KR100282158B1

KR100282158B1 - 레이저를 이용한 단추 가공시스템

Info

Publication number: KR100282158B1
Application number: KR1019990003891A
Authority: KR
Inventors: 정태몽
Original assignee: 정태몽
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2001-02-15
Also published as: KR19990045885A

Abstract

본 발명은 단추시편의 앞면과 뒷면 위치를 선별하여 공급하고, 이러한 단추시편을 레이저 헤드에 정확히 위치시켜 레이저를 이용하여 요구되는 형상 또는 문자 등을 조각하며, 조각 가공된 단추의 카운팅 및 포장이 이루어지도록 하는 레이저를 이용한 단추 가공시스템에 관한 것으로서, 이를 위한 구성은 가공이 요구되는 단추시편의 앞면이 상측으로 향하도록 선별하여 계속적으로 일렬 배치시키는 공급부와; 상기 공급부의 단부에 대향 설치되어 이송되는 단추시편의 위치를 설정하는 스토퍼와; 상기 공급부의 단부 하측에 대응하여 선택적으로 승· 하강 및 회전 가능하게 설치된 로봇아암을 이용하여 단추시편을 상기 공급부로부터 인계 받아 소정 위치로 이송토록 하는 중개부와; 상기 로봇아암에 의해 이송 위치되는 단추시편의 양측 측부를 선택적으로 가압 고정하는 홀더와; 상기 홀더에 고정되는 단추시편에 수직 대향하도록 설치된 레이저 헤드를 통해 단추시편의 앞면에 대응하여 레이저 광선을 제공하여 조각하도록 하는 레이저 가공부와; 상기 홀더의 일측에 설치되어 레이저 광선에 의해 증발되는 각종 형태의 먼지를 제거하도록 하는 진공 흡입부; 및 상기 각 구성의 구동 속도, 작업량 제어 및 상기 레이저 헤드 부위의 온도를 제어하도록 하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.

따라서, 본 발명에 의하면, 공급부의 구성에 의해 단추시편의 앞면과 뒷면 위치를 선별하여 공급하게 되고, 이들 단추시편은 중개부와 홀더에 의해 레이저 헤드에 대향하여 정확히 위치되고, 레이저 헤드를 통해 단추시편에 요구되는 형상 또는 문자 등을 정밀하게 조각하여 단추를 완성하게 되며, 조각 가공된 단추의 카운팅 및 포장 과정이 신속하고 용이하게 이루어짐에 따라 작업 시간의 단축과 작업자의 노동력 감소 및 단추에 대한 조각의 정밀도를 신뢰할 수 있는 효과가 있다.

또한, 레이저 헤드에 대응하여 단추시편을 각각 이송하여 조각 공정을 수행하게 됨에 따라 레이저 가공장치를 포함한 설비 규모가 축소되어 넓은 작업 공간을 확보하게 되고, 그에 따른 설비 비용이 감소되는 경제적인 이점이 있다.

그리고, 다양한 단추의 형상에 대응하여 레이저 가공의 수정 변경이 용이하게 이루어짐에 따라 단추의 다변화에 대응하기 용이한 이점이 있다.

Description

레이저를 이용한 단추 가공시스템 {PROCESSING SYSTEM OF BUTTON BY LASER}

본 발명은 본 발명은 레이저를 이용한 단추 가공시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단추시편의 앞면과 뒷면 위치를 선별하여 공급하고, 이러한 단추시편을 레이저 헤드에 정확히 위치시켜 레이저를 이용하여 요구되는 형상 또는 문자 등을 조각하며, 조각 가공된 단추의 카운팅 및 포장이 이루어지도록 하는 레이저를 이용한 단추 가공시스템에 관한 것이다.

일반적으로 단추는, 옷자락이나 주머니 따위의 여미는 부분에 달아 구멍에 넣는 형상으로 걸리게 하는 것으로서, 근래의 단추 개념은 옷의 디자인을 고려하여 그 재질과 독특한 디자인으로 조각된 형상으로 가공된 것이 선별됨으로써 장식의 일환으로 이용되고 있다.

따라서, 장식 개념에 있어서의 단추 형상은, 주문자 또는 수요자에 대응하여 다양하게 제작되며, 또 그 형상을 이루는 디자인의 조각 등은 보다 정밀한 가공이 요구되고 있다.

이러한 단추의 조각 개념에 대응하여 보다 정밀하고 신속한 조각 가공을 수행하도록 레이저 광선을 이용하여 단추를 가공하는 기법이 도입되었으며, 이러한 레이저를 이용한 단추의 제작 과정에 대한 종래 기술을 간단하게 살펴보기로 한다.

먼저 작업자는 레이저 가공이 요구되는 다수개의 단추시편을 별도로 제작된 지그 상의 소정 위치에 정확히 배치시키고, 이 지그를 레이저 가공장치의 레이저 헤드에 정확히 대향 위치시킨 후 레이저 헤드 또는 지그를 이송시키는 과정에서 조각 공정을 수행하게 된다.

이러한 과정을 통해 제작된 단추는, 작업자에 의해 불량 유무의 판단과 더불어 지그로부터 분리되고, 작업자는 완성된 단추의 수량을 확인하며 포장하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 지그 또는 레이저 헤드를 이송시키며 작업하는 과정에 있어서, 작업자가 지그의 소정 위치에 대응하여 각 단추시편의 앞면과 뒷면을 구분하여 정확히 위치시킬 것이 요구됨으로써 작업의 어려움과 작업시간의 지연 및 번거로움이 있고, 단추시편이 고정된 상태로 위치되지 않아 제작된 단추의 정밀 가공의 정도를 신뢰하기 어려운 문제가 있었다.

또한, 레이저 가공장치는 레이저 광선을 각각의 단추시편에 계속적으로 대응하여 제공함에 따라 과열에 따른 레이저 가공장치의 손상 우려가 있고, 지그 상에 안착 수용되는 다수개의 단추시편에 대응하기 위한 레이저 가공장치의 설비의 규모가 확대되어 넓은 작업 공간이 요구되는 등 비경제적인 문제가 있었다.

또한, 다른 크기 및 형상의 단추에 대응하여 상술한 지그의 형상과 레이저 가공 위치의 설정에 따른 별도의 노력이 요구됨에 따라 다변하는 단추의 가공에 대응하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 단추시편의 앞면과 뒷면 위치를 선별하여 공급하는 과정과, 이 단추시편을 레이저 헤드에 대응하여 정확히 위치시키는 과정과, 레이저를 이용하여 요구되는 형상 또는 문자 등을 정밀하게 조각하는 과정과, 조각하고 조각 가공된 단추의 카운팅 및 포장 과정이 자동적으로 신속하고 용이하게 이루어지도록 하여 작업 시간의 단축과 작업자의 노동력 감소 및 단추의 조각이 정밀하게 이루어지도록 하는 레이저를 이용한 단추 가공시스템을 제공함에 있다.

또한, 레이저 헤드에 대응하여 단추시편을 각각 이송하여 조각 공정을 수행하도록 함으로써 레이저 가공장치를 포함한 설비 규모를 축소시켜 작업 공간을 확보하기 용이하도록 하고, 그에 따른 설비 비용을 감소하도록 하는 레이저를 이용한 단추 가공시스템을 제공함에 있다.

그리고, 다양한 단추의 형상에 대응하여 레이저 가공의 수정 변경이 용이하도록 하는 레이저를 이용한 단추 가공시스템을 제공함에 있다.

도1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 단추 가공시스템의 구성 및 설치 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도2는, 도1에 도시된 단추 가공시스템의 구성 및 설치 관계를 개략적으로 나타낸 정면도이다.

도3은, 도1 또는 도2에 도시된 구성 중 단추시편을 레이저 가공부에 대향 위치로 이송 위치시키는 과정의 구성을 부분 발췌하여 나타낸 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 단추 가공시스템12: 공급부

14: 스토퍼 16: 중개부

18: 로봇아암 20: 레이저 가공부

22: 레이저 헤드 24: 홀더

26: 진공 흡입부 28: 수집부

30: 테이블 32: 바이브레이터

34: 피더 36: 컨베이어

38: 가이드 레일 40: 컨베이어 벨트

42: 회전봉 44: 구동축

46: 핀 48: 치구

50: 자리홈 52: 진공펌프

54: 흡입관 56: 취출구

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저를 이용한 단추 가공시스템은, 가공이 요구되는 단추시편의 앞면이 상측으로 향하도록 선별하여 계속적으로 일렬 배치시키는 공급부와; 상기 공급부의 단부에 대향 설치되어 이송되는 단추시편의 위치를 설정하는 스토퍼와; 상기 공급부의 단부 하측에 대응하여 선택적으로 승· 하강 및 회전 가능하게 설치된 로봇아암을 이용하여 단추시편을 상기 공급부로부터 인계 받아 소정 위치로 이송토록 하는 중개부와; 상기 로봇아암에 의해 이송 위치되는 단추시편의 양측 측부를 선택적으로 가압 고정하는 홀더와; 상기 홀더에 고정되는 단추시편에 수직 대향하도록 설치된 레이저 헤드를 통해 단추시편의 앞면에 대응하여 레이저 광선을 제공하여 조각하도록 하는 레이저 가공부와; 상기 홀더의 일측에 설치되어 레이저 광선에 의해 증발되는 각종 형태의 먼지를 제거하도록 하는 진공 흡입부; 및 상기 각 구성의 구동 속도, 작업량 제어 및 상기 레이저 헤드 부위의 온도를 제어하도록 하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 공급장치는, 바이브레이터의 상부에 설치되고, 다수개의 단추시편이 수용되는 용기 형상으로 상기 바이브레이터의 진동에 의해 단추시편의 앞면이 상측으로 향하도록 선별하여 개방된 일측으로 이송하는 피더와; 상기 피더의 개방된 일측에 연장 설치되어 단추시편을 상기 스토퍼에 대향하도록 일렬 이송하는 컨베이어;를 포함한 구성으로 이루어진다.

그리고, 소정의 단추구멍이 형성된 단추시편에 대응하여 상기 로봇아암의 단부에는 상기 단추구멍에 대응 삽입이 가능한 다수개의 핀이 구비된 치구가 설치되고, 상기 컨베이어의 단부 상측 부위에 상기 스토퍼에 의해 위치되는 단추시편이 상기 치구의 핀에 대응하여 안착되도록 선택적으로 접촉되어 회전시킴과 동시에 소정 압력으로 가압하는 회전봉이 설치되어 이루어진다.

또한, 상기 홀더의 대향 측벽에 상기 로봇아암에 의해 위치되는 단추시편의 측부를 가압함에 있어서, 상기 레이저 가공부에 정확히 대응하도록 자리홈을 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 제어부에는, 상기 각 구성의 구동과 그 상태를 모니터링 하도록 하는 모니터를 더 구비함이 바림직하다.

이하, 상기 구성에 따른 레이저를 이용한 단추 가공시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 단추 가공시스템(10)은, 도1 또는 도2에 도시된 바와 같이, 조각 가공이 요구되는 단추시편은 공급부(12)를 통해 앞면과 뒷면이 구분되어 소정 위치로 이송되고, 공급부(12)의 일측에 설치되는 스토퍼(14)에 의해 정렬 위치된다.

이후 단추시편은, 중개부(16)의 로봇아암(18)에 의해 공급부(12)의 일측으로부터 레이저 가공부(20)의 레이저 헤드(22)의 하부에 수직 대향하는 위치로 이송되어 레이저 헤드(22)의 하부에 위치되는 홀더(24)에 인계되어 레이저 헤드(22)를 통한 레이저 광선을 제공받아 요구되는 형상으로 조각되는 과정을 수행하게 된다.

또한, 상술한 홀더(24)의 일측 소정 위치에는, 레이저 광선을 이용한 조각 과정에서 발생되는 각종 형태의 먼지가 레이저 헤드(22)의 렌즈 표면에 증착되는 것을 방지하기 위한 진공 흡입부(26)가 구비되고, 이렇게 조각 완성된 단추는 홀더(24)의 고정력 해제에 의해 하측에 위치되는 수집부(28)로 떨어져 일정 개수로 포장되는 과정을 거치게 된다.

이러한 각 구성은, 컨트롤러(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 그 구동 속도와, 작업량이 제어되고, 컨트롤러는 별도의 구성으로 구비되는 센서 센싱된 신호를 통해 각 구성의 오동작과 상술한 레이저 헤드(22) 부위의 온도 상태의 확인하여 작업 전반을 제어하게 된다.

이러한 구성에 있어서, 상술한 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 공급부(12)의 구성은, 테이블(30)의 일측 소정 위치에 바이브레이터(32)가 통상의 방법으로 설치되고, 이 바이브레이터의 상측으로 다수개의 단추시편이 수용되는 용기 형상으로 개방된 일측 부위를 갖는 피더(34)가 설치된다.

이러한 피더(34)는, 바이브레이터(32)의 진동에 의해 수용된 단추시편을 개방된 일측으로 유도 이송시키게 되고, 이러한 과정에서 단추시편의 앞면과 뒷면 중 앞면이 상측으로 위치되는 단추시편만이 선별되어 이송된다.

또한, 상술한 피더(34)의 일측 부위에는, 개방된 부위로부터 연장된 형상으로 컨베이어(36)가 설치되고, 이러한 컨베이어(36)는, 도3에 도시된 바와 같이, 단추시편의 양측 가장자리 부위를 지지하는 가이드 레일(38)과 이 가이드 레일(38)의 양측 부위에 회전축(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 지지되어 일 방향으로 회전하는 컨베이어 벨트(40)가 설치된 구성으로서 단추시편의 뒷면을 받쳐 지지하는 형상으로 공급부(12)의 단부 즉, 컨베이어(36)의 일측 단부로 단추시편을 이송하게 된다.

그리고, 상술한 컨베이어(36)의 단부에는, 도3에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트(40)에 의해 이송되는 단추시편의 위치를 설정하기 위한 스토퍼(14)가 설치되어 있으며, 이 스토퍼(14)는 컨베이어(36)의 단부에 대응하여 선택적으로 위치됨으로써 이송되는 단추시편의 진행을 차단하는 형상으로 단추시편을 정위치에 위치시키게 된다.

이렇게 스토퍼(14)에 위치되는 단추시편의 상측 부위에는, 선택적으로 승· 하강 및 회전 가능하게 설치되는 회전봉(42)이 설치되고, 이 회전봉(42)은 위치되는 단추시편에 접촉하여 소정의 회전력을 제공함으로써 단추시편에 형성된 각 구멍의 위치를 결정하게 된다.

한편, 컨베이어(36)의 일측으로 이격된 소정 위치에는, 도3에 도시된 바와 같이, 구동축(44)에 고정되어 승· 하강 구동 및 소정 각도로 회전 가능하도록 로봇아암(18)을 포함한 중개부(16)가 설치되고, 이 중개부(16)의 로봇아암(18) 단부는 구동축(44)의 회전에 의해 컨베이어(36) 단부의 단추시편의 하측에 선택적으로 대응 위치되는 구성을 이룬다.

또한, 상술한 바와 같이, 단추시편의 하측에 대응하는 로봇아암(18)의 단부 상면에는, 단추시편의 단추구멍에 대응하는 형상으로 복수개의 핀(46)이 구비된 치구(48)가 구비되고, 로봇아암(18)이 컨베이어(36) 단부의 단추시편에 대응 위치되어 승강 운동하는 과정에서 상술한 회전봉(42)은 단추시편에 접촉되어 회전력으로 단추시편을 회전시킴으로써 단추시편의 단추구멍은 상술한 치구(48) 상면에 형성된 핀(46)에 끼워지는 형상으로 치구(48) 상에 안착되는 구성을 이루게 된다.

이렇게 단추가 치구(48) 상에 안착되면, 스토퍼(14)는 컨베이어(36) 단부를 순간적으로 개방하게 되고, 이때 로봇아암(18)은 스토퍼(14)의 개방에 대응하여 구동축(44)을 중심으로 회전하게 됨으로써 안착된 단추시편을 소정 위치로 이송하게 된다.

이후 스토퍼(14)는, 컨베이어(36) 단부를 차단하게 되고, 컨베이어 벨트(40)에 의해 계속적으로 이송되는 다음의 단추시편을 컨베이어(36) 단부의 소정 위치에 위치시키게 된다.

여기서, 상술한 치구()의 개념은 단추시편을 안착 고정하기 위한 구성으로서, 단추시편에 구멍이 형성되지 않은 경우에는 단추시편의 뒷면에 대응하여 계속적인 진공압을 제공하여 선택적으로 고정하기 위한 별도의 치구(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 구비하여 설치할 수도 있다.

한편, 상술한 치구(48)에 안착된 단추시편은, 도3에 도시된 바와 같이, 로봇아암(18)에 안내되어 레이저 가공부(20)의 레이저 헤드(22)에 수직 대향하도록 위치되고, 이렇게 위치되는 단추시편은 양측으로부터 선택적으로 벌림과 오므림 구동을 하는 홀더(24)에 의해 고정된다.

또한, 홀더(24)의 상호 대향 측벽에는, 단추시편을 정확히 위치시키기 위한 자리홈(50)이 형성되어 있으며, 단추시편은 로봇아암(18)으로부터 홀더(24)로 인계되는 과정에서 홀더(24)의 자리홈(50)에 의해 상측에 위치되는 레이저 헤드(22)에 대향하여 정확한 위치 상태를 이루게 된다.

이러한 과정에서 단추시편이 고정되면, 로봇아암(18)은 구동축(44)에 의해 하강한 후 상술한 컨베이어(36)의 단부 하측에 대응하는 위치로 이동하게 되고, 이렇게 로봇아암(18)이 이격 위치된 상태에서 상술한 레이저 가공부(20)는 레이저 헤드(22)를 통해 레이저 광선을 제공함으로써 단추시편의 상면에 요구되는 형상의 조각 작업을 수행하게 된다.

또한, 이러한 조각 과정에서 제공되는 레이저 광선에 의해 단추시편으로부터 각종 형태의 먼지가 발생되며, 이들 먼지가 레이저 헤드(22)의 렌즈 부위에 증착되는 것을 방지하기 위하여 진공 흡입부(26)가 설치되며, 이 진공 흡입부(26)의 진공펌프(52)로부터 연장 형성된 흡입관(54)의 단부는, 도3에 도시된 바와 같이, 홀더(24)의 일측에 대응하여 설치된다.

한편, 상술한 바와 같이, 레이저를 이용한 조각 작업으로 단추가 완성되면, 단추의 측부를 가압 고정하는 양측 홀더(24)가 상호 벌어지는 형상으로 이격 위치되고, 이때 단추는 하측에 자유 낙하하여 수집부(28)의 취출구(56)를 통해 유도되어 포장되는 과정을 거치게 된다.

여기서, 상술한 공급부(12), 스토퍼(14), 회전봉(42), 중개부(16), 홀더(24), 레이저 가공부(20), 진공 흡입부(26) 및 수집부(28)의 구성은 제어부(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 각 구성의 동작 상태와 구동 속도가 제어되어 계속적인 순환 작업이 이루어진다.

또한, 제어부는 상술한 각 구성에 대응하여 각종 센서를 구비하게 되며, 이들 센서에 의한 신호를 인가 받아 각 구성의 동작 오류 및 작업량을 체킹하여 제어하게 되고, 특히 레이저 헤드(22) 부위에는 온도 센서(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 구비하여 레이저 헤드(22)의 가열에 의한 손상을 방지하게 된다.

그리고, 제어부는 테이블(30)의 소정 위치에 작업자로 하여금 상술한 각 구성의 동작 과정을 확인하기 용이하도록 모니터링 하는 모니터(58)와 작업이 선택적으로 이루어지도록 조작하기 위한 조작부(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 별도의 구성으로 구비하게 된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

레이저를 이용한 단추 가공시스템에 있어서, 가공이 요구되는 단추시편의 앞면이 상측으로 향하도록 선별하여 계속적으로 일렬 배치시키는 공급부;

상기 공급부의 단부에 대향 설치되어 이송되는 단추시편의 위치를 설정하는 스토퍼;

상기 공급부의 단부 하측에 대응하여 선택적으로 승· 하강 및 회전 가능하게 설치된 로봇아암을 이용하여 단추시편을 상기 공급부로부터 인계 받아 소정 위치로 이송토록 하는 중개부;

상기 로봇아암에 의해 이송 위치되는 단추시편의 양측 측부를 선택적으로 가압 고정하는 홀더;

상기 홀더에 고정되는 단추시편에 수직 대향하도록 설치된 레이저 헤드를 통해 단추시편의 앞면에 대응하여 레이저 광선을 제공하여 조각하도록 하는 레이저 가공부;

상기 홀더의 일측에 설치되어 레이저 광선에 의해 증발되는 각종 형태의 먼지를 제거하도록 하는 진공 흡입부; 및

상기 각 구성의 구동 속도, 작업량 제어 및 상기 레이저 헤드 부위의 온도를 제어하도록 하는 제어부;

를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레이저를 이용한 단추 가공시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 공급부는,

바이브레이터의 상부에 설치되고, 다수개의 단추시편이 수용되는 용기 형상으로 상기 바이브레이터의 진동에 의해 단추시편의 앞면이 상측으로 향하도록 선별하여 개방된 일측으로 이송하는 피더와; 상기 피더의 개방된 일측에 연장 설치되어 단추시편을 상기 스토퍼에 대향하도록 일렬 이송하는 컨베이어;

를 포함한 구성됨을 특징으로 하는 상기 레이저를 이용한 단추 가공시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

소정의 단추구멍이 형성된 단추시편에 대응하여 상기 로봇아암의 단부에는 상기 단추구멍에 대응 삽입이 가능한 다수개의 핀을 구비된 치구가 설치되고, 상기 컨베이어의 단부 상측 부위에 상기 스토퍼에 의해 위치되는 단추시편이 상기 치구의 핀에 대응하여 안착되도록 선택적으로 접촉되어 회전시킴과 동시에 소정 압력으로 가압하는 회전봉이 설치됨을 특징으로 하는 상기 레이저를 이용한 단추 가공시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 양측 홀더의 대향 측벽에 상기 로봇아암에 의해 위치되는 단추시편의 측부를 가압함에 있어서, 상기 레이저 가공부에 정확히 대응하도록 자리홈이 형성됨을 특징으로 하는 상기 레이저를 이용한 단추 가공시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부에는, 상기 각 구성의 구동과 그 상태를 모니터링 하도록 하는 모니터;가 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 레이저를 이용한 단추 가공시스템.