KR100596699B1

KR100596699B1 - 유빔 절단장치

Info

Publication number: KR100596699B1
Application number: KR1020050055160A
Authority: KR
Inventors: 윤석봉
Original assignee: (주) 일광메탈포밍
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2006-07-04

Abstract

본 발명은 U빔 절단장치에 관한 것으로, 규격이 다른 다양한 종류의 U빔을 컷팅날의 교체 없이 신속하게 절단할 수 있도록 하여 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 U빔 절단장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, U빔을 이송시키는 이송수단과, 상기 U빔의 이송 경로 상에 순차적으로 설치된 펀칭기 및 컷팅기를 포함하며, 상기 펀칭기는 하부금형이 장착되는 베드와, 상기 베드의 상측에 설치되어 베드를 향해 승강되며 상부금형이 장착되는 가동반을 포함하고, U빔의 폭방향 중간 부분에 횡방향으로 긴 슬롯을 형성할 수 있도록 상기 상부금형과 하부금형 중 일측에는 펀칭돌기가 형성되고 그 타측에는 상기 펀칭돌기와 대응되는 펀칭홈이 형성되며, 상기 컷팅기는 각각 U빔의 폭방향 양측으로 이송 가능하게 설치되며 U빔의 오목한 내측면 양측을 각각 지지하는 돌출된 컷팅면을 갖는 적어도 한 쌍의 하부컷터와, U빔의 폭에 따라 양측 하부컷터를 서로 근접되거나 이격되도록 이동시키는 이동수단과, 상기 하부컷터의 지지돌부 상에 위치된 U빔의 모서리 부분을 향해 승강 가능하게 설치된 적어도 한 쌍의 상부컷터와, 상기 상부컷터를 수직 방향에 대해 기울어진 방향으로 승강시켜 U빔의 슬롯 양측의 펀칭되지 않은 부분이 양측 상부컷터에 의해 컷팅되도록 하는 승강수단을 포함하는 U빔 절단장치가 제공된다.

Description

유빔 절단장치 {Apparatus for cutting U-beam}

도 1은 본 발명에 따른 U빔 절단장치의 정면도

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 U빔 절단장치의 평면도

도 3은 도 2의 A-A'방향 측면도

도 4는 도 2의 B-B'방향 측면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : U빔 101 : 베이스

110 : 제1가동지지대 125 : 구동휠

127 : 이송레일 130 : 제2가동지지대

150 : 펀칭기 153 : 하부금형

154 : 펀칭홈 157 : 상부금형

158 : 펀칭돌기 170 : 컷팅기

171 : 하부컷터 172 : 컷팅면

173 : 상부컷터 178 : 액츄에이터

본 발명은 U빔 절단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 규격의 U빔에 대해 신속한 절단 가공이 가능한 U빔 절단장치에 관한 것이다.

건축용이나 차량, 기계장치 등의 프레임용으로 사용되는 것으로 대략 직사각형을 이루되 일측이 개구된 "U"자 형태의 단면을 갖는 빔이 있다. 본 명세서에서는 이를 "U빔" 이라 칭하기로 한다. 이 U빔을 제조하는 방법으로는 압출 가공 외에 금속 판재를 절곡하여 가공하는 프레스성형이나 롤포밍 방식이 사용된다. 이와 같이 판재를 절곡가공하여 U빔을 제작할 때, 가공된 U빔을 소정 길이씩 절단해야 하는데, 이를 위해 종래에는 회전식 컷터를 이용하기도 하였으나, 이는 절단속도가 느리고 절단중에 발생되는 열을 냉각하기 위한 수단이 필요하게 되는 등 비효율적이어서 대량의 U빔 생산공정에서는 사용이 어려웠다.

U빔을 절단하는 다른 수단으로는 프레스 컷터가 사용되었다. 이는 U빔의 오목한 면에 대응되는 컷팅날이 구비된 하부컷터가 프레스기의 베드에 설치되고, U빔의 볼록한 면에 대응되는 컷팅날이 구비된 상부컷터가 프레스기의 가동반에 설치되어 하부컷터에 놓여진 U빔을 상부컷터가 승강하면서 절단하도록 구성되었다.

이러한 종래의 U빔 절단장치는 회전톱날에 의한 방식보다는 작업속도가 빠른 장점이 있으나, 규격이 다른 여러 종류의 제품 별로 각각 그에 대응되는 크기 및 형태를 갖는 컷팅날을 구비해야 하고, 가공품목을 교체할 때마다 컷팅날을 교체해야 하기 때문에, 비용 절감 및 생산성 면에서 매우 불리한 문제점이 있었다. 더욱이, U빔의 크기가 커질수록 컷팅날의 크기도 커지게 되므로 이러한 불리함은 원가절감을 저해하는 중요한 문제가 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 규격이 다른 다양한 종류의 U빔을 컷팅날의 교체 없이 신속하게 절단할 수 있도록 하여 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 U빔 절단장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, U빔을 이송시키는 이송수단과, 상기 U빔의 이송 경로 상에 순차적으로 설치된 펀칭기 및 컷팅기를 포함하며, 상기 펀칭기는 하부금형이 장착되는 베드와, 상기 베드의 상측에 설치되어 베드를 향해 승강되며 상부금형이 장착되는 가동반을 포함하고, U빔의 폭방향 중간 부분에 횡방향으로 긴 슬롯을 형성할 수 있도록 상기 상부금형과 하부금형 중 일측에는 펀칭돌기가 형성되고 그 타측에는 상기 펀칭돌기와 대응되는 펀칭홈이 형성되며, 상기 컷팅기는 각각 U빔의 폭방향 양측으로 이송 가능하게 설치되며 U빔의 오목한 내측면 양측을 각각 지지하는 돌출된 컷팅면을 갖는 적어도 한 쌍의 하부컷터와, U빔의 폭에 따라 양측 하부컷터를 서로 근접되거나 이격되도록 이동시키는 이동수단 과, 상기 하부컷터의 지지돌부 상에 위치된 U빔의 모서리 부분을 향해 승강 가능하게 설치된 적어도 한 쌍의 상부컷터와, 상기 상부컷터를 수직 방향에 대해 기울어진 방향으로 승강시켜 U빔의 슬롯 양측의 펀칭되지 않은 부분이 양측 상부컷터에 의해 컷팅되도록 하는 승강수단을 포함하는 U빔 절단장치가 제공된다.

상기한 본 발명의 U빔 절단장치는, 상기 이송수단이 설치되는 베이스와, 상기 베이스의 상부에 U빔의 이송방향을 따라 베이스 상에서 이동 가능하게 설치되며 그 상부에 상기 펀칭기가 설치된 제1가동지지대와, U빔의 이송간에 상기 펀칭기에 의한 펀칭이 이루어질 수 있도록 상기 제1가동지지대를 이동시키는 이동수단과, 상기 펀칭기 보다 후단 측에 위치되어 제1가동지지대의 상부에 U빔의 이송방향을 따라 이동 가능하게 설치되며 그 상부에 상기 컷팅기가 설치된 제2가동지지대와, U빔의 이송간에 상기 컷팅기에 의한 정확한 컷팅이 이루어질 수 있도록 상기 제2가동지지대를 U빔의 이송방향에 대해 탄성적으로 지지하는 탄성지지수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 U빔 절단장치의 일실시예를 도시한 것으로, U빔 성형라인의 후단에 설치되어 롤포밍에 의해 성형되어 나오는 U빔(10)을 이 송간에 절단하도록 된 것을 예시하며, 본 실시예에서는 U빔(10)이 그 개구된 부분이 하향된 상태로 이송되는 것을 예시한다.

도시된 본 발명의 절단장치는 선단부 및 후단부 상측에 각각 U빔(10)을 이송시키기 위한 수단으로서 이송롤러(103)가 설치된 베이스(101)와, 이 베이스(101)의 상부에 설치되어 U빔(10)의 이송방향을 따라 베이스(101) 상에서 왕복 이동되는 제1가동지지대(110)와, 이 제1가동지지대(110)의 상부 전단 측에 설치되며 U빔(10)의 중간 부분을 펀칭하여 횡방향으로 긴 슬롯(11)을 형성하는 펀칭기(150)와, 상기 제1가동지지대(110)의 상부에 U빔(10)의 이송방향을 따라 이동 가능하도록 상기 펀칭기(150) 보다 후단 측에 설치된 제2가동지지대(130)와, 이 제2가동지지대(130)의 상부에 설치되며 펀칭기(150)에 의해 형성된 U빔(10)의 슬롯(11) 양측 연결부를 잘라내어 U빔(10)을 완전히 절단하는 컷팅기(170)로 이루어진다.

상기 베이스(101)의 양측에는 종방향으로 한 쌍의 가이드레일(113)이 설치되고, 상기 제1가동지지대(110)의 양측에는 상기 가이드레일(113)에 접촉된 상태로 슬라이드 되는 가이드슈(111)가 설치된다. 상기 가이드레일을 따라 제1가동지지대(110)를 이동시키기 위한 수단은, 상기 제1가동지지대(110)의 하부에 장착된 모터(121)와, 이 모터(121)의 구동력을 그 양측에 연결된 구동축(124)으로 전달하는 기어모듈(123)과, 각 구동축(124)에 결합되며 외주부가 기어로 이루어진 한 쌍의 구동휠(125)과, 상기 베이스(101)의 양측에 설치되며 상면이 상기 구동휠(125)과 맞물리는 랙 형태로 이루어져 구동휠의 회전에 따라 제1가동지지대(110)가 이동되도록 하는 한 쌍의 이송레일(127)로 이루어진다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 펀칭기(150)는 베드(151)의 상부에 베드(151)를 향해 승강되는 가동반(155)이 설치된 통상의 프레스 펀칭기와 유사한 구조로 이루어지며, 상기 베드(151)의 상면에 하부금형(153)이 장착되고, 이 하부금형(153)과 대응되는 상부금형(157)이 가동반(155)에 장착되어 가동반(155)이 승강되면서 상부금형(157)과 하부금형(153) 사이에서 펀칭이 이루어지도록 구성된다. U빔(10)에 슬롯(11)을 형성하기 위해 상기 상부금형(157)의 저면에는 슬롯(11)과 대응되는 형태의 펀칭돌기(158)가 형성되고, 상기 하부금형(153)의 상면에는 펀칭돌기(158)와 대응되는 형태로 펀칭홈(154)이 형성된다.

상기 제1가동지지대(110)의 상부에는 이송간에 U빔(10)을 지지하기 위한 복수의 이송롤러(105)가 베이스(101)에 설치된 이송롤러(103)와 동일 높이로 설치되고, 그 양측에 상기 제2가동지지대(130)의 이동을 안내하기 위한 한 쌍의 가이드레일(131)이 설치된다. 상기 제2가동지지대(130)의 저면 양측에는 상기 가이드레일(131)을 따라 슬라이드되는 가이드슈(132)가 장착되고, 상기 제2가동지지대(130)는 U빔(10)의 이송방향을 따라 설치된 가이드바(134)에 이동 가능하게 결합되며, 이 가이드바(134)에는 제2가동지지대(130)의 종방향 양측을 탄성지지하는 수단으로서 스프링(133)이 설치된다.

상기 컷팅기(170)는 상기 제2가동지지대(130)의 상면 양측에 각각 횡방향으로 설치된 가이드레일(143)과, 이 가이드레일(143)에 접촉 지지되는 가이드슈(145)가 그 저면에 장착되어 가이드레일(143)을 따라 양방향 이동 가능하게 설치되며 서로 마주하는 부분에 U빔(10)의 내측면을 지지하도록 돌출된 컷팅면(172)을 갖는 한 쌍의 하부컷터(171)와, U빔(10)의 폭에 따라 양측 하부컷터(171)를 각각 가이드레일(143)을 따라 이동시키는 이동수단과, 상기 하부컷터(171)의 컷팅면(172)에 배치된 U빔(10)의 모서리 부분을 향해 수직방향에 대해 기울어진 방향으로 승강되는 한 쌍의 상부컷터(173)와, 이 상부컷터(173)를 승강시켜 U빔(10)의 절단이 이루어지도록 하는 승강수단을 구비한다.

상기 하부컷터(171)의 이동수단은 각 하부컷터(171)의 외측면 부분에 결합된 이송스크류(175)와, 이 이송스크류(175)를 회전시켜 각 하부컷터(171)를 왕복운동시키는 모터(141)로 이루어지며, 상기 상부컷터(173)의 승강수단은 각 하부컷터(171)의 일측에 설치된 한 쌍의 고정대(177)와, 각 고정대(177)에 그 하부로 갈수록 서로 가까워지는 형태로 기울어지게 장착되어 그 하측을 향해 경사방향으로 상부컷터(173)를 승강시키는 유압식 액츄에이터(178)로 이루어진다. 또한, 본 실시예에서, 상기 고정대(177)가 각각 양측의 하부컷터(171) 중 하나와 일체로 이동되도록 설치되어 상부컷터(173) 간의 간격과 하부컷터(171) 간의 간격을 함께 조절 가능하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 U빔 절단장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

전공정의 롤포밍장치로부터 성형된 U빔(10)이 연속적으로 공급되어 상기 각 이송롤러(103, 105)에 의해 지지된 상태로 상기 펀칭기(150)의 상부금형(157)과 하부금형(153)의 사이, 상기 컷팅기(170)의 상부컷터(173)와 하부컷터(171)의 사이를 순차적으로 통과하면서 이송된다.

이송되는 U빔(10)의 절단될 부분이 상기 펀칭기(150)의 상부금형(157)과 하부금형(153) 사이에 위치되면, 상기 구동휠(125)이 모터(121)에 의해 구동되어 제1가동지지대(110)가 U빔(10)의 이송속도와 동일한 속도로 이동하게 되고, 이동중에 상기 펀칭기(150)의 가동반(155)이 하강하여 상부금형(157)과 하부금형(153)이 맞물리면서 U빔(10)의 가운데 부분이 펀칭되어 횡방향으로 소정 길이를 갖는 슬롯(11)이 형성된다. 펀칭이 완료되면 상기 제1가동지지대(110)는 잠시 정지되고, 펀칭된 U빔(10)은 계속 이송되어 슬롯(11)이 형성된 부분이 상기 컷팅기(170)의 상부컷터(173)와 하부컷터(171)의 사이에 위치되면, 제1가동지지대(110)가 다시 U빔(10)의 이송속도와 동일한 속도로 이동하면서 컷팅기(170)에 의한 컷팅이 이루어진다. 즉, 상기 액츄에이터(178)에 의해 상부컷터(173)가 하부컷터(171) 측으로 하강하여 U빔(10)의 슬롯(11) 양측의 미절단된 연결부를 잘라냄으로써 U빔(10)의 완전한 절단이 이루어진다. 이때, 상기 제2가동지지대(130)가 가이드레일(131) 상에 이동 가능하게 설치되고 그 양측이 스프링(133)에 의해 탄성적으로 지지되어 있으므로, 상부컷터(173)의 하강 위치가 슬롯(11) 형성 위치와 약간의 오차가 있어도 상부컷터(173)가 약간씩 유동되면서 슬롯(11) 형성부 양측의 보다 정확한 위치에서 절단이 이루어질 수 있게 된다. 이와 같이 U빔(10)의 절단 가공이 완료되면, 상기 제1가동지지대(110)가 원래의 위치로 복귀되어 다음 위치의 펀칭 및 컷팅 가공을 수행하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 U빔 절단장치는 U빔(10)의 이송간에 신속하게 절단작업이 이루어지므로, U빔 제조공정에서 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, U 빔(10)의 규격에 따라 양측 상부컷터(173)와 하부컷터(171) 간의 간격을 조절하여 다양한 규격의 제품을 가공할 수 있으므로, 종래와 같이 제품의 규격 별로 해당 치수를 갖는 다수의 컷터를 구비할 필요가 없어 장치 비용을 절감할 수 있고, 컷터 교체에 소요되었던 시간을 절감하여 생산성을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에서 상기 U빔(10)의 슬롯(11)이 형성된 부분에 절단이 이루어질 수 있도록 컷팅기(170)의 작동을 제어하는 수단은 매우 다양한 통상의 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, U빔(10)에 형성된 슬롯(11)을 감지하는 센서(예를 들어 광센서)로부터 입력된 신호에 따라 컷팅기(170)의 작동이 이루어지도록 하는 방식으로 이루어질 수도 있고, 상기 U빔(10)의 이송 거리를 직접 또는 간접적으로 검출하여 그 이송거리에 따라 컷팅기(170)의 작동이 이루어지도록 하는 방식으로 이루어질 수도 있으며, 펀칭기(150)의 작동이 이루어진 후에 설정된 시간이 경과되면 컷팅기(170)의 작동이 이루어지도록 하는 방식으로 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명에서 각 구성부를 작동시키는 이동수단, 승강수단 등은 전술한 실시예에서 예시된 구성에 의해 한정되는 것이 아니며, 모터, 유체 압력에 의해 작동되는 실린더 등 기계적 작동을 위해 사용되는 통상의 이동 및 승강수단으로 대치될 수 있다. 또한, 각 작동부의 안내를 위한 안내수단도 전술한 가이드레일과 가이드슈에 의해 한정되는 것이 아니며, 서로 대응되는 형태의 가이드홈과 가이드돌부, 가이드공과 가이드바 등 당업자에 의해 용이하게 실시될 수 있는 통상의 안내수단으로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, U빔의 중간 부분에 슬롯을 형성한 후 연결된 나머지 부분을 컷팅하여 U빔의 절단이 이루어지도록 함으로써, 양측 컷팅 간격을 조절하기만 하면 다양한 규격의 U빔을 절단할 수 있어 장치비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 U빔의 절단을 위한 펀칭과 컷팅이 U빔의 이송간에 신속하게 이루어질 수 있도록 함으로써, U빔 제조공정의 생산성을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

U빔(10)을 이송시키는 이송수단과, 상기 U빔(10)의 이송 경로 상에 순차적으로 설치된 펀칭기(150) 및 컷팅기(170)를 포함하며, 상기 펀칭기(150)는 하부금형(153)이 장착되는 베드(151)와, 상기 베드(151)의 상측에 설치되어 베드(151)를 향해 승강되며 상부금형(157)이 장착되는 가동반(155)을 포함하고, U빔(10)의 폭방향 중간 부분에 횡방향으로 긴 슬롯(11)을 형성할 수 있도록 상기 상부금형(157)과 하부금형(153) 중 일측에는 펀칭돌기(158)가 형성되고 그 타측에는 상기 펀칭돌기(158)와 대응되는 펀칭홈(154)이 형성되며, 상기 컷팅기(170)는 각각 U빔(10)의 폭방향 양측으로 이송 가능하게 설치되며 U빔(10)의 오목한 내측면 양측을 각각 지지하도록 돌출된 컷팅면(172)을 갖는 적어도 한 쌍의 하부컷터(171)와, U빔(10)의 폭에 따라 양측 하부컷터(171)를 서로 근접되거나 이격되도록 이동시키는 이동수단과, 상기 하부컷터(171)의 컷팅면(172) 상에 위치된 U빔(10)의 모서리 부분을 향해 승강 가능하게 설치된 적어도 한 쌍의 상부컷터(173)와, 상기 상부컷터(173)를 수직 방향에 대해 기울어진 방향으로 승강시켜 U빔(10)의 슬롯(11) 양측의 미절단부가 양측 상부컷터(173)에 의해 컷팅되도록 하는 승강수단을 포함하는 U빔 절단장치.
제1항에 있어서,

상기 이송수단이 설치되는 베이스(101)와, 상기 베이스(101)의 상부에 U빔(10)의 이송방향을 따라 베이스(101) 상에서 이동 가능하게 설치되며 그 상부에 상기 펀칭기(150)가 설치된 제1가동지지대(110)와, U빔(10)의 이송간에 상기 펀칭기(150)에 의한 펀칭이 이루어질 수 있도록 상기 제1가동지지대(110)를 이동시키는 이동수단과, 상기 펀칭기(150) 보다 후단 측에 위치되어 제1가동지지대(110)의 상부에 U빔(10)의 이송방향을 따라 이동 가능하게 설치되며 그 상부에 상기 컷팅기(170)가 설치된 제2가동지지대(130)와, U빔(10)의 이송간에 상기 컷팅기(170)에 의한 정확한 컷팅이 이루어질 수 있도록 상기 제2가동지지대(130)를 U빔(10)의 이송방향에 대해 탄성적으로 지지하는 탄성지지수단을 더 포함하는 U빔 절단장치.