KR100528060B1 - 공작물의 각도절단을 위한 바이스 연동식 띠톱기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풀리(13)의 회전운동에 의하여 띠톱(14)을 운동시켜 절단작업을 하는 띠톱기계에 관한 것이다. 띠톱기계는 띠톱(14)의 절단운동 방향에 따라 수평식과 수직식으로 분류되는 바, 본 발명은 그중에서도 벨트 형상의 얇은 띠톱(14)을 좌.우 대칭을 이루며 수평으로 위치한 2개의 풀리(13)에 장착하여 풀리(13)의 회전운동에 의하여 띠톱(14)이 한쪽 방향으로 연속 회전운동을 하면서 공작물(50)을 절단하는 수평식 띠톱기계에 관한 것이다.

초기의 수평식 띠톱기계는 작업대에 입설된 가이드 봉을 따라 절단헤드(10)가 하강하면서 공작물(50)을 절단하는 구성으로, 그 절단면의 형태는 바이스면과 직각을 이루는 수직절단면이 주를 이루웠다.

그러나 점차 공작물(50)에 각도를 적용하여 절단할 필요성이 제기됨에 따라 절단헤드(10)를 자동으로 각도 회전시켜 공작물(50)을 각도절단 할 수 있도록 하였으나, 공작물(50)을 잡아주는 이동바이스(20)를 자동 회전하는 절단헤드(10)와는 별도로 수동으로 움직여 주어야 하는바, 작업의 효율이 저하되고 작업이 번거로워 지는 문제점이 있었다.

본 발명은 절단헤드(10)의 자동 각도 회전시, 이동바이스(20)가 연동되어 자동으로 전.후 이동되는 것이 목적이며, 이러한 목적은 절단헤드(10)의 회동축(30)에 장공(41)이 형성된 "U"자형 바이스연동구(40)를 설치하고, 장공(41)내에서 슬라이딩 되는 습동구(43)와 회전 가능하게 연결된 "L"자형 이송봉(42)을 이동바이스(20)의 하부면에 고정한 공작물의 각도절단을 위한 바이스 연동식 띠톱기계를 제공하고자 한다.

Description

공작물의 각도절단을 위한 바이스 연동식 띠톱기계{Vise interlocking type band saw machine for angle cutting of the basic material}

본 발명은 풀리의 회전운동에 의하여 띠톱을 운동시켜 절단작업을 하는 띠톱기계에 관한 것이다. 띠톱기계는 띠톱의 절단운동 방향에 따라 수평식과 수직식으로 분류되는 바, 본 발명은 그중에서도 벨트 형상의 얇은 띠톱을 좌.우 대칭을 이루며 수평으로 위치한 2개의 풀리에 장착하여 풀리의 회전운동에 의하여 띠톱이 한쪽 방향으로 연속 회전운동을 하면서 공작물을 절단하는 수평식 띠톱기계에 관한 것이다.

초기의 수평식 띠톱기계는 작업대에 입설된 가이드 봉을 따라 절단헤드(10)가 하강하면서 공작물(50)을 절단하는 구성으로, 그 절단면의 형태는 바이스면과 직각을 이루는 수직절단면이 주를 이루웠다.

그러나 공작물(50)에 각도를 적용하여 절단할 필요성이 제기되고 이에 따라 수평식 띠톱기계도 발전하여 도 1과 같이 원호레일(32)을 따라 절단헤드(10)를 회전시켜 공작물(50)을 절단하게 함으로서, 각도가 형성된 쐐기 형태의 절단면을 얻을 수 있었다.

상기 도 1은 종래 띠톱기계의 구성 및 그 발전과정의 구성이 잘 나타나 있는 바, 이하 종래 기술의 설명을 도 1을 참고하여 설명한다.

도 1과 같이 절단헤드(10)의 회전에 따라 다양한 각도절단이 가능하게는 되었지만 공작물(50)을 잡아주는 양측의 바이스(Vise)중 도면상 오른쪽의 고정바이스(24)는 제자리에 고정되고, 왼쪽의 이동바이스(20)는 손으로 움직여 직선레일1(22)을 따라 좌.우 이동만 되는 구성이어서, 절단헤드(10)를 시계방향으로 회전시 띠톱(14)과 이동바이스(20)가 간섭이 되어 절단이 불가능하게 되는 구조적 문제점이 존재하여, 절단헤드(10)의 회전이 반시계 방향으로 한정되었고, 이에 따라 각도절단 또한 고정된 공작물(50)의 한쪽각의 절단에만 한정되는 문제점이 있었다.

이후 이러한 문제점을 개선하고자 도 1의 이동바이스(20)를 직선레일2(25)로 지지하여 전.후로 이송할 수 있게 함으로서, 절단헤드(10)의 회전방향 한정문제와 공작물(50) 각도절단 한정문제가 동시에 해결 되었다.

그러나 상기 절단헤드(10)의 각도 회전이 NC시스템(수치제어 시스템, Numerically Controlled System)의 제어하에 유압 실린더2(33)와 원호레일(32)을 이용한 자동 각도조절이 가능한 것인데 반해, 왼쪽에 위치한 이동바이스(20)는 절단헤드(10)의 회전각도에 맞게 공작물(50)의 절단이 용이하도록 수동으로 전.후 이동 시켜 주어야 하는 번거로운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 절단헤드의 자동 각도회전시, 이동바이스가 연동되면서 자동으로 전.후진 하는 것이 목적이며, 이러한 목적은 절단헤드의 회동축에 장공이 형성된 "U"자형 바이스연동구를 설치하고, 장공내에서 슬라이딩 되는 습동구와 회전 가능하게 연결된 "L"자형 이송봉을 이동바이스의 하부면에 고정한 구성을 통해 이루어 진다.

이하, 본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 띠톱기계의 전체 사시도이다. 절단헤드(10)에는 좌.우 대칭을 이루는 2개의 풀리(13)가 수평으로 설치되고, 풀리(13)에는 벨트 형상의 띠톱(14)이 장착되어 모터(16)의 구동에 의한 풀리(13)의 회전운동에 따라 띠톱(14)이 한쪽방향으로 연속 회전운동 하면서 공작물(50)을 절단한다.

이때, 풀리(13)에 편평하게 권취된 띠톱(14)은 가이드암(11)의 하단에 설치된 지지롤러(12)에 의해서 수직으로 틀어 세워진 후, 공작물(50)을 절단하게 되는 것이다.

상기 절단헤드(10)는 도 3에서와 같이 회동축(30)을 중심으로 원운동을 하는 것으로, 절단헤드(10)의 일측은 회동축(30)에 연결된 회동암(31)과 힌지(15)를 통해 연결된다.

절단헤드(10)는 각도를 설정하기 위해 원운동 하는바, 이에 대한 각도조정 및 제어는 NC시스템에 의하고, 물리적으로는 유압 실린더2(33)의 피스톤 운동에 의해 회동암(31)이 회동축(30)을 중심으로 원호레일(32)을 따라 원운동하게 되는 것이다.

또한, 절단헤드(10)는 공작물(50) 절단시 입설된 유압 실린더(도면 미도시)에 의해서 힌지(15)를 중심으로 위쪽으로 경사지게 구성할 수 있고, 경사진 위치의 띠톱(14)이 공작물(50)에 밀착되면서 절단이 시작되어 수평의 위치에서 절단이 완성된다.

공작물(50)을 잡아주는 바이스는 고정바이스(24) 및 이동바이스(20)로 구분되며, 고정바이스(24)는 절단헤드(10)의 회동축(30) 직상방에 고정 설치하되, 절단헤드(10)의 각도 회전시 고정바이스(24)와 띠톱(14)의 간섭으로 인한 절단 불능을 사전에 방지하고자 회동축(30)의 중심과 일치하도록 고정 설치한다.

이동바이스(20)의 경우는 공작물(50)의 크기에 맞추어 좌.우 직선운동 할 수 있도록 이동바이스홀더(21)에 설치된 직선레일1(22) 위에 설치하고, 공작물(50) 압축은 실린더1(23)의 압축력에 의해서 이루어 진다. 또한, 직선레일2(25)로 이동바이스홀더(21)의 하부를 지지하여 이동바이스(20)가 전.후로 움직일 수 있도록 구성한다.

본 발명의 특징적 구성으로는 상기 이동바이스(20)가 절단헤드(10)의 자동 각도 회전시에 함께 움직여 직선레일2(25)를 따라 전.후진 하는 것으로, 이러한 목적 달성을 위한 구성은 도 3, 4를 통해서 설명한다.

도 3, 4는 이동바이스(20) 아래쪽에 위치한 회동축(30)과 회동축(30)에 설치된 바이스연동구(40), 습동구(43), 이송봉(42) 및 회동핀(44)의 구성을 통해 절단헤드(10)와 이동바이스(20)의 연동 운동을 설명하기 위한 사시도이다.

도 3, 4에서 도시한 바와같이 회동축(30)의 외주면에는 장공(41)이 형성된 "U"자형 바이스연동구(40)가 설치되고, 습동구(43)와 "L"자형 이송봉(42)은 회동핀(44)을 통해서 회전 가능하게 결합된 후, 습동구(43) 부분이 바이스연동구(40)의 장공(41)에 슬라이딩 되도록 설치되며, 이송봉(42)은 도 4에서와 같이 이동바이스홀더(21)의 하부면에 고정된다.

이때, "U"자형 바이스연동구(40)는 회동축(30)에 설치된 회동암(31)과 대칭되는 지점에 설치하는 바, 이는 예컨데 절단헤드(10)가 회동축(30)을 중심으로 시계 방향(또는 반시계방향)으로 45°회전시, 이와 연동된 이동바이스(20) 또한 절단헤드(10)의 회전각도인 45°와 동일한 각도를 이루면서 직선레일2(25)상에서 후진(또는 전진) 시키기 위함이다.

이러한 절단헤드(10)와 이동바이스(20)의 연동 원리를 도 5를 통해 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 연동 운동 원리를 설명하기 위한 모식도로서, 도면에서와 같이 절단헤드(10)의 회동축(30)이 작도되고, 회동축(30)과 이격된 직선레일2(25)가 작도되며, 직선레일2(25)에는 이동바이스(20)가 작도되되, 이동바이스(20)는 회동축(30)과 바이스연동구(40)를 통해서 서로 연결된 상태로 작도되며, 회동축(30)을 중심으로 바이스연동구(40)와 대칭되는 지점에는 회동암(31)이 작도된다.

상기 회동축(30) 및 직선레일2(25)는 공히 제자리에 고정된 상태이며, 이러한 조건하에서 회동암(31)이 회동축(30)을 중심으로 원운동함에 따라 이동바이스(20)가 함께 연동되어 전.후 직선운동 되기 위해서는 도면 5의 빗금친 부분(바이스연동구(40)의 궤적(T)과 직선레일2(25)가 만나는 부분)인 길이보정량(C) 만큼의 길이 보정이 필수요소가 된다.

즉, 상기 길이보정량(C) 만큼의 길이 보정이 본 발명의 구성에서 이루어 져야만 회동암(31)의 원운동에 따라 이동바이스(20)의 직선운동이 가능하게 되며, 그렇지 않을 경우에는 회동암(31)의 회전 자체가 원천적으로 불가능 하게 되는 것이다.

이러한 원리에 따라 길이보정을 할 수 있는 구성으로서, "U"자형 바이스연동구(40)에 장공(41)을 형성한 것이고, 회동암(31)이 원운동을 하게 되면 장공(41)내에서 습동구(43)와 연결된 "L"자형 이송봉(42)이 회동핀(44)을 중심으로 약간의 회전과 함께 습동구(43)의 장공(41)내 슬라이딩 운동이 발생되면서 길이보정이 이루어 지게 되어 결국, 이동바이스(20)가 절단헤드(10)와 힌지(15) 연결된 회동암(31)의 원운동에 의해 직선레일2(25)를 따라 전.후 직선운동을 하게 되는 것이다.

한편, 회동암(31)과 대칭되는 지점에 바이스연동구(40)가 설치됨에 따라 도 5에서와 같이 회동암(31)의 일정각도(θ) 회전시, 이와 연동된 이동바이스(20) 또한 회동암(31)의 회전각도(θ)와 동일한 각도(θ')의 맞꼭지각 형태를 이루면서 전.후 직선운동을 하게 된다.

이상에서 살펴본 바와같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예와 작동원리를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니한다.

상세하게는 실시예에서는 이동바이스(20)를 절단헤드(10)의 움직임과 연동 시키기 위한 구성을 수평식 띠톱기계에 구성하여 설명하였으나, 본 발명의 기술사상이 절단헤드(10)와 이동바이스(20)의 연동임을 감안할 때, 다른 절삭기계 즉 원주톱기계(circular sawing machine), 활톱기계(hack sawing machine) 또는 수직식 띠톱기계(vertical band sawing machine)등에 본 발명을 적용할 수 있는 바, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

이상에서 살펴본 바와같이 본 발명을 통하면, 종래의 이동바이스가 NC시스템의 제어하에 자동 회전되는 절단헤드의 움직임과 연동되면서 자동으로 전.후진 이송이 가능하게 되므로, 작업이 간편하게 될뿐만 아니라, 공정 시간의 단축 및 작업효율의 향상이 이루어 진다.

도 1은 종래 띠톱기계 및 그 발전과정을 설명하기 위한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 띠톱기계의 전체 사시도

도 3은 절단헤드와 이동바이스의 연동 운동을 설명하기 위한 결합사시도

도 4는 절단헤드와 이동바이스의 연동 운동을 설명하기 위한 분리사시도

도 5는 절단헤드와 이동바이스의 연동 운동의 원리를 설명하기 모식도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 절단헤드

11 : 가이드암

12 : 지지롤러

13 : 풀리(Pulley)

14 : 띠톱

15 : 힌지

16 : 모터

20 : 이동바이스

21 : 이동바이스홀더

22 : 직선레일1

23 : 실린더1

24 : 고정바이스

25 : 직선레일2

30 : 회동축

31 : 회동암

32 : 원호레일

33 : 실린더2

40 : 바이스연동구

41 : 장공

42 : 이송봉

43 : 습동구

44 : 회동핀

50 : 공작물

T : 궤적

C : 길이보정량

θ, θ' : 각도

Claims (1)

1. 절단헤드(10)의 좌.우에는 대칭을 이루는 2개의 풀리(13)가 수평으로 설치되고, 풀리(13)에는 벨트 형상의 띠톱(14)이 장착되며, 절단헤드(10)의 일측은 회동축(30)에 설치된 회동암(31)과 힌지(15)를 통해서 연결되어 유압 실린더2(33)와 원호레일(32)에 의해서 절단헤드(10)가 회동축(30)을 중심으로 원운동하며, 고정바이스(24)는 회동축(30)의 직상방에 회동축(30)의 중심과 일치하도록 설치되고, 이동바이스(20)는 직선레일2(25)에 지지되어 전.후진 할 수 있도록 설치된 수평식 띠톱기계에 있어서,

   장공(41)이 형성된 "U"자형 바이스연동구(40)는 상기 회동축(30)에 설치된 회동암(31)과 대칭되는 지점에 설치되고, 장공(41)내에서 슬라이딩 되는 습동구(43)와 회동핀(44)을 통해서 회전 가능하게 연결된 "L"자형 이송봉(42)은 이동바이스(20)의 하부면에 고정 설치되어, 절단헤드(10)의 원운동에 따라 이동바이스(20)가 전.후 직선운동이 되도록 한 것을 특징으로 하는 공작물의 각도절단을 위한 바이스 연동식 띠톱기계.