KR100814635B1 - 컴퓨터 자동 조각기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 캐리어의 이동 영역을 크게 확보할 수 있어 장치의 크기가 작아지며, 판재 가공시 진동 발생을 방지하고, 절삭 저항을 상쇄시켜 장치의 균형을 유지시켜 주므로써 중절삭과 정밀 절삭 가공 작업이 가능한 컴퓨터 자동 조각기를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 장치를 지지하는 베이스 프레임부재와; 상기 베이스 프레임 부재에 의해 지지되며, 그의 상부에 조각되어질 판재를 올려 지지하게 되는 정반부재와; 상기 베이스 프레임 부재에 장치의 전후 길이 방향(X축방향)으로 회전가능하게 지지되도록 설치되는 X축 방향 볼 스크류축과; 상기 X축 방향 볼스크류축과 나사 계합되어 X축을 따라 장치의 전후 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치되며, 상기 X축 방향의 볼스크류축과 직각을 이루는 Y축 방향의 타측을 향해 가로로 연장 되어 상기 베이스 프레임 부재에 의해 슬라이드 되도록 지지되는 X축 캐리어와; 상기 X축 캐리어에 의해 회전 가능하게 지지되도록 Y축 방향으로 놓여져 설치되는 Y축 방향의 볼스크류축과; 상기 Y축 방향의 볼스크류축에 나사 계합되어 Y축을 따라 장치의 폭방향으로 이동할 수 있게 설치되는 Y축캐리어와; 상기 Y축 캐리어에 의해 회전 가능하게 지지되도록 Z축 방향을 따라 수직으로 입설되는 Z축 방향의 볼스크류축과; 상기 Z축 방향의 볼스크류축에 나사 계합되어 Z축을 따라 장치의 높이 방향으로 상하 이동 할 수 있게 설치되는 Z축 캐리어와; 상기 Z축 캐리어에 고정되게 설치되며, 회전 작동하여 판재 표면을 절삭하게 되는 회전절삭공구와, 그 회전 절삭 공구를 구동하는 공구회전 구동 모터를 구비하는 회전 절삭 가공장치와; 상기 X-Y-Z축 방향 볼스크류축들을 각기 독립적으로 구동하기 위해 설치되는 스크류축 구동모터들;과 상기 각종 구동모터들을 구동 제어하는 컴퓨터 제어장치;를 포함하여 구성되는 컴퓨터 자동 조각기에 있어서, 상기 X축 방향의 볼스크류축은 상기 베이스 프레임 부재의 일측단부로 편심되게 설치되며, 상기 X축 방향의 볼스크류축을 기준하여서 상기 X축 캐리어의 반대편측인 상기 베이스프레임부재를 벗어나는 외측을 향해 가공 작업시 발생하는 편심 회전 모우먼트를 상쇄시키기 위한 밸런싱 구조물이 돌출되도록 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.

자동조각기, 밸런싱구조물, 판재측면절삭장치, 공기흡입구멍, 빛반사요홈절삭공고장치

Description

컴퓨터 자동 조각기{Auto engraver of computer}

도 1은 본 발명에 의한 컴퓨터 자동 조각기를 나타내는 사시도

도 2는 본 발명에 의한 컴퓨터 자동 조각기를 나타내는 측단면도

도 3은 본 발명에 의한 컴퓨터 자동 조각기를 나타내는 평면도

도 4는 본 발명에 의한 컴퓨터 자동 조각기의 판재측면 절삭 장치를 나타낸 도면

도 5는 본 발명에 의한 컴퓨터 자동 조각기의 정반부재의 공기 흡착 구조를 나타내는 도면

도 6은 본 발명의 정반부재의 단면도

도 7은 본 발명의 정반부재의 공기흡입구멍 부위를 확대시켜 그의 차단 상태를 나타낸 도면

도 8은 본 발명의 빛 반사 요홈 절삭 공구 장치를 나타낸 측면도

도 9는 본 발명의 빛 반사 요홈 절삭 공구 장치를 분해하여 나타낸 정면도

도 10은 플라스틱 판재에 형성되는 빛 반사 요홈의 깊이를 서로 달리하여 형성한 일예를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명의 제어 블록도

도 12는 플라스틱 판재에 조각되어질 도형을 예시적으로 나타낸 도면

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 베이스프레임 부재 2 : 정반부재

3 : 플라스틱판재 4 : 지지대

5 : X축방향의 볼스크류축 6 : 스크류축구동모터

7 : X축캐리어 8 : 나사계합부재

9 : 요철계합부 10 : 지지부재

11 : Y축방향의 볼스크류축 12 : 스크류축구동모터

13 : Y축 캐리어 14 : 나사계합부재

15 : 요철계합부 16 : Z축방향의 볼스크류축

17 : 스크류축 구동모터 18 : Z축 캐리어

19 : 요철계합부 20 : 회전절삭공구

21 : 공구회전구동모터 22 : 회전절삭가공장치

23 : 밸런싱구조물 24 : 엔드밀공구

25 : 공구척 26 : 구동모터

27 : 판재측면절삭장치 28(28a,28b..) : 공기흡입구멍

29 (29a,29b....) : 공통구멍열 30 : 공기흡입관로

31 : 진공펌프 32 : 개폐밸브

33 : 암나사 34 : 구멍폐쇄볼트

35 : 접시형구멍 36 : 공구고정판부재

37 : 볼트 38 : 공구장착홈

39 : 절삭공구 41 : 빛 반사요홈

42 : 컴퓨터 제어장치 43 : 도형

44 : 빛반사 요홈 절삭 공구장치 45 : 작업대

본 발명은 판재, 특히 광고판이나 장식판부재를 형성하게 되는 플라스틱 판재상에 복잡한 도형이나 글씨를 정교하게 조각하는데 사용하는 컴퓨터 자동 조각기에 관한 것이다.

본 발명자는 플라스틱 판재에 다양한 그림이나 도안 및 글자 등을 자유롭게 정밀 조각하여 판재의 측면으로부터 조사하는 빛의 투시에 의해 조각된 도형을 전방으로 선명하게 표출하는 광 표출 장치들(광고장치, 실내장식장치)을 제안 한 바 있다(예를 들면 특허 제 114920 호, 특허제 541229 호 ).

상기한 선 발명 특허들은 1개 이상의 플라스틱 판재에 정밀 조각에 의해 다양한 그림이나 도형 및 글자들을 음각 형태로 표현한 후 플라스틱 판재의 측면에 설치되는 광원으로부터 조사되는 빛이 플라스틱 판재를 타고 흐르는 과정에서 음각된 부분에 빛이 부딪혀 전방으로 반사되면서 조각된 도형 등이 부분마다 설계된 대로 다양한 색상을 가지고 밝게 드러나도록 하므로써 원하는 형상을 자유롭게 표현해 낼 수 있어 광고 및 실내 장식용 장치로써 매우 유용하다.

그런데 판재상에 조각되는 그림들은 매우 세밀하기 때문에 일반적인 수가공 작업에 의해서는 생산성이 극히 낮아 컴퓨터에 의해 제어되는 자동 조각기를 사용하여 가공하고 있다.

컴퓨터 자동 조각기는 통상 3축(X축,Y축,Z축) 제어 방식으로서, 컴퓨터 상에서 그림들이 좌표 형태로 입력되어지기 때문에 엔드밀 절삭 공구가 컴퓨터의 제어에 따라 XYZ축 방향을 따라 3차원적으로 움직이면서 판재의 표면을 깍아내어 음각 형태로 그림등을 조각하여 표현하게 된다.

이 컴퓨터 자동 조각기는 장치의 전후 방향과, 폭방향 및 높이방향으로 각기 볼스크류축이 설치되며, 각각의 볼스크류축에 캐리어가 장착되고 높이 방향으로 움직이는 캐리어에 앤드밀등의 절삭 공구가 장착되어, 3축(X축,Y축,Z축)이 각기 스텝핑 모터에 의해 회전 구동량이 제어되므로써 절삭공구가 3차원적으로 움직여서 판재 표면을 위치에 따라 깊이가 변화하게 되는 가느다란 요홈선들로 음각하여 원하는 도형을 판재상에 표현되도록 가공하게 된다.

그런데, 본 발명인에 의한 상기 선 특허들을 실시하기 위한 광고장치 및 장식용 광표출 장치는 사용되는 판재의 크기가 일정치 아니하고 성격상 작은 판재부터 대형 판재까지 다양한 크기의 판재를 가지고 제작하여야 하기 때문에 이를 위해 통상 컴퓨터 자동 조각기는 대형 판재를 기준하여 이를 취급 할 수 있는 성능을 가진 것을 사용할 수 밖에 없다.

그런데 Y축 방향의 볼스크류축과 Z축 방향의 볼스크류축은 그것들이 각기 설치된 캐리어의 움직임을 따라 끊임없이 그의 좌표가 변하게 되는데 반하여 X축 방 향의 볼스크류축(이하 X축)은 판재를 올려 고정 지지하는 베이스부재에 고정되도록 설치되므로 통상 베이스부재의 중앙 위치에 위치토록 설치하고 있다.

그러나 X축이 베이스부재의 중앙 위치에 설치되면 대형 판재를 가공할 수 있는 규모를 가진 장치의 전체 하중을 지지하는 지지다리들이 구조상 끝단부에만 설치되어지도록 설계의 자유도가 제한 되므로써, 판재들의 가공 작업시 진동이 발생하게 되어 중절삭 및 정밀 절삭이 곤란해지며, 특히 캐리어의 이동 영역이 제한되는 부작용이 있어, 장치가 설제보다 대형화되도록 설계되지 않으면 안되는 문제가 있었다.

이러한 구조상의 문제를 회피하기 위하여 X축을 베이스부재의 일측단에 편심되게 설치하는 대안도 제시되었으나, 이러한 방식은 캐리어의 활동 영역이 넓어지고 장치의 지지다리의 설치가 자유로워 진동 발생은 줄일 수 있는 반면 Y축캐리어가 Y축을 따라 이동하여 일측으로 편심되어 있는 X축으로 부터 멀어진 위치에서 가공작업이 행해지는 경우 회전 절삭 모우먼트의 과도한 작용에 의해 X축 캐리어가 틀어지게 되어 이 방식 역시 중절삭성 및 정밀 절삭성을 나쁘게 만드는 문제점은 여전히 피할 수 없다는 문제가 지적되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 점들을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 캐리어의 이동 영역을 크게 확보할 수 있어 장치의 크기가 작아지며, 판재 가공시 진동 발생을 방지하고, 절삭 저항을 상쇄시켜 장치의 균형을 유지시켜 주므로써 중절삭과 정밀 절삭 가공 작업이 가능한 컴퓨터 자동 조각기를 제공하는데 있 다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 장치를 장치를 지지하는 베이스 프레임부재와; 상기 베이스 프레임 부재에 의해 지지되며, 그의 상부에 조각되어질 판재를 올려 지지하게 되는 정반부재와; 상기 베이스 프레임 부재에 장치의 전후 길이 방향(X축방향)으로 회전가능하게 지지되도록 설치되는 X축 방향 볼 스크류축과; 상기 X축 방향 볼스크류축과 나사 계합되어 X축을 따라 장치의 전후 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치되며, 상기 X축 방향의 볼스크류축과 직각을 이루는 Y축 방향의 타측을 향해 가로로 연장 되어 상기 베이스 프레임 부재에 의해 슬라이드 되도록 지지되는 X축 캐리어와; 상기 X축 캐리어에 의해 회전 가능하게 지지되도록 Y축 방향으로 놓여져 설치되는 Y축 방향의 볼스크류축과; 상기 Y축 방향의 볼스크류축에 나사 계합되어 Y축을 따라 장치의 폭방향으로 이동할 수 있게 설치되는 Y축캐리어와; 상기 Y축 캐리어에 의해 회전 가능하게 지지되도록 Z축 방향을 따라 수직으로 입설되는 Z축 방향의 볼스크류축과; 상기 Z축 방향의 볼스크류축에 나사 계합되어 Z축을 따라 장치의 높이 방향으로 상하 이동 할 수 있게 설치되는 Z축 캐리어와; 상기 Z축 캐리어에 고정되게 설치되며, 회전 작동하여 판재 표면을 절삭하게 되는 회전절삭공구와, 그 회전 절삭 공구를 구동하는 공구회전 구동 모터를 구비하는 회전 절삭 가공장치와; 상기 X-Y-Z축 방향 볼스크류축들을 각기 독립적으로 구동하기 위해 설치되는 스크류축 구동모터들;과 상기 각종 구동모터들을 구동 제어하는 컴퓨터 제어장치;를 포함하여 구성되는 컴퓨터 자동 조각기에 있어서, 상기 X축 방향의 볼스크류축은 상기 베이스 프레임 부재의 일측단부로 편심되게 설치되며, 상기 X축 방향의 볼스크류축을 기준하여서 상기 X축 캐리어의 반대편측인 상기 베이스프레임부재를 벗어나는 외측을 향해 가공 작업시 발생하는 편심 회전 모우먼트를 상쇄시키기 위한 밸런싱 구조물이 돌출되도록 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와같은 본 발명에 의하면 밸런싱 구조물이 X축 방향의 볼스크류축을 중심하여 X축 캐리어와 균형을 이루게 되어 가공작업시 발생하는 편심 회전 모우먼트의 발생을 감소시켜 X축 캐리어의 비틀어짐을 방지하게 되므로써 진동의 발생을 줄이고 정밀 가공 작업이 가능하며, 또 캐리어의 움직임에 방해 받지 아니하고, 장치의 지지다리들을 자유롭게 설치할 수 있어 캐리어의 활동 영역이 넓게 확보되고 장치의 지지력이 우수해진다.

본 발명의 또 하나의 특징에 의하면 상기 밸런싱 구조물에 회전 구동모터와, 그 회전 구동 모터축에 장착되는 엔드밀 공구를 포함하여 구성되는 판재 측면 절삭 장치가 장착되어 있다.

이와같이 구성하면, 베이스부재상에 놓여진 판재의 가공 작업이 진행되는 동안 추후 작업이 진행될 별도 판재의 측면을 사전에 매끄럽게 동시에 절삭 가공 작업 할 수 있어(측면을 매끄럽게 절삭하여야 측면에서 조사되는 빛의 투과성이 좋아짐) 소재 준비 작업 시간과 가공 비용을 절감하며, 동시에 다른 판재의 측면 절삭 저항이 판재의 표면 조각을 위한 절삭 저항을 상쇄시켜 주게 되는 효과가 있어 장치의 진동 발생을 크게 저감하여 정밀 가공 작업이 가능하게 된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 상기 Z축 캐리어에 상기 회전 절삭 가공 장치와는 별개로 탈부착이 가능하게 장착되는 공구고정판 부재와;

상기 공구 고정판 부재의 하단에 일정 간격을 두고 일렬로 배열되도록 형성되는 복수개의 공구 장착홈들과;

하단의 절삭날 부분이 공구 고정판 부재 하측으로 돌출하도록 상기 각각의 공구 장착홈들에 나사로서 공구 고정판 부재에 고정되는 복수개의 절삭공구들;로 구성되는 빛 반사 요홈 절삭 공구 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성하면 판재의 측면을 통해 조사되는 빛을 전방으로 반사시키기 위해 판재의 표면을 가로방향이나 세로방향으로 조밀하게 요홈을 가지도록 가공 작업할때 별도의 가공기를 사용하지 않아도 되며, 더우기 많은 공구들이 한번에 왕복운동하면서 판재의 표면에 대량으로 요홈을 절삭할 수 있어, 가공 시간과 비용을 크게 줄일 수 있다.

그리고 본 발명의 또 하나의 특징에 의하면 상기 복수개의 절삭공구들에 의해 절삭되는 요홈의 깊이들이 서로 다르게 조절될 수 있는 것을 특징으로 한다.

이와같이 하면 절삭깊이의 조절을 통해 요홈들의 절삭 폭과 깊이를 조정할 수 있으며, 요홈들이 일측 방향으로 갈수록 점차 깊게 형성하거나 또는 양측에서 중앙 방향으로 갈수록 깊게 형성하는 등의 조정이 가능하여 빛의 반사 효율을 극대화시킬 수 있다.

또 상기 판재를 지지하는 정반부재에는 복수열을 형성하도록 많은 공기흡입구멍들이 상기 판재의 저면에 접하여 개방되도록 형성되며, 상기 공기흡입구멍들은 각기 공통되는 구멍열들을 통해 정반부재의 일측에서 하나의 공기흡입관로와 접속되고, 다시 그 공기 흡입관로는 진공펌프에 접속되며, 상기 공기흡입관로부터 분기되는 각각의 공통구멍 열들은 그 각각의 접속 분기점마다에 설치되는 개폐밸브들을 통하여 공기흡입관로와 선택적으로 연통되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

이와같이 하면 넓은 면적의 판재라 하더라도 공기흡입구멍들을 통한 진공흡착에 의해 판재의 비틀림이나 진동 없이 안정적으로 고정시켜 가공작업을 진행할 수 있으며, 판재의 측면을 바이스등의 기구를 사용하여 협지하지 않아도 되므로 보다 넓은 판재를 간섭없이 가공하는 것이 가능하다.

또 상기 공기흡입구멍들에는 구멍 폐쇄 볼트의 체결에 의해 선택적으로 구멍을 폐쇄할 수 있도록 나사가 가공되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성하면 정반부재보다 작은 크기의 판재를 가공시에는 판재 면적을 벗어나 노출되어지는 공기흡입구멍들에 구멍 폐쇄 볼트를 체결하고, 판재 밑에 접해 있는 공기흡입구멍들의 공통구멍 열들만 개방되도록 그들의 개폐 밸브만을 개방작동시키므로써, 진공펌프의 동력 손실을 감소시키고 가공칩들에 의해 공기흡입 구멍들이 막히는 것을 차단할 수 있어, 바이스 고정 방식에 비해 모든 크기의 판재들을 손쉽게 고정시켜 가공 작업 하는 것이 가능하다.

그리고 상기 판재에 접하는 공기흡입구멍들의 상단은 흡반과 같이 확개된 접시형 구멍으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이와같이 하면 진공 흡착력을 더욱 효율좋게 판재에 가할 수 있다.

이하에 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도면에 있어 부호 1은 베이스프레임부재로서, 장치의 하중을 지지할 뿐 아니라, 절삭 가공되어지질 플라스틱 판재(3)를 정반부재(2)를 통해 지지하게 된다.

상기 베이스프레임부재(1)는 주물체로 만들 수도 있고, 또는 길이방향으로 압출 성형되는 알루미늄 합금바들을 사용하여 프레임으로 엮어 형성할 수도 있으며, 이 경우 가볍고 강도가 높으며 변형이 작다.

상기 베이스프레임부재(1)의 일측단(장치의 정면에서 보아 좌측단 또는 우측단)에는 지지대(4)에 의해 회전가능하게 X축 방향(여기서 X축 방향이라 함은 장치의 전후 길이 방향을 의미한다)을 따라 볼스크류축(5)이 설치되며, 그 X축 방향의 볼스크류축(5)은 감속기를 내장한 스크류축구동모터(6)에 의해 정역 회전 구동된다.

이 X축 볼스크류축(5)에는 그와 직각 방향으로 설치되는 X축 캐리어(7)의 나사 계합부재(8)가 나사결합되며, 상기 X축 캐리어(7)는 상기 정반부재(2)와는 판재(3)의 수용공간을 두도록 상부로 이격된 형태로 장치의 폭방향, 즉, Y축 방향을 따라 형성되며, 베이스 프레임부재(1)에 대해 그의 양측단을 포함한 복수개소에서 요철 계합부(9)에 의해 슬라이드 이동이 가능하게 지지되어 있다.

이에따라 상기 스크류축구동모터(6)의 구동에 의해 X축 방향의 볼스크류축(5)이 회전하면 상기 X축 캐리어(7)가 X축 방향의 볼스크류축(5)을 따라 장치의 전후 방향으로 수평 이동하게 된다.

상기 X축 캐리어(7)는 베이스프레임부재(1)와 마찬가지로 주물체, 또는 알루미늄 합금바들의 조립에 의의 형성하되, 일측이 개방된 대략 ㄷ자 형상의 프레임 몸체로 형성되며, X축 캐리어(7)에는 지지부재(10)들에 의해 지지되는 Y축 방향의 볼스크류축(11)이 정역 회전이 자유롭게 설치되어 있으며, 이 Y축 방향의 볼스크류축(11)의 일단에는 감속기를 내장한 스크류축 구동모터(12)가 접속되도록 설치되어 있어 스크류축구동모터(12)에 의해 상기 Y축 방향의 볼스크류축(11)이 정역 회전 구동된다.

그리고 상기 Y축 방향의 볼스크류축(11)에는 Y축 방향으로 이동이 가능한 Y축 캐리어(13)가 그의 나사계합부재(14)를 통해 나사 체결에 의해 장착되어 있으며, Y축캐리어(13)는 X축 캐리어(5)와 요철 계합부(15)에 의해 좌우 방향으로 슬라이드 이동이 가능하게 결합 및 지지되고 있어 Y축 방향의 볼 스크류축(11)의 회전에 의해 Y축 방향(장치의 폭방향)으로 움직이게 된다.

그리고 상기 Y축캐리어(13)에는 Z축 방향의 볼스크류축(16)이 회전가능하게 지지되도록 수직 방향으로 설치되어 있으며, 그 Z축 방향의 볼스크류축(16)은 스크류축 구동모터(17)에 의해 정역 회전 구동이 제어된다.

상기 Z축 방향의 볼스크류축(16)에는 수직 방향으로 이동하게 되는 Z축 캐리어(18)가 나사계합부재(27)에 의한 나사 결합에 의해 장착되어 있으며, 이 Z축캐리어(18)는 Y축 캐리어(13)와 요철계합부(19)로 결합되어 있어, Z축 방향의 볼스크류축(16)이 회전시 요철계합부(19)의 안내를 따라 Z축 방향, 즉 상하로 슬라이드 이동된다.

그리고 상기 Z축 캐리어(18)에는 회전 절삭공구(20)와, 선단(하단)에 장착되는 상기 회전 절삭 공구(20)를 회전 구동하는 공구 회전 구동모터(21)로 구성되는 회전 절삭 가공 장치(22)가 설치되어 있다.

상기한 Y축 방향으로 설치되어 X축 방향을 따라 장치의 전후로 슬라이드 이동되는 X축 캐리어(7)에는, X축 방향의 볼스크류축(5)을 기준하여 그의 반대측을 향해 외부로 돌출되는 밸런싱 구조물(23)이 연장되도록 형성되어 있으며, 이 밸런싱구조물(23)은 상기 X축 방향의 볼스크류축(5)을 기준하여 X축캐리어(7)와 균형을 이루도록 설치하고 있는 중랑체의 프레임 구조물이다.

이 중량체의 밸런싱 구조물(23)에 의해 상기 회전절삭공구(20)가 X축으로부터 떨어진 위치의 Y축선상에서 회전 절삭 작업시 발생하게 되는 회전 모우먼트를 상쇄시키는 기능을 하게 되며, 이러한 상쇄 기능을 더욱 개선하고 장치가 한번에 여러가지 작업을 동시에 수행하여 효율성을 높이고자 상기 밸런싱 구조물(23)에 엔드밀공구(24)와 공구척(25) 및 회전 구동모터(26)로 구성되는 판재측면절삭장치(27)를 설치하고 있다.

상기한 정반부재(2)는 넓은 표면적을 가진 주물 제작에 의한 두꺼운 판상의 몸체를 구비하고 있어, 가공되어질 플라스틱 판재(3)를 지지하게 된다.

본 발명에 있어서는 플라스틱 판재(3)를 정반부재(2) 위에 안치시켜 고정함에 있어 이를 고정시키기 위한 기계적 구조물, 예를 들면 바이스나 클램프 기구들을 사용치 않는 대신 진공흡착 방식에 의해 플라스틱 판재(3)를 정반부재(2)상에 들뜸이나 움직임 없이 고정 지지하는 방식을 채용하고 있다.

이를 위해 정반부재(2)에는 마치 바둑판처럼 배열되는 다수의 공기흡입구멍(28)들을 형성하되, 공통의 구멍열(29a, 29b.....)을 따라 1줄식 배열되는 공기 흡입구멍(28a,28b.....)들이 한줄씩 서로 연통하도록 형성되어 있으며, 이들 공기흡입구멍(28)들은 공통의 구멍열(29)들을 향해 정반부재(2)의 일측, 즉 베이스프레임부재(1)의 측면을 따라 배설되는 하나의 공기 흡입관로(30)에 연통되도록 접속되고, 다시 공기흡입관로(30)는 진공펌프(31)에 접속되어 있다.

그리고 공기흡입관로(30)와 각각의 공통 구멍열(29)들의 분기 접속점에는 개폐 밸브(32)들이 하나씩 설치되어 있어 각각의 공통 구멍열들의 연통 상태를 선택적으로 개폐 할 수 있게 구성되어 있으며, 하나씩 수동 조작이 가능하며, 솔레노이드 밸브로 구성하여 전기적 신호인가에 의해 자동으로 개폐 조작할 수도 있다.

상기한 공기흡입구멍(28)들은 플라스틱판재(3)에 접하는 상부가 개방되고, 공기흡입구멍(28)들에는 암나사(33)가 가공되어 있어, 구멍 폐쇄 볼트(34)에 의해 공기흡입구멍(28)들이 선택적으로 폐쇄할 수 있게 구성되며, 공기흡입구멍(28)들의 상단은 나사 구멍보다 확개된 구멍, 예를 들면 흡반과 같은 접시형구멍(35)이나 볼트머리자리구멍처럼 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 Z축캐리어(18)에는 상기 회전 절삭 가공장치(22)와 아웃해서 빛 반사 요홈 절삭공구장치(44)를 구성하는 공구고정판부재(36)가 볼트(37)에 의해 탈장착이 가능하게 장착되어지며, 그 공구고정판(36)는 판상으로 된 공구장착부재로서, 그의 하단에 일정 간격으로 복수개의 공구장착홈(38)들이 열을 지어 형성되어 있으며, 이 공구장착홈(38)들에 절삭공구(39)들이 끼워져 나사(40)로 고정 장착하되, 절삭공구(39) 하단의 절삭날부가 공구 고정판재(36) 밑으로 돌출되어 있어, 캐리어(7,13)가 한번 구동되면 축방향으로 다수의 절삭공구(39)들이 나란히 진행하면 서 많은 빛반사 요홈 절삭가공을 판재상에 한번에 형성하게 되어 있다.

이 절삭공구(39)들은 서로 절삭 깊이가 다르게 조정하는 것이 가능토록 하므로써 도 10에 도시하는 것과 같이 빛 반사요홈(41)들의 깊이가 위치에 따라 서로 다른 깊이를 가지도록 형성할 수 있다.

도 11에 있어서, 부호 42는 각각의 스크류축 구동모터(6,12,17)들과, 공구회전구동모터(21) 및 회전구동모터(25)등을 구동제어하는 컴퓨터 제어장치이다.

이와같은 본 발명의 장치에 의해 플라스틱 판재(3)에 도형(43)을 절삭 작업에 의해 조각하여 나타내는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 원하는 도형(43)을 컴퓨터 제어장치내에 프로그램 입력해 놓은 상태에서, 가공되어질 플라스틱 판재(3)를 정반부재(2) 위에 안치시킨다.

이때 플라스틱 판재(3)가 차지하는 표면적을 벗어나 외부로 노출되어 있는 공기흡입구멍(28)들의 차단 작업을 실시하게 되는데, 플라스틱 판재(3) 밑에 위치하는 공기흡입구멍들과 구멍 열(29)이 다른 공기흡입구멍(28)들은 공기흡입관로(30)상의 해당 구멍 열들의 분기 접속점의 솔레노이드 개폐밸브(32)를 작동시켜 연통 상태를 차단하고, 판재(3) 밑에 위치하는 공기흡입구멍(28) 열들의 개폐 밸브(32)들만 개방토록 한 후, 구멍 폐쇄볼트(34)를 사용하여 판재(3)를 벗어난 곳에서 외부로 노출되어 있는 공기흡입구멍(28)들에 나사 체결하여 구멍들을 막고, 진공펌프(31)를 가동하면 판재(3)밑에 위치하는 공기흡입구멍(28)들을 통하여 공기를 빨아들이게 되므로써, 그때의 흡입력에 의해 판재(3)가 정반부재(2) 표면에 강하게 흡착되어져 고정되게 된다.

이 상태에서 Z축캐리어(18)에 장착되는 회전 절삭공구(20)는 원점 위치에서 대기하고 있는 상태로서, 컴퓨터 제어장치(42)를 온 가동하면 입력된 프로그램에 따라 스크류축구동모터(6,12,17)들이 각기 구동되어 각각의 캐리어(7,13,18)들이 선택된 도형을 조각하도록 설계된 좌표 경로를 따라 3차원적으로 움직이면서 공구(20)가 판재(3) 표면을 절삭하여 조각 작업을 실시하게 된다.

이때 밸런싱 구조물(23)에 설치된 판재측면절삭장치(27)를 선택적으로 가동시킬 수 있는데, 밸런싱 구조물(23)일측에 작업대(45)를 위치시키고, 그 작업대(45) 위에 다른 플라스틱 판재(3a)를 올려 놓고 모터(26)에 의해 공구척(25)과 엔드밀공구(24)를 회전구동시켜, X축 캐리어(7)가 X축을 따라 전후 방향으로 움직일 때 판재(3a)의 측면(3b)이 엔드밀공구(24)에 의해 절삭되도록 하여(도 4 참조) 추후 정반부재(2)를 통한 조각 작업이 끝나고 광고장치등에 사용토록 조립될 때 매끄럽고 깨끗하게 가공된 판재(3a)의 측면(3b)을 통해 빛의 투과성이 좋도록 하며, 또 이때의 절삭력의 작용에 의해 X축캐리어(7)의 편심회전 모우먼트를 상쇄시켜 X축캐리어(7)의 뒤틀림을 방지하게 된다.

한편, 조각 작업에 사용되는 판재가 커지게 되면 그의 면적에 맞추어 공기흡입구멍(28)들의 개폐 상태를 조정하게 되며, 또 빛의 전방으로의 반사성을 높이기 위해 도 10에 도시하는 것과 같이 가로, 세로 또는 가로, 세로 교차 되는 방향으로 직선형으로 뻣는 빛반사 요홈(41)들을 일정 간격으로 가공하는 작업을 실시하고자 할 때에는, 회전절삭공구(20)를 분리하고, 공구고정판(36)의 공구장착홈(38)들에 절삭공구(39)들을 장착하여 고정한 후, X축 또는 Y축 방향 및 그들과 함께 Z축 방 향으로 캐리어(7,13,18)를 움직여 직선 방향으로 뻣어나가게 되는 빛반사요홈(41)들을 한번의 이동 작동만으로 다량으로 가공할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 X축방향의 볼 스크류축을 장치의 일측에 쏠린 형태로 설치하여, 장치의 전폭과 길이에 걸쳐 대형 크기의 판재의 가공 작업이 용이하게 되었을 뿐 아니라 그 편심 설치에 따라 발생되는 캐리어의 회전 모우먼트는 X축 캐리어 일측에 연장시킨 밸런싱 구조물에 의해 상쇄되도록 하여 장치의 진동을 방지하고 정밀 가공 작업이 가능토록 하며, 또 흡착 방식에 의해 가공 소재를 고정시키기 때문에 판재의 고정 작업이 편리하고 캐리어의 작업 반경을 넓혀 장치를 상대적으로 컴팩트하게 만들 수 있으며, 이로써 크기가 상이한 판재들 모두에 효율성 좋게 적용할 수 있는 효과가 있으며(판재밑에 위치하는 공기흡입구멍들만 개방하면 흡착력이 강해져 그만큼 진공펌프의 동력 소모도 줄일 수 있으며, 나머지 구멍들은 볼트로 폐쇄시키게 되어 이물질 유입이 방지됨), 판재의 측면 절삭 작업이나 빛 반사 요홈의 부가적인 절삭 작업을 효율성 좋게 실시할 수 있어 가공 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있으며, 플라스틱 판재 뿐 아니라 일반적인 가공기로서도 사용할 수 있다.

Claims (7)

1. 장치를 지지하는 베이스 프레임 부재와; 상기 베이스 프레임 부재에 의해 지지되며, 그의 상부에 조각되어질 판재를 올려 지지하게 되는 정반부재와; 상기 베이스 프레임 부재에 장치의 전후 길이 방향(X축방향)으로 회전가능하게 지지되며, 상기 베이스 프레임 부재의 일측 단부로 편심되게 설치되는 X축 방향 볼 스크류축과; 상기 X축 방향 볼 스크류축과 나사 계합되어 X축을 따라 장치의 전후 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치되며, 상기 X축 방향의 볼 스크류축과 직각을 이루는 Y축 방향의 타측을 향해 가로로 연장 되어 상기 베이스 프레임 부재에 의해 슬라이드 되도록 지지되는 X축 캐리어와; 상기 X축 캐리어에 의해 회전 가능하게 지지되도록 Y축 방향으로 놓여져 설치되는 Y축 방향의 볼 스크류축과; 상기 Y축 방향의 볼 스크류축에 나사 계합되어 Y축을 따라 장치의 폭방향으로 이동할 수 있게 설치되는 Y축 캐리어와; 상기 Y축 캐리어에 의해 회전 가능하게 지지되도록 Z축 방향을 따라 수직으로 입설되는 Z축 방향의 볼 스크류축과; 상기 Z축 방향의 볼 스크류축에 나사 계합되어 Z축을 따라 장치의 높이 방향으로 상하 이동할 수 있게 설치되는 Z축 캐리어와; 상기 Z축 캐리어에 고정되게 설치되며, 회전 작동하여 판재 표면을 절삭하게 되는 회전절삭공구와, 그 회전절삭공구를 구동하는 공구회전 구동모터를 구비하는 회전절삭가공장치와; 상기 X-Y-Z축 방향 볼 스크류축들을 각기 독립적으로 구동하기 위해 설치되는 스크류축 구동모터들;과 상기 각종 구동모터들을 구동 제어하는 컴퓨터 제어장치; 및 상기 X축 방향의 볼 스크류축은 상기 베이스 프레임 부재의 일측 단부로 편심되게 설치되며, 상기 X축 방향의 볼 스크류축을 기준하여 상기 X축 캐리어의 반대측인 상기 베이스 프레임 부재를 벗어나는 외측을 향해 가공 작업시 발생하는 편심 회전 모우먼트를 상쇄시키기 위해 돌출되도록 연장 설치되는 밸런싱 구조물을 포함하여 구성되는 컴퓨터 자동 조각기에 있어서,

   상기 밸런싱 구조물에는 회전 구동모터와, 그 회전 구동모터축에 장착되는 엔드밀 공구를 포함하여 구성되는 판재 측면 절삭장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 자동 조각기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 Z축 캐리어에 상기 회전절삭가공장치와는 별개로 탈부착이 가능하게 장착되는 공구고정판 부재와;

   상기 공구 고정판 부재의 하단에 일정 간격을 두고 일렬로 배열되도록 형성되는 복수개의 공구 장착홈들과;

   하단의 절삭날 부분이 공구 고정판 부재 하측으로 돌출하도록 상기 각각의 공구 장착홈들에 끼워지도록 장착된 후 나사로서 공구 고정판 부재에 고정되는 복수개의 절삭공구들;로 구성되는 빛 반사 요홈 절삭 공구 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 자동 조각기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 복수개의 절삭공구들에 의해 절삭되는 요홈의 깊이들이 서로 다르게 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 자동 조각기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 판재를 지지하는 정반부재에는 복수열을 형성하도록 많은 공기흡입구멍들이 상기 판재의 저면에 접하여 개방도록 형성되며, 상기 공기흡입구멍들은 각기 공통되는 구멍열들을 통해 정반부재의 일측에서 하나의 공기흡입관로와 접속되고, 다시 그 공기 흡입관로는 진공펌프에 접속되며, 상기 공기흡입관로부터 분기되는 각각의 공통구멍 열들은 그 각각의 접속 분기점마다에 설치되는 개폐밸브들을 통하여 공기흡입관로와 선택적으로 연통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 자동 조각기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 판재에 접하는 공기흡입구멍들에는 구멍 폐쇄 볼트의 체결에 의해 선택적으로 구멍을 폐쇄할 수 있도록 나사가 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 자동 조각기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 판재에 접하는 공기흡입구멍들의 상단은 흡반과 같이 확개된 접시형 구멍으로 형성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 자동 조각기.

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