KR20150115210A

KR20150115210A - 커팅장치

Info

Publication number: KR20150115210A
Application number: KR1020140039862A
Authority: KR
Inventors: 한유희; 이정현; 이준형
Original assignee: 주식회사 에이치케이
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-10-14
Also published as: KR102223321B1

Abstract

본 기술에 따른 커팅장치는 지지프레임과, 지지프레임 상에 배치되고 가공 대상물이 지지되는 지지 테이블과, 지지 테이블에 지지된 가공 대상물을 커팅하는 커팅유닛과, 커팅유닛에 의해 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물을 집진하는 집진유닛을 포함하고, 지지프레임에는 커팅유닛에 의해 가공 대상물이 커팅되는 과정에서 발생되는 부산물이 떨어지는 집진영역이 마련되고, 집진유닛은, 지지프레임의 집진영역 내에 설치되고 집진영역과 연통되는 다수의 배기구가 형성된 집진덕트와, 다수의 배기구에 각각 설치되는 다수의 댐퍼모듈을 포함하고, 집진덕트는 상광하협 형상의 하부를 가지며, 다수의 배기구는 상기 집진덕트의 하부에 형성될 수 있다.

Description

커팅장치{CUTTING APPARATUS}

본 발명은 가공 대상물을 커팅하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저를 이용하여 가공 대상물을 커팅시키는 커팅장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가공 대상물을 커팅하는 방법으로는 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하여 커팅하는 방식이 있다. 이러한 방식의 커팅장치는 가공 대상물을 커팅하는 커팅유닛과, 커팅유닛에서 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물인 퓸(Fume)을 집진하는 집진유닛을 포함할 수 있다.

상기의 집진유닛은 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물을 집진하는데, 이러한 부산물을 효율적으로 집진하지 않으면 주변 환경이 오염되어 작업자의 건강에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위함이다.

그러나 종래에는 집진유닛의 집진덕트의 위치에 따라 집진효율이 떨어질 수 있다. 따라서 최근에는 집진유닛의 효율을 증대시킬 수 있는 방안을 요구되고 있는 추세이다.

본 발명의 실시예는 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 집진효율을 향상시킬수 있는 커팅장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 커팅장치는, 지지프레임과, 상기 지지프레임 상에 배치되고 가공 대상물이 지지되는 지지 테이블과, 상기 지지 테이블에 지지된 상기 가공 대상물을 커팅하는 커팅유닛과, 상기 커팅유닛에 의해 상기 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물을 집진하는 집진유닛을 포함하고,

상기 지지프레임에는 상기 커팅유닛에 의해 상기 가공 대상물이 커팅되는 과정에서 발생되는 부산물이 떨어지는 집진영역이 마련되고,

상기 집진유닛은, 상기 지지프레임의 집진영역 내에 설치되고 상기 집진영역과 연통되는 다수의 배기구가 형성된 집진덕트와, 상기 다수의 배기구에 각각 설치되는 다수의 댐퍼모듈을 포함하고,

상기 집진덕트는 상광하협 형상의 하부를 가지며,

상기 다수의 배기구는 상기 집진덕트의 하부에 형성될 수 있다.

본 기술에 의하면, 집진덕트의 하부가 상광하협 형상으로 형성되고, 이러한 집진덕트의 하부에 형성된 배기구를 개폐하는 댐퍼모듈이 설치됨에 따라, 집진영역 내의 집진효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 본 기술에 의하면, 집진덕트가 집진영역의 중앙에 배치되고, 이러한 집진덕트의 상부가 상협하광 형상으로 형성됨에 따라, 커팅과정에서 발생되는 부산물이 집진영역으로 안내되는 것을 용이하게 할 수 있으며 집진효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 본 기술에 의하면, 집진덕트와 다수의 구획 구조물 프레임이 지지프레임의 내부 공간에서 지지프레임과 하나의 구조물을 이루어 지지프레임의 결합 구조를 튼튼히 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 커팅장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 커팅장치의 지지프레임과 집진유닛을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절개한 상태의 단면도이다.
도 5은 도 3의 B-B선을 따라 절개한 상태의 단면도이다.
도 6은 도 3의 C-C선을 따라 절개한 상태의 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성요소들의 크기가 과장 또는 축소될 수 있고, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 커팅장치(10)는 지지프레임(20)과, 지지프레임(20)의 배치되고 가공 대상물이 지지되는 지지 테이블(30)과, 지지 테이블(30)에 지지된 가공 대상물을 커팅하는 커팅유닛(40)과, 커팅유닛(40)에 의해 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물인 퓸(Fume)을 집진하는 집진유닛(50, 도 3 참조)을 포함할 수 있다.

지지프레임(20)은 본 발명의 커팅장치(10)의 몸체를 이루는 것으로서, 그 상측에 지지 테이블(30)이 교체 가능하게 안착될 수 있다. 여기서 미설명부호 25는 지지프레임(20)의 상부에 올려진 상태로 설치되는 상부 구조물이다.

지지 테이블(30)에는 가공 대상물이 지지될 수 있다. 여기서 가공 대상물은 스틸(Steel), 스테인레스(Stainless), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 재질 등의 판재 형태로 된 제품이거나 유리제품일 수 있다.

커팅유닛(40)은 상부 구조물(25)의 하측에서 Y,-Y 방향으로 이동되도록 설치되는 이동체(41)와, 이 이동체(41)의 측부에 X,-X 방향으로 이동되도록 설치되는 레이저 커팅헤드 모듈(42)을 포함할 수 있다.

레이저 커팅헤드 모듈(42)은 구체적으로 도시되지 않았지만 레이저 발진기에서 발생된 레이저 빔을 레이저 빔 전송수단을 통해 전송받게 되며, 전송된 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하여 가공 대상물을 커팅하게 된다.

집진유닛(50)은 커팅유닛(40)에 의해 가공 대상물의 소정 위치를 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물 즉, 분진 또는 연기를 집진시키기 위해 마련된다. 이러한 집진유닛(50)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 집진덕트(51)와, 집진덕트(51)에 설치되는 댐퍼모듈(53)을 포함할 수 있다. 여기서, 미설명부호 55는 집진덕트의 일단부에 연결된 연결덕트로서, 이 연결덕트(55)는 외부의 집진기(미도시)와 연결될 수 있다.

집진덕트(51)는 가공 대상물의 커팅 시 발생되는 집진영역(26)의 부산물이 흡인되는 장소이다. 이러한 집진덕트(51)는 지지프레임(20)과 하나의 구조물을 이룰 수 있는데, 지지프레임(20)과 일체로 형성되거나 지지프레임(20)에 결합될 수 있다.

집진덕트(51)는 지지프레임(20)에 형성되는 집진영역(26) 내에 설치될 수 있다. 여기서 집진영역(26)은 지지프레임(20)을 구성하는 전방프레임(21), 후방프레임(22), 좌우프레임(23,24) 내에 형성되는 공간을 말한다.

또한, 상기의 집진덕트(51)는 지지프레임(20)을 구성하는 프레임들 중 서로 마주보는 전방프레임(21)과 후방프레임(22) 사이에서 Y축방향(지지프레임의 길이방향)을 따라 설치되되, 집진영역(26)의 중앙에 설치될 수 있다.

상기와 같이 집진덕트(51)가 집진영역(26)의 중앙에 설치되는 것은, 집진덕트(51)가 집진영역(26)의 일측 또는 양측에 설치되는 것보다 집진효율이 좋기 때문이다.

예를 들면, 집진덕트(51)가 좌측프레임(23) 근처에 설치될 경우 우측프레임(24) 근방에 떨어지는 부산물을 용이하게 집진시키는 것이 쉽지 않다.

그리고 집진덕트(51)가 양측프레임(23,24)의 근처에 각각 설치될 경우 두 개의 집진덕트가 배치됨에 따라 비용 상승이 발생될 수 있으며, 서로 반대 방향으로 공기 유동력이 발생함에 따라 집진효율이 떨어질 수 있다.

상기의 집진덕트(51)의 형상에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

집진덕트(51)의 상부(51a)는 상협하광 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 집진덕트(51)의 상부 단면은 집진덕트(51)의 중앙을 기준으로 외측으로 갈수록 하향 경사진 두 개의 경사면을 가질 수 있다.

상기와 같은 형상으로 집진덕트(51)의 상부(51a)를 형성하는 것은, 커팅과정에서 발생되는 부산물을 집진덕트(51)의 상부에 적층되지 않고 집진영역(26)으로 원활하게 안내하기 위함이다.

특히, 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물은 분진과 연기 이외에 가공 부스러기를 포함할 수 있는데, 이와 같은 집진덕트(51) 상부(51a)의 형상은 가공 부스러기가 집진덕트(51)의 내부로 유입되지 않게 한다. 만약, 가공 부스러기가 집진덕트(51)의 내부로 유입되면 집진덕트(51) 내에 설치되는 집진필터(미도시)가 파손되거나 막힐 수 있으므로, 상기와 같은 집진덕트(51) 상부(51a)의 형상은 집진필터의 교환주기가 단축되는 것을 방지할 수 있다.

집진덕트(51)의 하부(51b)는 상광하협 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 집진덕트(51)의 하부 단면은 집진덕트(51)의 상부와 대응되는 형상으로써, 집진덕트(51)의 중앙을 기준으로 외측으로 갈수록 상향 경사진 두 개의 경사면을 가질 수 있다.

상기와 같은 형상으로 집진덕트(51)의 하부(51b)를 형성하는 것은, 집진덕트 하부(51b)의 경사면에 배기구(52)가 형성되는데 집진영역(26) 내의 부산물을 집진덕트(51) 내에 원활하게 흡인시키기 위함이다.

부연 설명하면, 배기구(52)가 집진덕트 하부(51b)의 경사면에 형성됨에 따라 집진영역(26)의 공기를 흡인할 때 집진영역(26)의 중앙측으로 상향 경사진 공기유로(P)가 형성된다. 이와 같이 상향으로 경사진 공기유로(P)가 형성되면 도시된 바와 같이 집진영역(26)의 많은 부분을 흡인할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 실시예에서 집진덕트(51)는 마름모꼴 형상의 단면을 갖도록 형성되되, 집진덕트(51)의 상부(51a)와 하부(51b)가 서로 용접되거나 일체로 형성될 수 있다. 이로 인해 부산물이 집진덕트(51)의 상부에 적층되지 않고 집진영역(26)에 내에 원활하게 안내될 수 있으며, 집진영역(26) 내의 부산물이 배기구(52)를 통해 집진덕트(51) 내부로 원활하게 흡인될 수 있다.

집진덕트(51)의 하부(51b)는 도면에 도시되지는 않았지만 상광하협 형상으로 형성되되, 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 이 경우 집진덕트의 하부는 볼록한 형상으로 형성될 수 있고, 중앙을 기준으로 상호 대칭되는 오목한 형상의 두 측면을 가질 수도 있다.

또한, 집진유닛(50)은 커팅유닛(40)에 의해 집진덕트(51)가 손상되는 것을 방지하는 보호부재(57)와, 집진영역(26)을 다수의 영역으로 분할하는 다수의 구획 구조물 프레임(59)을 더 포함할 수 있다.

보호부재(57)는 커팅유닛(40)의 레이저빔이 집진유닛(50)으로 조사되어 집진덕트(51)가 손상되는 것을 방지한다. 이를 위해 보호부재(57)는 레이저빔의 온도를 견딜 수 있는 내열성을 갖는 재질로 마련되는 것이 바람직하다.

상기의 보호부재(57)는 집진유닛(51)의 상면 및 구획 구조물 프레임(59)의 상면과 동일한 형상으로 마련되어 집진유닛(51)과 구획 구조물 프레임(59)에 안착될 수 있다. 이는 보호부재(57)가 집진유닛(51) 및 구획 구조물 프레임(59)의 상면에 안착됨에 따라, 전체 커팅장치(10)의 높이가 보호부재(57)에 의해 높아지는 것을 방지하기 위함이다.

다수의 구획 구조물 프레임(59)은 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 집진영역(26)을 다수의 영역으로 분할한다. 각 구획 구조물 프레임(59)은 지지프레임(20)을 구성하는 프레임들 중 서로 마주보는 좌측 프레임(23)과 우측 프레임(24)의 사이에서 X축 방향(지지프레임의 폭방향)을 따라 설치될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시예는 도시된 바와 같이 세 개의 구획 구조물 프레임(59)이 설치되어, 네 영역으로 분할된 집진영역(26a,26b,26c,26d)을 가질 수 있다.

구획 구조물 프레임(59)에 의해 분할되는 각 집진영역(26a,26b,26c,26d)에는 적어도 하나의 배기구(52)가 배치될 수 있다.

상기의 각 구획 구조물 프레임(59)은 집진덕트(51)와 마찬가지로 지지프레임(20)과 하나의 구조물로 이루어질 수 있다. 각 구획 구조물 프레임(29)은 지지프레임(20)과 집진덕트(51)와 일체로 형성되거나, 지지프레임(20) 및 집진덕트(51)와 용접 결합될 수 있다.

예를 들면, 각 구획 구조물 프레임(59)은 상부 프레임(59a)과, 상부 프레임(59a)의 하부에 배치되는 하부 프레임(59b)을 포함할 수 있다.

상부 프레임(59a)은 일단이 집진덕트(51)의 측면과 밀착되도록 용접 결합되고 타단이 지지프레임(20)의 측면프레임(23,24) 중 하나에 용접 결합될 수 있다. 이러한 상부 프레임(59a)은 내부가 빈 마름모꼴 형상의 단면을 가질 수 있다.

즉, 상부 프레임(59a)의 상면은 집진덕트의 상부(51a)와 마찬가지로 상협하광 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 상부 프레임(59a)의 형상은 집진영역(26)으로 부산물을 안내하는 것을 용이하게 하기 위함이다.

하부 프레임(59b)은 일단이 지지프레임(20)의 측면프레임(23,24) 중 하나와 타단이 지지프레임(20)의 측면프레임(23,24) 중 나머지 하나와 용접 결합될 수 있다. 이러한 하부 프레임(59b)의 상면에는 집진덕트(51)의 양옆에 배치되는 상부 프레임들(59a)과, 집진덕트(51)가 안착되도록 용접 결합될 수 있다. 이러한 하부 프레임(59b)은 내부가 빈 상면이 개방된 사각 형상의 단면을 가질 수 있다.

상기와 같은 형상으로 형성된 각 구획 구조물 프레임(59)은 집진덕트(51)와 더불어 지지프레임(20)의 집진영역(26)에서 격자형상으로 배치되되 지지프레임(20)과 하나의 구조물을 이루므로, 지지프레임(20)을 견고하게 하는 역할을 한다.

댐퍼모듈(53)은 집진덕트(51)의 각 배기구(52)를 개폐한다. 이러한 댐퍼모듈(53)은 도 4에 도시된 바와 같이, 회전축(53a)과, 회전축(53a)과 결합되어 회전축(53a)의 회전 시 연동되고 배기구(52)를 실질적으로 개폐하는 회전도어(53b)와, 회전축(53a)을 회전시키는 액츄에이터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 액츄에이터는 회전축(53a)을 회전시키는 모터, 유압실린더 등을 채용할 수 있다.

상기의 댐퍼모듈(53)은 배기구(52)를 개폐할 수 있으면 다양한 수단이 적용되는 것이 가능하다. 예를 들면, 댐퍼모듈(53)은 슬라이딩 도어가 채용될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서 댐퍼모듈(53)은 집진덕트(51)의 각 배기구(52) 별로 개별적으로 작동될 수 있다. 댐퍼모듈(53)은 상시 폐쇄되어 있는 상태이며, 선택적으로 개방될 수 있다.

예를 들면, 제1집진영역(26a)의 상측에서 가공 대상물의 커팅작업이 이루어질 경우 제1집진영역(26a) 내의 배기구를 개방하고, 나머지 제2,3,4집진영역(26b,26c,26d) 내의 배기구를 폐쇄시킬 수 있다. 이는 제1집진영역(26a) 내의 배기구만 개방하고 제2,3,4집진영역(26b,26c,26d) 내의 배기구를 폐쇄시킴에 따라 실질적으로 부산물이 떨어지는 제1집진영역(26a)의 배기구를 통한 집진효율을 향상시키기 위함이다. 이때, 각 댐퍼모듈(53)의 동작을 개별적으로 제어하는 것은 커팅 유닛(40)의 위치를 감지하는 것을 통해 이루어질 수 있다.

따라서 본 발명에서는 집진덕트(51)의 상부(51a)가 상협하광의 형상으로 마련되어 커팅과정에서 발생되는 부산물이 집진영역(26)으로 안내되는 것을 용이하게 할 수 있다.

그리고 본 발명에서는 집진덕트(51)의 하부(51b)가 상광하협의 형상으로 마련되어 집진영역(26)의 중앙측으로 상향 경사진 공기유로(P)가 형성됨에 따라, 집진영역(26)으로 안내된 부산물이 용이하게 집진덕트(51)로 흡인되게 할 수 있다.

더불어 본 발명에서는 집진덕트(51)가 지지프레임(20)의 내부 공간에 형성되는 집진영역(26)의 중앙 영역에 배치됨에 따라, 집진효율을 좋게 할 수 있다.

본 발명에서는 집진덕트(51)와 구획 구조물 프레임(59)이 지지프레임(20)의 내부 공간에서 지지프레임(20)과 하나의 구조물을 이루어 지지프레임(20)의 결합 구조를 튼튼히 할 수 있다.

한편, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 커팅장치 20: 지지프레임
26: 집진영역 30: 지지 테이블
40: 커팅유닛 50: 집진유닛
51: 집진덕트 51a: 집진덕트의 상부
51b: 집진덕트의 하부 52: 배기구
53: 댐퍼모듈 55: 연결덕트
57: 보호부재 59: 구획 구조물 프레임
59a: 구획 구조물 프레임의 상부 프레임
59b: 구획 구조물 프레임의 하부 프레임

Claims

지지프레임과, 상기 지지프레임 상에 배치되고 가공 대상물이 지지되는 지지 테이블과, 상기 지지 테이블에 지지된 상기 가공 대상물을 커팅하는 커팅유닛과, 상기 커팅유닛에 의해 상기 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 발생되는 부산물을 집진하는 집진유닛을 포함하고,
상기 지지프레임에는 상기 커팅유닛에 의해 상기 가공 대상물이 커팅되는 과정에서 발생되는 부산물이 떨어지는 집진영역이 마련되고,
상기 집진유닛은, 상기 지지프레임의 집진영역 내에 설치되고 상기 집진영역과 연통되는 다수의 배기구가 형성된 집진덕트와, 상기 다수의 배기구에 각각 설치되는 다수의 댐퍼모듈을 포함하고,
상기 집진덕트는 상광하협 형상의 하부를 가지며,
상기 다수의 배기구는 상기 집진덕트의 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제1항에 있어서,
상기 집진덕트의 하부 단면은 상기 집진덕트의 중앙을 기준으로 외측으로 갈수록 상향 경사진 경사면들로 이루어진 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 집진덕트는 상협하광 형상의 상부를 가지며,
상기 집진덕트의 상부는 상기 집진덕트의 하부와 연결된 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제3항에 있어서,
상기 집진덕트의 상부 단면은 상기 집진덕트의 중앙을 기준으로 외측으로 갈수록 하향 경사진 경사면들로 이루어진 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제4항에 있어서,
상기 집진덕트는 마름모꼴 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제1항에 있어서,
상기 집진덕트는 상기 지지프레임과 일체로 형성되거나 상기 지지프레임과 결합되는 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제1항에 있어서,
상기 집진영역은 상기 지지프레임을 구성하는 프레임들 내에 형성되고,
상기 집진덕트는 상기 집진영역의 중앙에서 상기 지지프레임의 길이방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제7항에 있어서,
상기 집진영역은 상기 지지프레임의 폭방향을 따라 배치되는 다수의 구획 구조물 프레임에 의해 다수의 영역으로 분할되는 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제8항에 있어서,
상기 각 구획 구조물 프레임의 상면은 상협하광 형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제8항에 있어서,
상기 각 구획 구조물 프레임은 상기 지지프레임과 일체로 형성되거나 상기 지지프레임과 결합된 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제8항에 있어서,
상기 배기구는 상기 구획 구조물 프레임에 의해 분할된 각 영역 내에 적어도 하나가 형성된 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제11항에 있어서,
상기 댐퍼모듈은 상기 커팅유닛을 통해 상기 가공 대상물을 커팅하는 과정에서 상기 커팅유닛의 위치에 따라 다수 개로 분할된 영역 중 적어도 하나의 영역에 형성된 상기 배기구를 선택적으로 개방하는 것을 특징으로 하는 커팅장치.
제9항에 있어서,
상기 집진덕트과 상기 구획 구조물 프레임에는 상기 집진덕트의 상면과 상기 구획 구조물 프레임 상면과 동일한 형상을 갖는 보호부재가 안착된 것을 특징으로 하는 커팅장치.