KR200352629Y1 - 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의설정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 텐션휠에 장착된 톱날이 이동되면서 공작물을 절삭토록 하는 띠톱기계에 관한 것으로서, 특히 절삭헤드내 상기 띠톱의 회전에 따라 공작물의 절삭시 원하는 깊이정도로 절삭되는 엔코더를 설치하여 띠 톱날이 그 절삭방향으로 이동하는 깊이를 조절할 수 있도록 한 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 공작물의 절삭시 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치는 텐션휠(20)과 톱날(21)을 가진 띠톱기계에 있어서, 가이드 아암(11)의 상, 하부에 장착된 작동대(12)와, 상기 작동대(12)가 이동가능하도록 원통 기어의 잇수가 무한히 많아져 거의 직선으로 된 형태이며 회전 운동을 직선으로 변환시키는 랙기어(200)와, 상기 작동대(12)에 연결되고, 상기 랙 기어(200)에 대하여 기계적으로 상,하방향으로 이동하는 랙기어(200)의 변화량을 전기적인 신호로 변환하여 출력하여 소정 깊이의 위치를 제어하는 엔코더(220)를 포함하여 공작물의 절단깊이를 설정하여 띠톱기계의 회전에 따라 소정의 깊이로 절삭하여 달성될 수 있다.

Description

띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치{Cutting death for the workpiece setting device of the sawing machine}

본 고안은 텐션휠에 장착된 톱날이 이동되면서 공작물을 절삭토록 하는 띠톱기계에 관한 것으로서, 특히 절삭헤드내 상기 띠톱의 회전에 따라 공작물의 절삭시 원하는 깊이정도로 절삭되는 엔코더를 설치하여 띠 톱날이 그 절삭방향으로 이동하는 깊이를 조절할 수 있도록 한 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치에 관한 것이다.

일반적으로 띠톱기계는 여러가지 형태가 있으나, 비교적 큰 공작물을 절삭하기 위하여 제작된 수평식 띠톱기계 중에는 작업대 상부에서 설치된 텐션휠이 회전하면서 작업대의 바이스에 고정된 공작물에 구동력을 제공하여 주게 되어 있으며, 주로 텐션휠의 양측에 축설된 한쌍의 풀리 사이에 두루 감겨진 톱날이 모터의 구동에 의하여 무한궤도를 이루며 회전되는 구성으로 되어 있다.

여기서 상기 텐션휠은 공작물의 크기 내지 재질의 강도에 따라 그 회전속도를 적절하게 조절하여 텐션휠에 장착된 톱날의 공급력을 안정적으로 유지토록 한다. 즉, 텐션휠은 작업대의 상부에 수직 입설된 가이드봉에 지지된 상태에서 펌프의 힘으로 작동되는 유압실린더의 상승력에 의하여 텐션축에 대해 지지되고, 또 텐션휠은 유압실린더 내부에 유입된 오일을 배출시킴에 따라 자중에 의하여 서서히 하강되는 구성으로 되어 있다. 이때 유압실린더의 배출호스에는 유량조절밸브가 장착되어 있고, 이 유량조절밸브는 수동으로 조작되는 노브(knob)에 의하여 다단으로 조절되어 유압실린더 내부에서 배출되는 오일의 배출량을 적절하게 조절하는 구성으로 이루어져 텐션휠의 회전력을 임의로 조작할 수 있도록 되어 있다.

구체적으로, 통상적인 띠톱기계의 정면도로 나타낸 도 1에 있어서,띠톱날(21)의 장착시, 최초에 텐션이 없는 상태에서는 기계적인 텐션휠(20) 및 드라이브휠(20a)에 장착되어 구동한다. 이때 텐션휠(25)측의 1텐션 실린더를 이용하여 텐션축(50)에 상호 연결된 텐션휠(20)을 작동시켜 띠톱날(21)에 텐션, 즉 약 300 N/mm2 의 텐션을 생성시킨다. 또한, 공작물의 초기 절삭작업시 텐션실린더의 유량조절밸브를 조절함으로써 작업대(10)상의 공작물(18)에 따라 텐션휠의 회전력을 주어 띠톱(21)이 절삭작업을 수행한다. 그리고 상기 텐션휠(20)은 유압실린더의 상승력에 의하여 텐션축에 대해 일정한 회전력을 가지게 되고, 또 텐션휠(20)은 텐션실린더의 유량조절밸브를 적절하게 조절할 수 있다.

그러나, 그 텐션훨에는 환봉 내지는 H형비임, L형비임과 같은 공작물의 절삭시, 이들 공작물의 원하는 부위까지 절삭헤드에 의하여 절삭할 수 없으므로 원하는 절삭깊이로 되기 전에 절삭작업을 중지한 후, 그 절삭깊이를 측정하고 원하는 절삭깊이가 될 때까지 다시 절삭하는 작업을 반복하여야 한다. 즉, 공작물에 대한 원하는 깊이의 절삭을 위하여 다수회 절삭 및 측정하여야하는 반복작업을 수행하여야 한다. 더구나 원하는 절삭깊이 이상으로 절삭이 이루어진다면, 그 가공대상물은 불량으로 처리되어 다시 처음부터 가공대상물을 적치시키고 작업하여야 하므로, 작업속도가 현저히 저하되는 등의 폐단을 유발시킨다.

본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 고안한 것으로서, 그 목적은 톱날이 장착된 텐션휠을 갖는 절삭헤드의 가공대상물의 원하는 부위에 대한 공작물이 절삭깊이를 일회의 제어명령으로 설정하여 조절할 수 있도록 소정의 절삭깊이로 공작물을절삭할 수 있는 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치를 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 띠톱기계의 회전에 따른 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치는, 텐션휠(20)과 톱날(21)을 가진 띠톱기계에 있어서, 가이드 아암(11)의 상, 하부에 장착된 작동대(12)와, 상기 작동대(12)가 이동가능하도록 원통 기어의 잇수가 무한히 많아져 거의 직선으로 된 형태이며 회전 운동을 직선으로 변환시키는 랙기어(200)와, 상기 작동대(12)에 연결되고, 상기 랙 기어(200)에 대하여 기계적으로 상,하방향으로 이동하는 랙기어(200)의 변화량을 전기적인 신호로 변환하여 출력하여 소정 깊이의 위치를 제어하는 엔코더(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 띠톱기계의 회전에 따른 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치는, 절삭헤드(16)내 상기 띠톱의 회전에 따라 엔코더(220)는 축의 회전 변위량을 전기적 디지탈 및 아날로그 신호로 변환하는 변환기를 가진 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 통상적인 띠톱기계의 정면도.

도 2는 본 고안에 의한 텐션 방지용 실린더를 가진 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치가 설치된 상태를 나타낸 도면.

도 3은 도2에 도시된 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치의 주요부(A)의 확대단면도.

도 4는 도2에 도시된 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정을 위한 엔코더의 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 작업대 11 : 가이드봉

18 : 공작물 20 : 텐션휠

21 : 톱날 30 : 작동대

200 : 랙 기어 220 : 엔코더

이하, 상기한 목적을 달성하기 위하여 바람직한 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 띠톱기계의 회전에 따른 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치는 수평식으로 이루어진 띠톱기계는 절삭헤드(16)내 작업대(10) 상부에 수직으로 세워 설치된 가이드봉(11)에의하여 텐션휠(20)가 안정적으로 지지된 상태에서 작동되는 유압실린더에 의하여 일정 높이로 상승되고, 유압실린더 내부에 유입된 오일을 배출시킴에 따라 텐션휠(20)이 지닌 자중에 의하여 서서히 하강되는 구성으로 되어 있다.

상기 텐션휠(20)의 양측에는 톱날(21)이 두루 감겨 모터의 동력에 의하여 무한궤도를 이루며 회전되는 구성이며, 이 톱날(21)은 텐션휠(20) 전면 양측에 설치되고 지지된다.

상기 톱날(21)은 작업대(10)에서 소정의 각으로 경사진 상태로 회전되다가 가이드아암(11)을 통과하면서 수직으로 세워져 텐션휠(20)의 하강시 공작물(18)을 절삭할 수 있도록 되어 있다. 물론 상기 가이드아암(11)들 사이의 직하부에는 공작물(18)이 고정되어 있다.

본 고안의 띠톱기계의 회전에 따른 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치에 있어서 구성상 가장 중요한 특징은 가이드 아암(11)의 상, 하부에 장착된 작동대(12)와, 상기 작동대(12)가 이동가능하도록 원통 기어의 잇수가 무한히 많아져 원통의 직경이 거의 무한대가 되어 거의 직선으로 된 형태이며 회전 운동을 직선으로 변환시키는 랙기어(200)와, 상기 랙 기어(200)에 대하여 기계적으로 상,하방향으로 이동하는 랙기어(200)의 변화량을 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 엔코더(220, Encoder)를 포함하며, 상기 엔코더(220)는 그의 전기적 신호에 따라 상기 랙 기어(200)가 이동하도록 센서로써 위치 제어를 위해 사용된다.

여기에서 엔코더(220)는, 도 4에서 표시되는 바와 같이, 띠톱기계의 회전에따른 띠톱기계의 공작물 절삭량을 작업자가 눈으로 확인하면서 절삭깊이를 설정하기 위해서, 병진(Translational)운동체인 랙 기어(200)의 변위, 속도 및 가속도를 측정하는 장치로서, 이진화된 이산신호 형태의 출력을 통해서 알고 싶은 물리량을 계산할 수 있다.

또한, 상기 엔코더(220)는 절삭헤드(16)내 상기 띠톱의 회전에 따라 회전운동체, 예컨대 피니언 기어(210)의 회전 변위량으로부터 발생하는 변위 속도, 및 가속도를 전기적인 디지탈 및 아나로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(230)와, 상기 랙(200)상의 병진(Translational) 운동체의 변위, 속도 및 가속도를 측정하는 검출기(240)와, 휠의 회전축이 1회전함에 따라 일정수의 디지털신호로 파형을 정형하는 파형정형회로(250)와, 상기 파형정형회로(250)에서 출력된 펄스를 계산하고, 절단시간을 연산하는 연산부(260)와, 상기 연산부(260)의 제어하에서 상기 회전 펄스가 아날로그신호에서 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기(270)와, 상기 연산부(260)의 제어하에서 변환되어 출력함으로써 자동제어계의 위치, 속도, 각도 등을 표시하는 역할을 하는 LCD 디스플레이(280)를 구비한다.

상기 연산부(260)의 계산에 있어서 절단작업의 시작시간과 절단완료되는 최종시간의 차이는 현장의 실무자들에게 중요한 의미를 주고 있다. 가령, 4각의 금현소재로 대형절단물인 경우 절단시간이 길어져 해당 절단작업을 감시하고 있어야 하는 불편함이 있다. 그러나, 본 고안의 엔코더(220)를 이용하면, 이 금형소재에 대한 시간(min)당의 절삭량을 LCD 디스플레이(280)를 통하여 체크할수 있다.

따라서, 띠톱기계의 기계적 이동량 또는 변위를 검출하여 시각적 신호로 변환 시키는 엔코더로써 그 절삭량을 조절하면서 확인가능하므로, 질긴소재 및 대형가공 대상물인 경우에도 편리하게 작업이 가능하다.

또한, 상기 랙 기어(200)는 통상의 공작기계나 인쇄기계의 수동장치에 사용되는 것으로, 여기에는 스퍼 랙과 헬리컬 랙이 있고 이 두가지 모두 이 줄기는 직선이다.

전술한 구성으로 이루어진 본 고안에 의하면, 텐션휠(20)이 소정의 높이로 상승되도록 상기 엔코더(220)의 전기적 신호에 따라 상기 랙 기어(200)가 이동하면서 텐션휠(20)의 텐션을 조절할 수 있다. 그리고, 이 텐션은 공작물(18)과 직접 접촉하면서 1차적으로 부하가 걸리는 톱날(21)의 휘어짐을 감지하는 작동센서(도 1에서 부호 19참조)에 의하여 조절할 수 있다.

따라서, 공작물(18)의 크기와 재질의 강도에 따라 톱날(21)의 횡방향의 절삭이 조절되므로 미숙련공이라 할지라도 안정적인 절삭작업을 수행할 수 있는 것이며 대상 작업물의 불량이 방지되어 그 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.

특히, 환봉 내지는 H형비임, L형비임과 같이 공작물(18)이 절삭되는 부위에 따라 그 폭이 서로 다르게 형성되어 톱날(21)에 걸리는 부하가 수시로 가변되더라도 본 고안은 톱날(21)에 가해지는 엔코더(220)의 신호에 따라서 해당 톱날의 절삭깊이가 조절되는 바, 최단시간 내에 절삭작업을 완료할 수 있는 이점이 있다.

이상의 상술한 바와 같은 본 고안의 띠톱기계의 회전에 따른 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치는 작업대(10)의 가이드봉(11)에 지지되어 승강되는 텐션휠(20) 양측에 톱날(21)이 감겨 회전되는 경우, 상기 텐션휠(20)을 이동시키는 엔코더 및 랙 기어의 높이 조절 명령에 의해서 다수회 절삭작업을 수행함이 없이 텐션휠의 이동량이 결정되므로, 바녹되는 절삭작업으로 인한 공작물의 초기 절단면이 거칠게 형성되는 등의 폐단이 제거된다. 즉, 초기 절삭작업의 수행으로 대상 공작물(18)의 절단면을 일회에 완성할 수 있으므로 그 절삭면을 깨끗하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 공작물의 절삭을 위한 텐션휠과 톱날을 가진 띠톱기계에 있어서,

   가이드 아암(11)의 상, 하부에 장착된 작동대(12)와, 상기 작동대(12)가 이동가능하도록 원통 기어의 잇수가 무한히 많아져 거의 직선으로 된 형태이며 회전 운동을 직선으로 변환시키는 랙기어(200)와, 상기 작동대(12)에 연결되고, 상기 랙 기어(200)에 대하여 기계적으로 상,하방향으로 이동하는 랙기어(200)의 변화량을 전기적인 신호로 변환하여 출력하여 소정 깊이의 위치를 제어하는 엔코더(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 띠톱기계의 회전에 따른 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 엔코더(220)는 상기 띠톱의 회전에 따라 회전 변위량을 전기적인 디지탈 및 아나로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(230)와, 상기 랙(200)상의 병진(Translational) 운동체의 변위, 속도 및 가속도를 측정하는 검출기(240)와, 휠의 회전축이 1회전함에 따라 일정수의 디지털신호로 파형을 정형하는 파형정형회로(250)와, 상기 파형정형회로(250)에서 출력된 펄스를 계산하고, 절단시간을 연산하는 연산부(260)와, 상기 연산부(260)의 제어하에서 상기 회전 펄스가 아날로그신호에서 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기(270)와, 상기 연산부(260)의 제어하에서 변환되어 출력함으로써 자동제어계의 위치, 속도, 각도 등을 표시하는 역할을하는 LCD 디스플레이(280)를 하는 것을 특징으로 하는 띠톱기계의 회전에 따른 띠톱기계의 공작물 절삭량 조절의 가시화 및 절삭깊이의 설정장치.