KR100619130B1 - 전자동식 지편천공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 지편천공기에 관한 것으로, 상세하게는 기 설정된 프로그램에 따라 드릴몸체 및 지편고정대가 자동으로 이동하면서 천공과정을 완료하는 전자동식 지편천공기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자동식 지편천공기의 지편고정수단은, 좌우로 이동이 가능하도록 구성된 지편고정대와, 제어부에 의해 제어가 가능한 수평운반모터 및 상기 지편고정대를 좌우로 이동시키는 고정대운반수단을 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 전자동식 지편천공기는, 기 설정된 프로그램에 따른 제어부의 제어를 통해 천공모터, 승하강모터 및 수평운반모터를 가동함으로써 한번의 조작으로 지편의 천공과정을 전자동으로 수행하게 된다.

천공기, 지편천공기, 전동식 천공기, 자동식 천공기

Description

전자동식 지편천공기{ALL AUTOMATIC PAPER PERFORATOR}

도 1은 본 발명의 일실시예 따른 전자동식 지편천공기의 구성을 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지편고정수단의 구성요소를 분리하여 도시한 정면도,

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 고정대운반수단의 구성을 도시한 평면도,

도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 고정대운반수단의 구성을 도시한 정면도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지편고정대의 구성요소를 분리하여 도시한 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 전자동식 지편천공기가 천공작업을 수행하는 일실시예를 도시한 작동도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 - 지편고정수단 200 - 지편천공수단

300 - 제어수단 400 - 프레임

500 - 지편 110 - 지편고정대

120 - 고정대운반수단 111 - 고정대겉판

112 - 고정대속판 121 - 수평운반모터

122 - 스퍼기어A 123 - 스퍼기어B

124 - 웜 125 - 운반체

126 - 회전방지용가이드샤프트 127a,127b,127c - 마이크로스위치

128 - 톱니형원판 129 - 회전감지센서

130 - 제어보드

본 발명은 전동식 지편천공기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기 설정된 프로그램에 따라 드릴몸체 및 지편고정대가 자동으로 이동하면서 천공과정을 완료하는 전자동식 지편천공기에 관한 것이다.

종래의 전동식 지편천공기는 사람이 적당한 위치에 천공하고자 하는 지편을 고정시킨 후 회전하는 드릴을 수동으로 상하 이동시켜 지편의 원하는 위치에 구멍을 내는 형태로 개발되었다.

이후 모터를 통해 적당한 힘과 속력으로 드릴몸체를 상하로 이동시켜 지편을 천공하는 전동식 지편천공기가 개발되어 사용되었으며, 드릴몸체의 이동속도 및 지편을 누르는 압력, 기타 드릴몸체의 이동패턴 등이 지속적으로 개량되어 근래에 사용되고 있는 천공기는 종래의 천공기에 비해 보다 더 정확하고 깨끗하게 천공작업 을 할 수 있게 되었다.

그러나 이와 같이 근래에 사용되던 전동식 지편천공기의 경우 드릴몸체는 모터를 통해 자동으로 이동가능하나, 지편고정대는 고정되어 있어 사람이 천공하고자 하는 지편을 수동으로 고정하여야 하고 그로 인해 천공간격 및 위치를 정확하게 맞추기 어려웠을 뿐만 아니라 천공 작업이 수고스러운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 모터의 동력을 통해 좌우로 이동가능한 지편고정대가 구비되어 천공기상에서 지편을 자동으로 고정시킬 수 있는 전동식 지편천공기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기 설정된 프로그램에 따라 지편고정대에 지편이 놓인 후 자동으로 천공작업이 이루어져서 전자동으로 천공작업을 수행할 수 있는 전자동식 지편천공기를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자동식 지편천공기는, 천공하고자 하는 지편을 설치 고정시키는 지편고정대와 상기 지편고정대의 하단에 설치되어 수평운반모터를 통해 상기 지편고정대를 수평으로 이동시키는 고정대운반수단을 포함하여 구성되는 지편고정수단과, 천공모터와 천공드릴로 구성된 드릴몸체와 상기 드릴몸체를 상하로 이동시키는 승하강모터와 상기 드릴몸체의 승하강운동을 가이드 하는 수직샤프트 및 지편의 천공부분이 위치하는 지편천공대를 포함하여 구성되는 지편천공수단과, 상기 수평운반모터, 천공모터 및 승하강모터를 제어 하는 제어부 및 상기 제어부에 명령을 내리는 조작부를 포함하여 구성되는 제어수단과, 상기 구성요소들이 설치·지지되는 프레임을 포함하여 구성된다.

상기 지편고정대는 고정대속판 상부에 고정대겉판이 결합되어 구성되며, 상기 고정대속판은 상기 고정대운반수단에 결합되는 2 이상의 운반체결합구와 지편의 중심을 잡기 위해 상기 고정대겉판에 고정되는 지편결속수단이 포함되어 구성되고, 상기 고정대겉판은 지편을 눌러 고정하는 지편누름자와 상기 지편결속수단을 조작하기 위한 관통라인이 포함되어 구성된다.

이때, 상기 지편결속수단은 피니언을 중심으로 상하에 대칭형으로 맞물리는 래크와, 상기 래크의 양단에 결합되는 지편고정판이 포함되어 구성된다. 상기 지편고정판은 상기 고정대겉판의 상부에서 상기 관통라인을 통해 상기 래크와 결합하게 된다.

다음으로, 상기 고정대운반수단은, 지편고정대를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 수평운반모터와, 상기 수평운반모터의 회전수를 감지하여 상기 제어부로 전달하는 회전감지센서와, 상기 고정대운반수단을 가로질러 설치되어 상기 수평운반모터로부터 동력을 전달받아 회전운동을 하는 웜과, 상기 웜이 관통연결되고 관통구 내측에 상기 웜의 숫나사산과 맞물리는 암나사산이 구비되어 상기 웜의 회전운동에 따라 직선운동을 하는 운반체와, 상기 운반체를 관통하면서 상기 웜과 평행하게 상기 고정대운반수단을 가로질러 설치되어 웜의 회전에 따른 운반체의 회전을 방지하고 운반체가 상기 웜의 축을 따라 이동하게 하는 회전방지가이드샤프트 및 상기 구성요소들이 설치·지지되는 프레임으로 구성된다.

이때 상기 수평운반모터는 스퍼기어를 통해 상기 웜에 동력을 전달하는 것이 바람직하며, 상기 운반체는 상면에 상기 고정대속판과 결합되는 결합수단을 포함하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 제어수단은 상기 조작부의 명령에 따라 상기 제어부 메모리에 기 저장된 프로그램에 기초하여 상기 천공모터와 승하강모터 및 수평운반모터를 순차적으로 제어가동하여 천공작업이 전자동으로 이루어지도록 한다.

이때, 상기 승하강모터는 상기 드릴몸체와 상기 지편천공수단의 일측 상부에 설치되는 마이크로스위치의 접촉신호를 통해 상향이탈이 방지되고, 천공드릴과 천공이 이루어지는 고무판과의 접촉압력을 상기 고무판 하단에 설치되는 접촉감지센서가 감지함으로써 하향이탈이 방지된다. 그리고, 상기 천공모터는 상기 승하강모터의 작동과 함께 작동되며 상기 승하강모터가 작업을 마치고 최고점에 도달함과 동시에 작동이 멈춰진다.

상기 수평운반모터는 상기 고정대운반수단에 설치되는 운반체와 상기 고정대운반수단의 양측 및 중앙에 설치되는 마이크로스위치와의 접촉을 통해 상기 운반체의 양방향 이탈을 방지하고 운반체의 중심위치를 잡게 된다.

한편, 상기 회전감지센서를 통해 상기 승하강모터의 회전수를 감지하여 이를 제어부로 전달하면 상기 제어부는 상기 회전수정보를 바탕으로 메모리에 기 저장된 프로그램에 따라 상기 수평운반모터의 정지 및 회전과 상기 승하강모터의 작동을 제어하여 전자동으로 천공작업이 이루어지게 된다. 이와 관련된 DC모터 제어기술은 공지된 것으로 상세히 기술하지 아니한다.

한편, 종래의 전동천공기와 마찬가지로, 상기 지편천공수단의 샤프트에는 천공작업을 위하여 지편을 가압 고정하는 프레싱암과 상기 프레싱암이 지편에 가하는 압력을 조절하기 위한 압축스프링이 설치되는 것이 바람직하며, 상기 드릴몸체는 래크와 피니언 및 스퍼기어 등을 통해 상기 승하강모터로부터 동력을 전달받도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 전자동식 지편천공기는 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전동식 지편천공기와 마찬가지로 천공하고자 하는 지편을 설치 고정시키는 지편고정수단(100)과, 천공드릴을 통해 지편을 천공하는 지편천공수단(200)과, 지편천공기에 구비된 각 모터를 제어하는 제어수단(300) 및 상술한 구성요소들을 설치·지지하는 프레임(400)으로 구성된다. 이 때 상기 제어수단(300)은 각 모터를 제어하는 제어부(310)와 상기 제어부에 명령을 내리는 조작부(320)로 구성되며, 상기 제어부(310)는 도시된 바와 같이 지편천공기의 후면에 설치되는 것이 일반적이다.

이 때 상기 지편천공수단(200)은, 천공모터(211)와 천공드릴(212)로 이루어진 드릴몸체(210)와, 상기 드릴몸체(210)를 승하강시키는 승하강모터(220)와, 천공작업이 이루어지는 고무판(240) 및 상기 천공드릴(212)과 고무판(240)과의 접촉을 감지하는 접촉감지센서(250)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 특징부인 상기 지편고정수단(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 고정대겉판(111)과 고정대속판(112)이 결합되어 이루어진 지편고정대(110)와, 상기 고정대속판(112)과 결합하여 지편고정대(110) 전체를 좌우로 평행 이동시키는 고정대운반수단(120)으로 구성된다.

도 3a는 상부덮개를 제거한 상태에서의 고정대운반수단(120)의 평면도이고, 도 3b는 전면부덮개를 제거한 상태에서의 고정대운반수단(120)의 정면도이다.

도시된 바와 같이 상기 고정대운반수단(120)은, 운반체(125)를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 수평운반모터(121)와, 상기 수평운반모터(121)의 동력을 웜(124)에 전달하는 스퍼기어A,B(122,123)와, 외주면에 나사산이 식각되어 회전운동을 통해 운반체(125)를 수평이동시키는 웜(124)과, 상기 웜(124)에 관통연결되며 관통구 내주면에 상기 웜(124)의 숫나사산과 맞물리는 암나사산이 식각되어 상기 웜(124)의 회전에 따라 수평이동을 하면서 고정대속판(112)을 이동시키는 운반체(125)와, 상기 운반체(125)를 관통하면서 상기 웜(124)과 수평하게 고정대운반수단(120)을 가로질러 설치되어 웜(124)의 회전에 따른 상기 운반체(125)의 회전을 막고 운반체(125)가 상기 웜(124)의 축상을 수평으로 이동하게 하는 회전방지가이드샤프트(126)와, 상기 운반체(125)와의 접촉을 감지하여 운반체(125)의 좌우 이탈을 막고 중심위치를 잡는 마이크로스위치(127a,127b,127c)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 고정대운반수단(120)은 상기 수평운반모터(121)의 회전축 일측에 부착되어 수평운반모터 회전축의 회전과 함께 회전하는 톱니형원판(128)과, 상기 톱니형원판(128)의 톱니사이로 전자기파를 주고받으며 상기 수평운반모터(121)의 회전수를 감지하여 상기 제어부(310)로 전달하는 회전감지센서(129) 및 제어보드(130)가 포함되어 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 운반체(125)는 정면에 걸림턱(125-1)이 구비되어, 상기 걸림턱(125-1)과 좌우측 마이크로스위치(127a, 127b)의 접촉을 통해 좌우이탈이 방지되고, 상기 걸림턱(125-1)과 상기 중앙마이크로스위치(127b)의 접촉을 통해 중심위치를 잡도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 마이크로스위치는 힌지롤러레버형 마이크로스위치로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 지편고정대(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 고정대겉판(111)과 고정대속판(112)로 구성되며, 상기 고정대겉판(111)은 상면에 지편을 눌러 고정하는 지편누름자(111-1)가 구비되고, 상기 고정대속판(112)의 상면에는 지편의 중심을 잡기 위한 지편결속수단(112-1)과 상기 고정대운반수단(120)의 운반체(125)에 결합되는 운반체결합구(112-2)가 포함되어 구성된다.

이때, 상기 지편결속수단(112-1)은 도시된 바와 같이 피니언(112-1-1)을 중심으로 상하에 대칭형으로 맞물리는 래크(112-1-2,112-1-2')와, 상기 래크의 양단에 결합되는 지편고정판(112-1-3,112-1-3')으로 구성된다.

그리고, 상기 고정대겉판(111)은 상부에 관통라인(111-2,111-2')이 구비되어, 상기 지편고정판(112-1-3,112-1-3')이 상기 고정대겉판(111)의 상면에서 상기 관통라인(111-2,111-2')을 통해 상기 래크(112-1-2,112-1-2')의 말단부에 결합된다.

상기 두개의 래크(112-1-2,112-1-2')는 천공드릴과 같은 선상에 위치하게 되는 피니언(112-1-1)을 중심으로 하여 대칭으로 결합됨으로써, 상기 래크(112-1-2,112-1-2')의 각 말단부에 결합된 상기 지편고정판(112-1-3,112-1-3')이 항상 중 심에서 대칭된 위치에 놓이게 되고, 상기 지편고정판(112-1-3,112-1-3')의 사이에 고정되는 지편 역시 항상 중심에 위치하게 된다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자동식 지편천공기의 작용을 설명한다.

먼저, 상기 전자동식 지편천공기의 고정대운반수단(120)에 의해 지편고정대(110)가 이동하는 것은 다음과 같다.

제어부(310)에 연결된 수평운반모터(121)가 제어부(310)의 작동신호에 따라 회전하게 되면, 수평운반모터(121)의 회전축상에 설치된 스퍼기어A(122)가 웜(124)의 일 측 말단과 결합된 스퍼기어B(123)를 통해 웜(124)에 회전동력을 전달하게 되고, 상기 웜(124)이 회전함에 따라 상기 웜(124)이 관통하면서 연결된 운반체(125)가 맞물린 나사산을 통해 힘을 전달받아 상기 웜(124)의 축을 따라 좌우로 이동하게 된다.

이때, 회전방지가이드샤프트(126)는 상기 웜(124)과 운반체(125) 간의 마찰력에 의해 운반체(125)가 웜(124)과 함께 회전하는 것을 방지하고 운반체(125)가 웜(124)의 축을 따라 수평으로 이동하게 한다. 그에 따라, 상기 운반체(125)에 연결된 고정대속판(112)이 이동하면서 상기 지편고정대(110)가 운반체(125)를 따라 수평으로 이동하게 된다.

그리고, 자동천공작업시에는 상기 회전감지센서(129)가 상기 톱니형원판(128)을 통해 상기 수평운반모터(121)의 회전수를 감지하여 상기 제어부(310)로 전달하게 되며, 상기 제어부(310)는 전달된 회전수 정보에 따라 비휘발성메모리에 기 저장된 프로그램정보를 참고하여 상기 수평운반모터(121)의 멈춤여부를 판단하고 상기 수평운반모터(121)에 멈춤 신호를 전달하게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 제어수단(300)에서 발생되는 제어신호와 기설정된 프로그램에 의해 전자동으로 천공작업이 이루어지는 것을 보면 다음과 같다.

상기 천공모터(211), 승하강모터(220) 및 수평운반모터(121)의 작동에 따라 천공드릴(212)의 회전과 드릴몸체(210)의 상하운동 및 지편고정대(110)의 좌우운동이 순차적으로 진행되어 전자동으로 지편(500)에 천공작업이 완료되게 된다. 도시된 실시예는 지편(500)에 두개의 구멍을 뚫는 경우이지만 기설정된 프로그램에 따라 여러 구멍을 다양한 위치에 뚫도록 할 수 있음은 물론이고, 여러 가지 천공 프로그램을 비휘발성메모리부에 내장시킨 후 필요에 따라 선택하여 천공하도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 전자동으로 천공작업이 이루어지는 제어과정을 좀 더 구체적으로 설명한다. 최초 사용자가 제어수단(300)에 구비된 조작부(320)를 통해 전자동천공작업수행을 명령하면, 상기 제어부(310)가 상기 수평운반모터(121)에 작동명령을 내리게 되고, 수평운반모터(121)가 작동하게 되면 상기 회전감지센서(129)가 상기 톱니형원판(128)의 톱니 사이로 전자기파를 주고받는 방식으로 상기 수평운반모터(121)의 회전수를 감지하여 제어부(310)로 전달하게 된다. 상기 제어부(310)는 상기 수평운반모터(121)의 회전수정보를 바탕으로 비휘발성메모리부에 기 저장된 프로그램정보를 참고하여 상기 수평운반모터(121)의 멈춤 여부를 판단한 후 상기 수 평운반모터(121)로 멈춤 신호를 보내 작동을 정지시키게 된다.

다음으로 상기 제어부(310)는 상기 승하강모터(220)와 천공모터(211)에 작동신호를 보내 상기 드릴몸체(210)를 하강시킴과 동시에 상기 천공드릴(212)을 회전시키게 되고, 상기 천공드릴(212)이 상기 고무판(240)에 접촉하게 되면 접촉감지센서(250)가 접촉신호를 제어부(300)로 전달하게 된다.

이후 접촉신호를 전달받은 제어부(310)는 상기 승하강모터(220)를 역회전시켜 상기 드릴몸체(210)를 다시 상승시키게 되고, 상기 드릴몸체(210)가 최고점으로 상승하면 마이크로스위치(230)가 이를 감지하여 제어부(310)로 최고점도달신호를 보내게 되며, 상기 제어부(310)는 최고점도달신호를 수신하여 상기 승하강모터(220)와 천공모터(211)의 작동을 멈추고 다시 상기 수평운반모터(121)를 가동하는 방식으로 전자동천공작업이 진행된다.

한편, 전자동천공작업 수행시 최초에 상기 운반체(125)가 중심위치에 있지 않은 경우에는 상기 운반체(125)를 일 측으로 이동시켜 중앙마이크로스위치(127b)를 통해 중심위치를 잡게 된다. 이 때 만일 운반체(125)의 이동방향이 중심위치와 멀어지는 방향인 경우에는 좌우말단부에 설치된 상기 좌우측 마이크로스위치(127a,127c)를 통해 상기 운반체(125)의 이탈을 막고 운반체(125)의 이동방향을 역으로 바꾸는 방법을 통해 상기 운반체(125)의 중심위치를 잡을 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예나 도면에 기재된 내용에 그 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변 형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 종래의 전동식 지편천공기에서 고정 설치되어 있던 지편고정대를 제어부의 제어에 의해 좌우로 이동 가능하도록 함으로써, 종래의 지편천공기와는 달리 한 번의 조작으로 기 설정된 프로그램에 따라 전자동으로 천공작업을 수행할 수 있게 되었으며, 그로 인해 천공작업이 보다 정밀해지고 간편해지게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 드릴몸체 및 승하강모터를 포함하는 지편천공수단과, 천공을 위해 지편을 고정하는 지편고정수단과, 상기 모터를 제어하는 제어부와 제어수단을 조작하는 조작부로 구성된 제어수단 및 이를 설치·지지하는 프레임으로 구성된 전동식 지편천공기에 있어서,

   상기 지편천공수단은 상기 드릴몸체의 상향이탈을 방지하고 최고점도달신호를 상기 제어부로 전달하는 마이크로스위치와, 상기 드릴몸체의 하향이탈을 방지하고 최저점도달신호를 상기 제어부로 전달하는 접촉감지센서를 포함하여 구성되고,

   상기 지편고정수단은 천공하고자 하는 지편을 설치 고정시키는 지편고정대와, 상기 지편고정대의 하단에 설치되어 수평운반모터를 통해 상기 지편고정대를 수평으로 이동시키는 고정대운반수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자동식 지편천공기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고정대운반수단은,

   상기 지편고정대를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 수평운반모터;

   상기 고정대운반수단을 가로질러 설치되어 상기 수평운반모터로부터 동력을 전달받아 회전운동을 하는 웜;

   상기 웜이 관통연결되고 관통구 내측에 상기 웜의 숫나사산과 맞물리는 암나 사산을 구비하여 상기 웜의 회전운동에 따라 직선운동을 하는 운반체; 및

   상기 운반체를 관통하면서 상기 웜과 평행하게 상기 고정대운반수단을 가로질러 설치되어 웜의 회전에 따른 운반체의 회전을 방지하고, 운반체가 상기 웜의 축을 따라 이동하게 하는 회전방지가이드샤프트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자동식 지편천공기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 고정대운반수단은,

   상기 수평운반모터의 회전을 감지하여 상기 제어부로 전달하는 회전감지센서;

   상기 운반체와 접촉하여 운반체의 좌우이탈을 방지하는 좌·우측 마이크로스위치; 및

   상기 운반체와 접촉하여 상기 운반체의 중심위치를 잡아주는 중앙 마이크로스위치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자동식 지편천공기.
4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어수단은,

   상기 마이크로스위치들과 회전감지센서 및 접촉감지센서에서 전달되는 신호를 바탕으로 비휘발성 메모리부에 기설정된 프로그램에 기초하여 상기 천공모터와 상기 승하강모터 및 상기 수평운반모터를 순차적으로 제어가동하여 천공작업이 전 자동으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 전자동식 지편천공기.

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