상기 금속재료(M)가 수직 방향으로 상기 경사점감부(R12)를 가압함으로써 상기 트리거(R1)가 상기 액추에이터(R3)의 단자부 측으로 원활하게 이동할 수 있게 된다.

또한 상기 경사점증부(R11)의 높이 h1과 상기 경사점감부(R12)의 높이 h2의 비는 다양한 실험 결과 1:3에 해당하는 것이 바람직한데, 이를 통해 상기 금속재료(M)의 초기진입의 용이성을 확보하면서도 상기 트리거(R1)의 수직변위 이동 폭을 극대화 시킬 수 있기 때문이다.

그리고 상기 금속재료(M)가 상기 경사점감부(R12)를 지난 이후 상기 상단돌기부(R13)에 진입하게 되는데, 상기 상단돌기부(R13)는 상기 경사점증부(R11) 및 상기 경사점감부(R12)의 경사 형태를 모두 포함하는 구성에 해당한다. 이를 통해 노출상부로의 진입의 용이성 및 트리거(R1)의 큰 수직변위 이동 폭 확보 효과를 한 번 더 얻을 수 있게 된다.

그 다음으로 상기 금속재료(M)가 기 트리거(R1)를 지난 이후에는 전술했듯이 상기 금속재료(M)의 이동 제한 위치에 구비된 상기 리시버(R2)는 상기 액추에이터(R3)에 의해 상기 안착면의 상부로 상승 이동하게 된다.

즉, 상기 리시버(R2)는 상기 안착면을 기준으로 하여 상기 안착면의 내부에 은폐되어 있다가 상기 액추에이터(R3)에 의해 상기 안착면의 상부로 상승 이동하게 되어 상기 금속재료(M)의 이동을 제어하게 된다. 또한 이러한 리시버(R2)는 안착면 상에 구비될 수도 있고, 상기 안착면과 이격된 위치에 따로 구비될 수도 있다. 즉, 안착면과 동일한 높이를 갖는 이격된 위치에 구비될 수도 있는 것이다.

그리고 여기서 이동 제한 위치는 상기 금속재료(M)의 이동방향을 기준으로 하여 상기 트리거(R1) 보다 후측에 있는 위치를 말하고, 자명하게도 상기 금속재료(M)이 이동 제한 위치 도착 전에 승강수단에 의해 상기 리시버(R2)가 완전 상승할 수 있는 위치여야 한다.

그리고 상기 리시버(R2)는 내부에 내장된 자성체(R20) 및 상기 이동방향에 수직하게 배치되는 연직부와 상기 이동방향에 평행하게 배치되는 평행부가 상기 금속재료(M)와 접촉하는 제한부(R22)를 형성하는 탄성리시버(R21)를 포함하고, 상기 탄성리시버(R21)는 상기 평행부에서 상측으로 연장된 제2연직부 및 상기 제2연직부의 상단에서 수평으로 연장된 제2평행부에 의해 형성되고 상기 제한부(R22)보다 큰 상하 폭을 갖는 제2제한부(R23)를 더 포함한다.

먼저 상기 자성체(R20)는 리시버(R2)의 중심에 위치함으로써 상기 금속재료(M)의 무게중심 측을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

그리고 상기 탄성리시버(R21)는 상기 금속재료(M)와의 충돌로 인한 충격을 안정적으로 흡수하기 위해 탄성을 갖는 물질로 구성되는데 라텍스, 우레탄 등 다양한 탄성고분자를 포함할 수 있다.

그리고 이에 더하여 상기 탄성리시버(R21)는 전술한 바와 같이 제한부(R22), 제2제한부(R23), 제3제한부(R24) 등 제n제한부를 포함함으로써 상기 금속재료(M)의 높이에 따라 대응되는 제n제한부가 상기 금속재료(M)의 전면과 상면을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

그 다음으로 상기 액추에이터(R3)는 상기 노출상부의 높이만큼 상기 접점부의 하부에 이격 구비된 단자부, 일단이 상기 단자부에 연결되어 상기 접점부와 상기 단자부의 접촉에 의해 구동신호를 전달하는 신호전달부 및 상기 신호전달부의 타단에 연결되어 상기 구동신호에 의해 상기 리시버(R2)를 승강시키는 승강수단을 포함한다.

먼저 상기 단자부는 상기 트리거(R1)의 접점부의 접촉에 의해 전기적 신호가 발생하게 되는데, 이러한 접촉에 의한 전기적 신호의 발생은 기 공지된 터치 스위치의 작동 원리를 참고할 수 있다.

그리고 발생된 전기적 신호를 상기 신호전달부가 상기 승강수단 측으로 전달하여 상기 승강수단은 상기 안착면의 내부에 은폐돼 있던 상기 리시버(R2)를 상기 안착면의 상부로 상승하게 만든다.

그리고 이러한 승강수단은 실린더방식, 크랭크방식, 권상기방식, 리프트방식 등 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 실시는 본 발명의 범위를 벗어난 것으로 통상의 기술자의 일반상식 또는 기 공지된 기술을 참고할 수 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

레이저 절단기: 1 절곡장치: 2
용접장치: 3 척: 4
이송장치: 5 이동장치:６
회동장치: 7 거치장치: 8
로봇장치: 9 집게: 91
로봇암: 92 리프팅 장치: 10
3축 이동장치: 11 금속재료: M

Claims (4)

1. 레이저 절단장치(1) 측에 금속재료를 배치하는 배치단계;
   상기 금속재료에 대하여 상기 레이저 절단장치(1)를 수직방향, 제1수평방향 및 상기 제1수평방향에 직교되는 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시켜 상기 금속재료를 절단하는 커팅단계;
   절곡장치(2)를 이용하여 상기 금속재료를 굽힘 가공하는 절곡단계; 및
   용접장치(3)를 이용하여 상기 금속재료를 용접하는 용접단계를 포함하고,
   상기 용접장치(3)는 상기 금속재료의 이동을 제한하는 제한수단을 포함하고,
   상기 제한수단은, 상기 금속재료의 이동 제한 위치에 구비되고, 상기 금속재료가 안착되는 안착면의 상부로 상승하거나 또는 상기 안착면의 하부로 하강하는 리시버,
   상기 안착면 상에 구비되고, 상기 안착면의 상부로 노출되며 상기 금속재료의 이동방향을 따라 상향 경사를 갖는 노출상부, 상기 노출상부의 하부에 연결되고 상기 안착면의 하측으로 내장되는 내장하부 및 상기 내장하부의 하단에 형성된 접점부를 포함하는 트리거 및
   상기 노출상부의 높이만큼 상기 접점부의 하부에 이격 구비된 단자부, 일단이 상기 단자부에 연결되어 상기 접점부와 상기 단자부의 접촉에 의해 구동신호를 전달하는 신호전달부 및 상기 신호전달부의 타단에 연결되어 상기 구동신호에 의해 상기 리시버를 승강시키는 승강수단을 포함하는 액추에이터를 포함하고,
   상기 노출상부는 상기 상기 금속재료와 선 접촉하고 상기 이동 방향을 따라 기울기가 점증하는 경사점증부 및 상기 경사점증부에서 상기 이동방향으로 연장되고 상기 이동방향을 따라 기울기가 점감하는 경사점감부를 포함하고,
   상기 노출상부는 상기 경사점감부에서 상기 이동방향으로 연장되고 상부로 돌출 구비된 상단돌기부를 더 포함하고,
   상기 상단돌기부는 상기 경사점증부와 상기 경사점감부의 조합과 동일한 경사 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 절단장치(1)를 이용한 금속재료의 가공방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 커팅단계는,
   척(4)과 연결되는 이송장치(5)에 의해 상기 금속재료가 상기 제1수평방향을 따라 이동되는 단계;
   이동장치(6)에 의해 상기 레이저 절단장치(1)가 상기 수직방향 및 상기 제2수평방향 중 하나 이상의 방향으로 이동되는 단계; 및
   회동장치(7)에 의해 상기 척(4)이 제1수평방향을 중심축으로 하여 회동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단장치(1)를 이용한 금속재료의 가공방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 배치단계에서 상기 금속재료는 상기 척(4)의 이동 방향을 따라 간격을 두고 다수 구비되되 상기 수직방향을 따라 승강되는 거치장치(8)에 거치되고,
   상기 척(4)이 상기 제1수평방향을 따라 이동되도록 상기 거치장치(8)가 순차적으로 승강되는 거치승강단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단장치(1)를 이용한 금속재료의 가공방법.
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