KR102480930B1

KR102480930B1 - 플라즈마 커팅장치

Info

Publication number: KR102480930B1
Application number: KR1020220101445A
Authority: KR
Inventors: 임수정
Original assignee: 임수정
Priority date: 2022-08-12
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2022-12-22

Abstract

본 발명은 플라즈마 커팅장치에 관한 것으로, 피가공물을 일정한 속도로 절단하여 절단면이 균일한 형상을 갖도록 하는 플라즈마 커팅장치의 제1장치는, 가공지지대와 나란히 배치된 전후진레일에 결합되는 제1포스트; 상기 제1포스트에 승강되게 결합되는 제1수직조절장치; 상기 제1수직조절장치의 일측에 제1수직조절장치와 일체로 결합되는 제1수평조절장치; 및 상기 제1수평조절장치에 좌우이동 가능하도록 외팔보 형태로 슬라이딩 결합되는 제1수평축프레임;을 포함하되, 피가공물의 양측면 모서리의 수직선상에 위치하도록 상기 제1수평축프레임에 결합되는 두 개의 제1토치부;를 통해 가공지지대에 안착된 피가공물의 양측면을 절단하고, 상기 제1포스트의 상부에 결합되는 제1메인제어부를 통해 제1토치부의 전원을 제어하고 제1포스트에 설치된 모터를 제어하여 상기 제1장치의 전후진 이동을 조작하며, 상기 제1메인제어부의 상부에 설치된 제1토치제어부를 통해 상기 제1수직조절장치와 제1수평조절장치에 설치된 모터를 제어하여 제1토치부의 상하좌우 이동을 조작하고, 상기 제1토치부는 플라즈마를 방출하여 피가공물을 절단하는 플라즈마토출구와, 피가공물의 존재 유무 및 위치, 크기를 감지하는 위치감지센서로 구성되며, 상기 위치감지센서에서 피가공물을 감지하면 상기 제1토치제어부에 신호를 송신하여 제1토치부를 가공위치로 이동시킬 수 있도록 하되, 상기 위치감지센서는 센서의 상하 이동을 조절하는 센서수직축, 상기 센서수직축의 하단부에 회전 가능하게 결합되어 리드를 회전시키는 센서수평축, 상기 센서수평축의 일측 단부에 결합되어 리드의 상하 이동을 조절하는 리드수직축을 포함하고, 상기 리드는 Y자 형상으로 형성되어 두 개로 나뉘어진 리드의 단부가 각각 피가공물의 상부면과 측면에 동시에 접촉하여 피가공물의 위치를 정밀하게 감지하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 커팅장치{PLASMA CUTTING MACHINE}

본 발명은 플라즈마 커팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피가공물의 크기 및 두께에 따라 토치의 위치를 정밀하게 조절 가능하고, 절단면이 일정하게 형성될 수 있도록 하는 플라즈마 커팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속 절단에 사용되는 방식은 워터젯, 산소절단, 레이저커팅, 플라즈마커팅 등이 있다.

레이저커팅 방식은 가장 정교한 형상으로 절단이 가능하지만 얇은 두께의 재료에 한정하여 가공 가능하고 가공 비용이 크게 소모되는 문제가 있으며, 산소절단 방식은 두꺼운 재료의 절단이 가능하지만 알루미늄 계열의 재료에는 사용이 불가능한 문제가 있고, 워터젯 방식은 재료의 종류나 두께에 크게 영향을 받지 않고 절단이 가능하지만 가공 비용이 크게 소모되고 작업 시간이 느린 문제가 있다.

따라서, 재료의 종류 또는 두께에 상관없이 가공 가능하고 작업시간이 빠르며 열변형이 적고 가공 비용도 저렴한 플라즈마커팅 방식이 많이 사용되고 있다.

그러나, 절단 작업을 수작업으로 하는 경우 숙련된 기술자가 작업하여도 단면이 매끄럽지 못하거나 설계된 치수와 오차가 발생할 수 있고, 작업량이 많은 경우 작업자의 체력저하 또는 작업시간이 오래걸리는 등의 문제가 있어 정밀하게 절단하는 장치의 필요성이 대두되었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133168호 (2012.12.10 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0109856호 (2015.10.02 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터를 통해 일정한 속도로 절단 작업을 진행하여 단면이 균일한 형상으로 형성되는 플라즈마 커팅장치를 제공하는데 있다.

또한, 피가공물의 종류 또는 두께에 대응하여 토치의 출력 조절이 가능한 플라즈마 커팅장치를 제공하는데 있다.

또한, 위치감지센서를 통해 피가공물의 위치를 정확하게 감지하고 정밀한 가공이 가능한 플라즈마 커팅장치를 제공하는데 있다.

또한, 다수의 장치를 설치하여 측면 절단 및 길이 재단 작업이 동시에 진행 가능한 플라즈마 커팅장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 피가공물을 일정한 속도로 절단하여 절단면이 균일한 형상을 갖도록 하는 플라즈마 커팅장치의 제1장치는, 가공지지대와 나란히 배치된 전후진레일에 결합되는 제1포스트; 상기 제1포스트에 승강되게 결합되는 제1수직조절장치; 상기 제1수직조절장치의 일측에 제1수직조절장치와 일체로 결합되는 제1수평조절장치; 및 상기 제1수평조절장치에 좌우이동 가능하도록 외팔보 형태로 슬라이딩 결합되는 제1수평축프레임;을 포함하되, 피가공물의 양측면 모서리의 수직선상에 위치하도록 상기 제1수평축프레임에 결합되는 두 개의 제1토치부;를 통해 가공지지대에 안착된 피가공물의 양측면을 절단하고, 상기 제1포스트의 상부에 결합되는 제1메인제어부를 통해 제1토치부의 전원을 제어하고 제1포스트에 설치된 모터를 제어하여 상기 제1장치의 전후진 이동을 조작하며, 상기 제1메인제어부의 상부에 설치된 제1토치제어부를 통해 상기 제1수직조절장치와 제1수평조절장치에 설치된 모터를 제어하여 제1토치부의 상하좌우 이동을 조작하고, 상기 제1토치부는 플라즈마를 방출하여 피가공물을 절단하는 플라즈마토출구와, 피가공물의 존재 유무 및 위치, 크기를 감지하는 위치감지센서로 구성되며, 상기 위치감지센서에서 피가공물을 감지하면 상기 제1토치제어부에 신호를 송신하여 제1토치부를 가공위치로 이동시킬 수 있도록 하되, 상기 위치감지센서는 센서의 상하 이동을 조절하는 센서수직축, 상기 센서수직축의 하단부에 회전 가능하게 결합되어 리드를 회전시키는 센서수평축, 상기 센서수평축의 일측 단부에 결합되어 리드의 상하 이동을 조절하는 리드수직축을 포함하고, 상기 리드는 Y자 형상으로 형성되어 두 개로 나뉘어진 리드의 단부가 각각 피가공물의 상부면과 측면에 동시에 접촉하여 피가공물의 위치를 정밀하게 감지하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 제1장치는 피가공물을 가공지지대에 안착시키는 단계, 제1메인제어부에서 위치감지센서 활성화 후 피가공물 위치를 감지하여 제1토치제어부에 상하좌우 방향 이동신호를 송신하는 단계, 제1토치부를 이동하여 피가공물 접촉 후 제1토치부의 위치를 고정하는 단계, 제1토치제어부에서 현재 위치감지 센서의 위치를 기준점으로 설정하여 변위 측정을 시작하는 단계, 제1메인제어부에서 토치전원 공급과 동시에 제1토치제어부 제어 신호를 차단하여 제1토치부의 위치 제어를 정지시키는 단계, 제1포스트를 전방 또는 후방으로 이동하여 절단 작업을 시작하는 단계, 절단 작업 완료 후 토치전원 차단 및 제1포스트를 정지시키는 단계, 토치전원 차단과 동시에 제1토치제어부의 제어 신호가 전달되어 피가공물로부터 제1토치부를 이격시키는 단계의 순서로 작동하여 피가공물의 양측면을 정밀하게 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1장치의 후방에 설치되는 제2장치는, 상기 전후진레일에 결합되는 제2포스트; 상기 제2포스트에 상하이동 가능하게 결합되는 제2수직조절장치; 상기 제2수직조절장치의 일측에 제2수직조절장치와 일체로 결합되는 제2수평조절장치; 및 상기 제2수평조절장치에 외팔보 형태로 슬라이딩 결합되어 좌우이동 가능하도록 형성된 제2수평축프레임;을 포함하되, 피가공물의 수평선상에 위치하도록 상기 제2수평축프레임에 결합되는 제2토치부;를 통해 제1장치와 동시에 작동하여 가공지지대에 안착된 피가공물의 길이를 재단하고, 상기 제2포스트의 상부에 결합되는 제2메인제어부를 통해 제2토치부의 전원을 제어하고 제2포스트에 설치된 모터를 제어하여 상기 제2장치의 전후진 이동을 조작하며, 상기 제2메인제어부의 상부에 설치된 제2토치제어부를 통해 상기 제2수직조절장치와 제2수평조절장치에 설치된 모터를 제어하여 제2토치부의 상하좌우 이동을 조작하고, 상기 제2토치부는 플라즈마를 방출하여 피가공물을 절단하는 플라즈마토출구와, 피가공물의 존재 유무 및 위치, 크기를 감지하는 위치감지센서로 구성되며, 상기 위치감지센서는 피가공물을 감지하면 상기 제2토치제어부에 신호를 송신하여 제2토치부를 가공위치로 이동시킬 수 있도록 하되, 상기 위치감지센서는 센서의 상하 이동을 조절하는 센서수직축, 상기 센서수직축의 하단부에 회전 가능하게 결합되어 리드를 회전시키는 센서수평축, 상기 센서수평축의 일측 단부에 결합되어 리드의 상하 이동을 조절하는 리드수직축을 포함하고, 상기 리드는 Y자 형상으로 형성되어 두 개로 나뉘어진 리드의 단부 양측이 모두 피가공물의 상부면에 접촉하여 피가공물의 위치를 정밀하게 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2장치는 제2메인제어부에서 위치감지센서 활성화 후 제1토치제어부의 기준점 데이터를 전달받아 제2토치제어부에 상하 방향 이동신호를 송신하는 단계, 제2토치부를 이동하여 피가공물에 접촉 하도록 이동시키는 단계, 제2포스트를 전방 또는 후방 이동하여 재단 위치로 배치하고 제2토치부의 위치를 고정하는 단계, 제2토치제어부에서 현재 위치감지 센서의 위치를 기준점으로 설정하여 변위 측정을 시작하는 단계, 제2메인제어부에서 토치전원 공급과 동시에 제2토치제어부 제어 신호를 차단하여 제2토치부의 위치 제어를 정지시키는 단계, 제2수평축프레임을 좌측 또는 우측으로 이동하여 재단 작업을 시작하는 단계, 재단 작업 완료 후 토치전원 차단 및 제2수평축프레임을 정지시키는 단계, 토치전원 차단과 동시에 제2토치제어부의 제어 신호가 전달되어 피가공물로부터 제2토치부를 이격시키는 단계의 순서로 작동하여 피가공물의 길이를 정밀하게 재단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플라즈마 커팅장치에 따르면, 모터를 통해 일정한 속도로 절단하여 단면이 균일한 형상으로 형성되고, 위치감지센서를 통해 피가공물의 위치를 정확하게 감지하고 정밀한 가공이 가능하므로 결과물의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 피가공물의 종류 또는 두께에 대응하여 토치의 출력 조절이 가능하므로 다양한 재료 가공에 적용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 장치를 설치하여 측면 절단 및 길이 재단 작업이 동시에 진행 가능하여 가공 작업의 효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 커팅장치의 전체적인 형태를 나타낸 도면
도 2는 도 1의 작동 상태를 나타낸 도면
도 3은 도 1의 정면 부분을 나타낸 도면
도 4는 도 1의 배면 부분을 나타낸 도면
도 5는 도 1의 작동 순서를 나타낸 순서도
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 커팅장치의 전체적인 형태를 나타낸 도면
도 7은 도 6의 작동 상태를 나타낸 도면
도 8 및 도 9는 도 6의 작동 순서를 나타낸 순서도
도 10 내지 도 12는 위치감지센서의 작동을 상세하게 나타낸 도면

본 발명은 후술되는 내용에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 여기서 제시되는 실시예 및 도면은 본 발명의 특징에 대하여 당업자에게 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용하는 단수형 표현은 특별히 명시하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함한다'로 표현되는 구성요소는 제시된 구성요소 외에 다른 구성요소의 존재 또는 추가에 대한 내용을 배제하지 않고, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소 '상에' 존재하는 것을 표현하는 경우 다른 구성요소에 인접한 경우 뿐만 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 존재하는 경우도 포함한다.

또한, 사용되는 기술 용어에 있어서 별도의 정의를 내리지 않는 경우 이 발명이 속하는 기술 분야의 지식을 가진 자가 통상적으로 사용하는 의미로 이해할 수 있으며, 후술되는 내용에서 흔히 알려져 있어 발명과 크게 관련이 없고 발명의 요지를 불분명하게 하여 혼돈을 줄 수 있는 기능 및 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 카세트 에어컨용 무동력 팬 장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 커팅장치의 전체적인 형태를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 정면 부분을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 배면 부분을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 커팅장치는 제1포스트(110), 제1수직조절장치(120), 제1수평조절장치(130), 제1수평축프레임(140), 제1토치부(150), 메인제어부(160), 토치제어부(170)로 구성된 제1장치(100)를 통해 가공지지대(T)에 안착된 피가공물의 측면을 절단한다.

상기 제1포스트(110)는 사각기둥 형상으로 전후진레일(R)에 결합되어 상기 제1장치(100)를 지지하는 것으로, 제1포스트(110)에 설치된 모터(M)를 매개로 상기 전후진레일(R)을 따라 전방 및 후방이동이 가능하여 피가공물 절단 작업 시 전방 또는 후방으로 일정한 속도로 진행할 수 있도록 한다.

상기 제1수직조절장치(120)는 상기 제1포스트(110)를 따라 승강되도록 제1포스트(110)에 관통 결합되는 것으로, 제1수직조절장치(120)에 설치된 모터(M)를 매개로 상승 또는 하강할 수 있도록 형성된다.

상기 제1수평조절장치(130)는 상기 제1수직조절장치(120)의 일측에 결합되는 것으로, 제1수직조절장치(120)와 일체로 결합되어 제1수직조절장치(120)의 상하이동에 연동하며 표면에 설치된 모터(M)를 매개로 제1수평축프레임(140)이 좌우이동할 수 있도록 한다.

상기 제1수평축프레임(140)은 상기 제1수직조절장치(120)에 사각기둥 형상의 외팔보 형태로 슬라이딩 결합되는 것으로, 제1수직조절장치(120)의 모터(M) 작동에 의해 좌측 또는 우측으로 이동되며, 이때 상기 제1수평축프레임(140)과 제1포스트(110)는 서로 직각으로 교차하는 형태를 가진다.

이때, 상기 제1포스트(110)에 설치된 모터(M)는 베벨기어로 구성되고 상기 전후진레일(R)의 표면에 축방향으로 형성된 랙기어와 맞물리는 구조로 형성되어 전진 또는 후진 이동이 가능하며, 상기 제1수직조절장치(120)에 설치된 모터(M)는 베벨기어로 구성되고 상기 제1포스트(110)의 표면에 축방향으로 형성된 랙기어와 맞물리는 구조로 형성되어 상승 또는 하강 이동이 가능하고, 상기 제1수평조절장치(130)에 설치된 모터(M)는 베벨기어로 구성되고 상기 제1수평축프레임(140)의 표면에 축방향으로 형성된 랙기어와 맞물리는 구조로 형성되어 좌측 또는 우측 이동이 가능하다.

또한, 랙기어가 형성된 상기 전후진레일(R) 및 제1포스트(110), 제1수평축프레임(140)의 양측면에는 T자 형상의 이동가이드(G)가 더 결합되어 상기 각각의 모터(M)와 랙기어 간의 작동에서 기어 결합이 분리되거나 진동이 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 제1토치부(150)는 상기 제1수평축프레임(140)의 일측에 결합되는 것으로, 두 개의 제1토치부(150)가 서로 대칭 형상으로 결합되어 있으며, 제1토치부(150)의 일측에는 절단 가공이 이루어지는 플라즈마토출구(P)가 형성되어 있고 타측에는 피가공물을 감지할 수 있는 위치감지센서(S)로 구성된다.

그리고, 상기 제1수평축프레임(140)에 결합된 두 개의 제1토치부(150)는 각각 독립적으로 결합되어 사이의 거리를 벌리거나 좁힐 수 있어 피가공물의 폭에 따라 조절이 가능하도록 구성된다.

상기 플라즈마토출구(P)는 제1장치(100)에서 최종적으로 피가공물의 절단 작업을 수행하는 것으로, 플라즈마토출구(P) 단부에서 플라즈마를 형성 및 방출하여 피가공물을 용융하여 절단한다.

상기 위치감지센서(S)는 피가공물의 존재 유무와 가공지지대(T)에 안착된 피가공물의 위치, 크기 등을 감지하는 것으로, 플라즈마토출구(P)와 연동하여 측정된 피가공물의 위치와 절단 작업을 수행하는 위치를 비교하여 제1토치부(150)의 이동을 지시하는 신호를 생성하여 제1토치제어부(TC1)로 송신한다.

또한, 절단 작업 중 제1포스트(110)의 이동으로 제1토치부(150)가 피가공물을 벗어나 피가공물이 감지되지 않는 경우 경고신호를 제1토치제어부(TC1)로 전달하거나 경고음을 발생시켜 작업의 완료 또는 문제 발생을 관리자가 인지하도록 한다.

이때, 두 개의 제1토치부(150)는 서로 대칭 형상으로 배치되므로 피가공물이 양측 제1토치부(150)의 위치감지센서(S)에 모두 감지되지 않는 경우에 경고할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1메인제어부(MC1)는 상기 제1포스트(110)의 상부에 형성된 선반에 결합되는 것으로, 제1토치부(150)의 전원 제어와 제1포스트(110)의 모터(M) 제어를 통해 전진 또는 후진 및 이동속도를 조절하여 절단 작업 진행에 관여하는 조작을 수행할 수 있다.

상기 제1토치제어부(TC1)는 상기 제1메인제어부(MC1)의 상부에 결합되는 것으로, 상기 위치감지센서(S)가 감지한 신호에 따라 제1토치부(150)의 위치를 조절하도록 상기 제1수직조절장치(120)의 모터(M)를 제어하여 제1토치부(150)의 상하 위치를 조절하고, 제1수평조절장치(130)의 모터(M)를 제어하여 제1토치부(150)의 좌우 위치를 변경하는 기능을 제공한다.

이때, 제1토치제어부(TC1)는 절단 작업 전후에 수행하는 제1토치부(150)의 위치 제어에 관여하는 부분이므로 절단 작업 중 오작동을 일으켜 피가공물의 절단이 원활하지 않거나 손상되는 것을 방지하도록 작동 차단 기능을 제공하는 것이 바람직하다.

도 5는 도 1의 작동 순서를 나타낸 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1장치(100)의 전체 작동 과정은 다음과 같이 진행된다.

가공지지대(T)에 피가공물을 안착시키는 단계(S110).

제1메인제어부(MC1)에서 센서전원을 공급하여 위치감지센서(S)를 활성화시킨 후, 위치감지센서(S)가 피가공물의 위치를 감지하여 상하좌우 방향 중 이동이 필요한 방향에 해당하는 신호를 제1토치제어부(TC1)로 송신하는 단계(S120).

상기 위치감지센서(S)의 신호에 따라 작업자가 수동으로 제1토치부(150)를 조작하거나 제1토치제어부(TC1)를 통해 플라즈마토출구(P)가 피가공물의 가공 위치에 접촉하도록 이동시키고 제1토치부(150)의 위치를 고정시키는 단계(S130).

제1토치부(150)의 위치가 고정된 후 제1토치제어부(TC1)에서 현재 위치감지센서(S)의 위치를 기준점으로 설정하여 변위 측정을 시작하는 단계(S140).

제1메인제어부(MC1)에서 토치전원 공급과 동시에 제1토치제어부(TC1)의 제어 신호를 차단하여 제1토치부(150)의 위치 제어를 정지시키는 단계(S150).

토치전원 공급으로 플라즈마토출구(P)에서 플라즈마를 방출하도록 하고, 피가공물의 재질과 두께에 따라 적절한 이동속도를 설정하여 제1포스트(110)를 전방 또는 후방으로 이동시켜 절단 작업을 시작하는 단계(S160).

피가공물이 설계된 수치만큼 절단되거나 끝까지 절단되어 위치감지센서(S)가 피가공물을 감지하지 못해 경고신호 또는 경고음이 발생하여 절단 작업이 완료되면 제1메인제어부(MC1)를 조작하여 토치전원을 차단하고 제1포스트(110)의 이동을 정지시키는 단계(S170).

토치전원 차단과 동시에 제1토치제어부(TC1)의 제어 신호가 정상적으로 전달되면 제1토치제어부(TC1)를 조작하여 제1토치부(150)를 피가공물로부터 이격시켜 작업을 종료하는 단계(S180).

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 커팅장치의 전체적인 형태를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 커팅장치는 제1장치(100)의 후방에 제2장치(200)가 더 마련되어 제1장치(100)에 의해 측면이 절단된 피가공물을 필요한 길이만큼 재단한다.

상기 제2장치(200)는 제2포스트(210), 제2수직조절장치(220), 제2수평조절장치(230), 제2수평축프레임(240), 제2토치부(250), 제2메인제어부(MC2), 제2토치제어부(TC2)로 이루어지고, 상기 제1장치(100)와 독립적으로 작동하도록 구성된다.

상기 제2포스트(210)는 상기 전후진레일(R)에 결합되어 제2장치(200)를 지지하는 것으로, 상기 제1포스트(110)의 후방에 위치하도록 설치된다.

이때, 제1포스트(110)가 후방으로 이동할 때 정지된 제2포스트(210)와 충돌하지 않도록 제1포스트(110)의 후방 또는 제2포스트(210)의 전방에 거리측정센서(미도시)를 더 설치하여 제1포스트(110)와 제2포스트(210)가 근접했을 때 경고음을 발생하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제2수직조절장치(220)는 상기 제2포스트(210)에 관통 결합되어 모터(M)를 통해 승강되고, 상기 제2수평조절장치(230)는 상기 제2수직조절장치(220)의 일측에 결합되어 제2수직조절장치(220)의 승강에 연동되어 상하이동을 하면서 일측에 형성된 모터(M)를 매개로 제2수평축프레임(240)이 좌우이동할 수 있도록 한다.

상기 제2수평축프레임(240)은 상기 제2수평조절장치(230)에 관통 결합되어 제2수평조절장치(230) 작동에 따라 좌우로 이동 가능하고, 일측에 한 개의 제2토치부(250)가 결합된다.

상기 제2토치부(250)는 일측에 형성된 플라즈마토출구(P)와 타측에 형성된 위치감지센서(S)로 구성되고, 상기 위치감지센서(S)를 통해 피가공물의 위치를 감지하고 플라즈마토출구(P)에서 플라즈마를 방출하여 제2장치(200)의 재단 작업이 이루어지도록 한다.

상기 제2메인제어부(MC2)는 상기 제2포스트(210)의 상부에 결합되어 제2토치부(250)의 전원 제어와 제2수평조절장치(230)의 모터(M)를 제어하여 좌우측 이동방향 및 이동속도를 조절하여 재단 작업에 관여하는 조작을 수행할 수 있도록 구성된다.

상기 제2토치제어부(TC2)는 상기 제2메인제어부(MC2)의 상부에 결합되어 상기 위치감지센서(S)가 감지한 피가공물의 위치에 따라 제2토치부(250)의 위치를 조절하도록 하는 것으로, 제2포스트(210)의 모터를 제어하여 재단 위치로 제2장치(200)를 전후진레일(R)을 따라 이동시키고 제2수직조절장치(220)의 모터를 제어하여 제2토치부가 피가공물의 표면에 접촉하도록 이동시킨다.

이때, 제2토치제어부(TC2)는 재단 작업 전후에 제2토치부(250)의 위치 제어에 관여하는 부분이므로 재단 작업 중 오작동하여 피가공물이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 작동 차단 기능을 제공하는 것이 바람직하다.

도 8 및 도 9는 도 6의 작동 순서를 나타낸 순서도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1장치(100)의 작동과 동시에 이루어지는 제2장치(200)의 전체 작동 과정은 다음과 같이 진행되며, 이때 제2장치(200)의 작동은 제1장치(100)의 작동과 동시에 진행할 뿐만 아니라 제1장치(100) 작동 전후로 별도 진행이 가능하다.

제2메인제어부(MC2)에서 센서전원을 공급하여 위치감지센서(S)를 활성화시키고, 활성화된 위치감지센서(S)가 제1토치제어부(TC1)의 기준점 데이터를 전달받아 상하 방향 중 이동이 필요한 방향에 해당하는 신호를 제2토치제어부(TC2)로 송신하는 단계(S210).

상기 위치감지센서(S)의 신호에 따라 제2토치부(250)를 조작하여 플라즈마토출구(P)가 피가공물의 가공 표면에 접촉하도록 이동시키는 단계(S220).

제2토치부(250)가 피가공물의 표면에 접촉하면 제2포스트(210)를 전방 또는 후방으로 이동시켜 재단 위치로 배치하고 제2토치부(250)의 위치를 고정하는 단계(S230).

제2토치부(250)의 위치가 고정된 후 제2토치제어부(TC2)에서 현재 위치감지센서(S)의 위치를 기준점으로 설정하여 변위 측정을 시작하는 단계(S240).

제2메인제어부(MC2)에서 토치전원 공급과 동시에 제2토치제어부(TC2)의 제어 신호를 차단하여 제2토치부(250)의 위치 제어를 정지시키는 단계(S250).

토치전원 공급으로 플라즈마토출구(P)에서 플라즈마를 방출하도록 하고, 피가공물의 재질과 두께에 따라 적절한 이동속도를 설정하여 제2수평축프레임(240)을 좌측 또는 우측으로 이동시켜 재단 작업을 시작하는 단계(S260).

피가공물이 끝까지 재단되어 위치감지센서(S)가 피가공물을 감지하지 못해 경고신호 또는 경고음이 발생하여 재단 작업이 완료되면 제2메인제어부(MC2)를 조작하여 토치전원을 차단하고 제2수평축프레임(240)의 이동을 정지시키는 단계(S270).

토치전원 차단과 동시에 제2토치제어부(TC2)의 제어 신호가 정상적으로 전달되면 제2토치제어부(TC2)를 조작하여 제2토치부(250)를 피가공물로부터 이격시켜 작업을 종료하는 단계(S280).

이때, 상기 단계(S230)는 제2포스트(210) 이동 중 제1장치(100)와 충돌하는 것을 방지하기 위하여 아래 단계를 더 포함할 수 있다.

거리측정센서를 통해 제1장치(100)와 제2장치(200) 사이의 거리를 측정하여 근접 시 경고신호 또는 경고음을 출력하여 작업자에게 알리는 단계(S231).

제1장치(100)와 제2장치(200) 사이의 거리가 거리측정센서에 설정된 최소값에 도달하면 제2포스트(210)를 이동하여 최소 거리를 유지하는 단계(S232).

제1장치(100)와 제2장치(200) 사이의 거리가 멀어지면 경고 해제 후 제2포스트(210)를 재단 위치로 다시 이동시키는 단계(S233).

도 10 내지 도 12는 위치감지센서의 작동을 상세하게 나타낸 도면이다.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1토치부(150) 또는 제2토치부(250)에 설치된 위치감지센서(S)는 센서수직축(Sv), 센서수평축(Sh), 리드수직축(Lv), 리드(L)로 이루어져 위치감지센서(S)가 피가공물을 정밀하게 감지할 수 있도록 한다.

상기 센서수직축(Sv)은 상기 위치감지센서(S)의 상하 이동을 조절하고, 상기 센서수평축(Sh)은 상기 센서수직축(Sv)의 하단부에 회전 가능하게 결합되어 리드수직축(Lv) 및 리드(L)를 회전시키며, 상기 리드수직축(Lv)은 상기 센서수평축(Sh)의 일측 단부에 결합되어 리드(L)의 상하 이동을 조절한다.

상기 리드(L)는 리드수직축(Lv)의 일측 단부에 Y자 형상으로 형성되는 것으로, 두 개로 나뉘어진 리드(L)의 단부가 각각 피가공물의 상부면과 측면에 동시에 접촉하여 피가공물의 위치를 정밀하게 감지한다.

이때, 상기 제1장치(100)의 작동에서는 절단 작업을 위해 전방 또는 후방 이동 중 리드(L)의 단부가 피가공물의 상부면 또는 측면으로부터 이탈되는지 여부를 체크하여 어느 한 쪽이 이탈되면 경고신호 또는 경고음을 출력하여 비정상 동작중임을 알리고,

상기 제2장치(200)의 작동에서는 재단 작업을 위해 제2토치부(250)가 좌우로 이동하므로 상기 리드수직축(Lv)을 90도 회전시켜 리드(L)의 단부 양측이 모두 피가공물의 상부면에 접촉하도록 하고 각각 피가공물로부터 이탈 여부를 체크하여 어느 한 쪽이 이탈되면 비정상 동작중임을 알림으로써 절단 작업 또는 재단 작업에서 정밀한 가공이 가능하도록 한다.

또한, 상기 센서수직축(Sv), 센서수평축(Sh), 리드수직축(Lv)의 작동은 상기 제1토치제어부(TC1) 또는 제2토치제어부(TC2)를 통해 제어 가능하고, 위치감지센서(S)와 연동하여 작동하는 플라즈마토출구(P)에도 센서수직축(Sv), 센서수평축(Sh), 리드수직축(Lv)에 각각 대응되는 축이 형성되어 위치감지센서(S)와 동일한 움직임이 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 제1장치 110: 제1포스트 120: 제1수직조절장치
130: 제1수평조절장치 140: 제1수평축프레임
150: 제1토치부 MC1: 제1메인제어부
TC1: 제1토치제어부
200: 제2장치 210: 제2포스트 220: 제2수직조절장치
230: 제2수평조절장치 240: 제2수평축프레임
250: 제2토치부 MC2: 제2메인제어부
TC2: 제2토치제어부
S: 위치감지센서 Sv: 센서수직축 Sh: 센서수평축
Lv: 리드수직축 L: 리드
P: 플라즈마토출구
T: 가공지지대 R: 전후진레일
M: 모터 G: 이동가이드

Claims

피가공물을 일정한 속도로 절단하여 절단면이 균일한 형상을 갖도록 하는 플라즈마 커팅장치의 제1장치(100)는,
가공지지대(T)와 나란히 배치된 전후진레일(R)에 결합되는 제1포스트(110);
상기 제1포스트(110)에 승강되게 결합되는 제1수직조절장치(120);
상기 제1수직조절장치(120)의 일측에 제1수직조절장치(120)와 일체로 결합되는 제1수평조절장치(130); 및
상기 제1수평조절장치(130)에 좌우이동 가능하도록 외팔보 형태로 슬라이딩 결합되는 제1수평축프레임(140);을 포함하되,
피가공물의 양측면 모서리의 수직선상에 위치하도록 상기 제1수평축프레임(140)에 결합되는 두 개의 제1토치부(150);를 통해 가공지지대에 안착된 피가공물의 양측면을 절단하고,
상기 제1포스트(110)의 상부에 결합되는 제1메인제어부(MC1)를 통해 제1토치부(150)의 전원을 제어하고 제1포스트(110)에 설치된 모터(M)를 제어하여 상기 제1장치(100)의 전후진 이동을 조작하며,
상기 제1메인제어부(MC1)의 상부에 설치된 제1토치제어부(TC1)를 통해 상기 제1수직조절장치(120)와 제1수평조절장치(130)에 설치된 모터(M)를 제어하여 제1토치부(150)의 상하좌우 이동을 조작하고,
상기 제1토치부(150)는 플라즈마를 방출하여 피가공물을 절단하는 플라즈마토출구(P)와, 피가공물의 존재 유무 및 위치, 크기를 감지하는 위치감지센서(S)로 구성되며,
상기 위치감지센서(S)에서 피가공물을 감지하면 상기 제1토치제어부(TC1)에 신호를 송신하여 제1토치부(150)를 가공위치로 이동시킬 수 있도록 하되,
상기 위치감지센서(S)는 센서의 상하 이동을 조절하는 센서수직축(Sv), 상기 센서수직축(Sv)의 하단부에 회전 가능하게 결합되어 리드(L)를 회전시키는 센서수평축(Sh), 상기 센서수평축(Sh)의 일측 단부에 결합되어 리드(L)의 상하 이동을 조절하는 리드수직축(Lv)을 포함하고,
상기 리드(L)는 Y자 형상으로 형성되어 두 개로 나뉘어진 리드(L)의 단부가 각각 피가공물의 상부면과 측면에 동시에 접촉하여 피가공물의 위치를 정밀하게 감지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 커팅장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1장치는 피가공물을 가공지지대에 안착시키는 단계(S110),
제1메인제어부에서 위치감지센서 활성화 후 피가공물 위치를 감지하여 제1토치제어부에 상하좌우 방향 이동신호를 송신하는 단계(S120),
제1토치부를 이동하여 피가공물 접촉 후 제1토치부의 위치를 고정하는 단계(S130),
제1토치제어부에서 현재 위치감지 센서의 위치를 기준점으로 설정하여 변위 측정을 시작하는 단계(S140),
제1메인제어부에서 토치전원 공급과 동시에 제1토치제어부 제어 신호를 차단하여 제1토치부의 위치 제어를 정지시키는 단계(S150),
제1포스트를 전방 또는 후방으로 이동하여 절단 작업을 시작하는 단계(S160),
절단 작업 완료 후 토치전원 차단 및 제1포스트를 정지시키는 단계(S170),
토치전원 차단과 동시에 제1토치제어부의 제어 신호가 전달되어 피가공물로부터 제1토치부를 이격시키는 단계(S180)의 순서로 작동하여 피가공물의 양측면을 정밀하게 절단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 커팅장치.
제1항에 있어서,
상기 제1장치(100)의 후방에 설치되는 제2장치(200)는,
상기 전후진레일(R)에 결합되는 제2포스트(210);
상기 제2포스트(210)에 상하이동 가능하게 결합되는 제2수직조절장치(220);
상기 제2수직조절장치(220)의 일측에 제2수직조절장치(220)와 일체로 결합되는 제2수평조절장치(230); 및
상기 제2수평조절장치(230)에 외팔보 형태로 슬라이딩 결합되어 좌우이동 가능하도록 형성된 제2수평축프레임(240);을 포함하되,
피가공물의 수평선상에 위치하도록 상기 제2수평축프레임(240)에 결합되는 제2토치부(250);를 통해 제1장치(100)와 동시에 작동하여 가공지지대에 안착된 피가공물의 길이를 재단하고,
상기 제2포스트(210)의 상부에 결합되는 제2메인제어부(MC2)를 통해 제2토치부(250)의 전원을 제어하고 제2포스트(210)에 설치된 모터(M)를 제어하여 상기 제2장치(200)의 전후진 이동을 조작하며,
상기 제2메인제어부(MC2)의 상부에 설치된 제2토치제어부(TC2)를 통해 상기 제2수직조절장치(220)와 제2수평조절장치(230)에 설치된 모터(M)를 제어하여 제2토치부(250)의 상하좌우 이동을 조작하고,
상기 제2토치부(250)는 플라즈마를 방출하여 피가공물을 절단하는 플라즈마토출구(P)와, 피가공물의 존재 유무 및 위치, 크기를 감지하는 위치감지센서(S)로 구성되며,
상기 위치감지센서(S)는 피가공물을 감지하면 상기 제2토치제어부(TC2)에 신호를 송신하여 제2토치부(250)를 가공위치로 이동시킬 수 있도록 하되,
상기 위치감지센서(S)는 센서의 상하 이동을 조절하는 센서수직축(Sv), 상기 센서수직축(Sv)의 하단부에 회전 가능하게 결합되어 리드(L)를 회전시키는 센서수평축(Sh), 상기 센서수평축(Sh)의 일측 단부에 결합되어 리드(L)의 상하 이동을 조절하는 리드수직축(Lv)을 포함하고,
상기 리드(L)는 Y자 형상으로 형성되어 두 개로 나뉘어진 리드(L)의 단부 양측이 모두 피가공물의 상부면에 접촉하여 피가공물의 위치를 정밀하게 감지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 커팅장치.
제5항에 있어서,
상기 제2장치는 제2메인제어부에서 위치감지센서 활성화 후 제1토치제어부의 기준점 데이터를 전달받아 제2토치제어부에 상하 방향 이동신호를 송신하는 단계(S210),
제2토치부를 이동하여 피가공물에 접촉 하도록 이동시키는 단계(S220),
제2포스트를 전방 또는 후방 이동하여 재단 위치로 배치하고 제2토치부의 위치를 고정하는 단계(S230),
제2토치제어부에서 현재 위치감지 센서의 위치를 기준점으로 설정하여 변위 측정을 시작하는 단계(S240),
제2메인제어부에서 토치전원 공급과 동시에 제2토치제어부 제어 신호를 차단하여 제2토치부의 위치 제어를 정지시키는 단계(S250),
제2수평축프레임을 좌측 또는 우측으로 이동하여 재단 작업을 시작하는 단계(S260),
재단 작업 완료 후 토치전원 차단 및 제2수평축프레임을 정지시키는 단계(S270),
토치전원 차단과 동시에 제2토치제어부의 제어 신호가 전달되어 피가공물로부터 제2토치부를 이격시키는 단계(S280)의 순서로 작동하여 피가공물의 길이를 정밀하게 재단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 커팅장치.