KR100847069B1 - 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치 - Google Patents

절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치에 관한 것이다.
본 발명은 절단대상물의 길이방향으로 이동하게 되는 몸체(100)와; 상기 몸체(100)가 전후슬라이드 이동가능하도록 하며 상기 절단대상물의 길이방향을 따라 이동하게 되는 X축 이송부(200)와; 상기 X축 이송부(200)에 대해 좌우슬라이드 가능하게 되며 상기 절단대상물의 폭방향으로 이동하게 되는 Y축 이송부(300)와; 상기 Y축 이송부(300)에 대해 상하슬라이드 가능하게 되며 상하로 이동하게 되는 Z축 이송부(400)와; 상기 Z축 이송부(400)의 선단에 제공되는 프라즈마 토오치를 모터 구동수단에 의해 정역 회전시키는 토오치 회전부(500)와; 상기 X,Y,Z축 이송부(200)(300)(400) 및 상기 토오치 회전부(500)를 제어하는 제어부(600);를 포함하여 구성하여 절단대상물인 "H" 형의 빔 등을 그 외형을 따라 자동으로 절단할 수 있도록 하는 효과가 있다.
절단대상물, "H"형 빔, 프라즈마 절단장치,

Description

절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치{A plasma auto cutting device}
도 1은 본 발명에 따른 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치의 제1실시예를 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 측면 요부도,
도 3은 도 2의 "A"부 저면 요부도,
도 4는 도 2의 "B"부 확대 단면도
도 5는 도 4의 우측면 요부 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 제2실시예,
도 7은 도 6의 측면도,
도 8은 도 6 또는 도 7에서 몸체를 이동시키기 위한 실시예,
도 9는 도 7의 후방측 이송로울러의 결합상태 평단면도,
도 10은 도 7에서 수평바의 간격 조절상태를 도시한 평면 요부도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 몸체
200: X축 이송부
300: Y축 이송부
400: Z축 이송부
500: 토오치 회전부
550: 토오치
600: 제어부
700: 빔
본 발명은 프라즈마 절단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절단대상물인 "H" 형의 빔 등을 그 외형을 따라 자동으로 절단할 수 있도록 하는 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 프라즈마 절단기는, 절단대상물과 절단 토오치 간의 아크열을 통해 절단대상물을 절단하는 것이다.
즉, 용접기와 마찬가지로 아크를 발생시켜서 얻어지는 열로서 금속의 절단대상물을 녹이고 이렇게 용융된 절단대상물에 강한 에러를 분사시켜서 불어내어 절단하게 되는 것이다.
절단 비이드는 레이져 만큼 정확하고 조도가 좋은 편은 아니나 비이드폭 1밀리 이내는 유지하게 되는 것으로 최근 정밀도가 요하지 않는 절단대상물의 절단시 많이 이용되고 있다.
이러한 프라즈마 절단기는, 비교적 후판 절단이 용이하고 절단 속도가 빠른 한편 비용이 저렴하며 그 구조가 간단함은 물론 내구성 또한 뛰어나 최근 금속판 등의 절단시 많이 이용되고 있다.
상기한 프라즈마 절단기는, 판상의 절단대상물을 절단하기에는 용이하지만 "H"형 빔 등 상하측 공간이 형성된 절단대상물에는 적용되지 못하고 있는 실정이다.
상기한 "H" 형의 빔의 절단작업은 주로 회전톱날을 이용해서 절단하게 되는데 이와같이 회전톱날을 이용하는 경우 절단작업이 많이 소요되어 제조단가가 크게 증가하는 문제점이 있어왔다.
또한, 최근에는 소음 규제로 도로상에 방음판 등이 많이 세워지고 있는데 이와같은 방음판은 주로 "H"형의 빔들의 사이사이에 결합되는 것으로, "H"형 빔의 수요가 크게 급증하고 있어 빠른 절단작업이 필요하게 된다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 절단대상물인 "H"형 빔을 프라즈마 절단장치를 통해 빠르고 간편하게 절단할 수 있도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 절단대상물의 길이방향으로 이동하게 되는 몸체와; 상기 몸체가 전후슬라이드 이동가능하도록 하며 상기 절단대상물의 길이방향을 따라 이동하게 되는 X축 이송부와; 상기 X축 이송부에 대해 좌우슬라이드 가능하게 되며 상기 절단대상물의 폭방향으로 이동하게 되는 Y축 이송부와; 상기 Y축 이송부에 대해 상하슬라이드 가능하게 되며 상하로 이동하게 되는 Z축 이송부와; 상기 Z축 이송부의 선단에 제공되는 프라즈마 토오치를 정역 회전시키는 토오치 회전부와; 상기 X,Y,Z축 이송부 및 상기 토오치 회전부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한다.
여기서, 상기 절단대상물이 "H" 형상의 빔이 적용됨이 바람직하다.
상기 X축 이송부는, 상기 몸체에 제공되며 상기 절단대상물의 길이방향을 따라 지면, 또는 지면에 올려져 고정되는 레일을 따라 이동하게 되는 이송로울러를 더 포함한다.
다른 예로서 상기 X축 이송부는, 상기 몸체에 전후방으로 제공되며 상기 절단대상물인 "H"형 빔의 양쪽 가이드돌기의 선단을 감싸는 상태로 슬라이드 지지되어 이송될 수 있도록 된 좌우 또는 전후방에 제공된 이송로울러 및 상기 이송로울러들 중 적어도 하나 이상의 위치에 결합되어 상기 이송로울러를 회전 이송시키는 모터구동부를 포함한다.
또한, 상기 이송로울러가 각각 몸체에 회전 또는 수평방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 수평바의 단부에 각각 결합되도록 하고 상기 빔의 가이드돌기 간격에 따라 상기 전방측 수평바 또는 후방측 수평바의 간격이 조절될 수 있도록 한 다.
상기 전방 수평바 또는 후방 수평바 사이 중 적어도 한 쪽의 양쪽 대응면에 랙기어가 각각 형성되도록 하고 이 랙기어에 상기 몸체에 제공되어 회전되는 피니언기어에 치합되도록 한다.
상기 Y축 이송부는, 모터 구동부에 의해 회전되는 스쿠류바와, 이 스쿠류바에 스크류 결합되어 상기 스크류바의 회전시 Y축 이송판을 이송시키는 이송체 및 상기 몸체에 제공되어 상기 Y축 이송판을 좌우로 만 안내하는 가이드수단을 가져서 된다.
상기 Z축 이송부는, 선단에 상기 토오치 회전부가 결합되는 랙바와, 상기 Y축 이송판에 결합되어 모터 구동부에 의한 정역 회전시 상기 랙바를 상하 이동시키는 피니언기어를 더 포함한다.
상기 토오치 회전부는, 상기 랙바에 회전 가능하게 결합되는 회전판과, 이 회전판을 정역 회전시키는 모터 구동부와, 상기 회전판에 결합되는 토오치 및 상기 절단대상물의 절단라인을 셋팅된 값에 따라 자동 절단할 수 있도록 이를 셋팅하여 상기 제어부로 그 신호값을 출력하는 포인터를 더 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 또는 도 2의 도시에 의하여 본 발명은, 절단대상물의 길이방향으로 이 동하게 되는 몸체(100)와, 상기 몸체(100)가 전후슬라이드 이동가능하도록 하며 상기 절단대상물의 길이방향을 따라 이동하게 되는 X축 이송부(200)와, 상기 X축 이송부(200)에 대해 좌우슬라이드 가능하게 되며 상기 절단대상물의 폭방향으로 이동하게 되는 Y축 이송부(300)와, 상기 Y축 이송부(300)에 대해 상하슬라이드 가능하게 되며 상하로 이동하게 되는 Z축 이송부(400)와, 상기 Z축 이송부(400)의 선단에 제공되는 프라즈마 토오치를 정역 회전시키는 토오치 회전부(500)와, 상기 X,Y,Z축 이송부(200)(300)(400) 및 상기 토오치 회전부(500)를 제어하는 제어부(600)를 포함하여 구성한다.
상기 절단대상물이 다양한 형상의 금속 소재가 가능하지만 바람직하게는 "H" 형상의 빔(700)을 절단시 적용함이 바람직한 것으로 이하에서는 절단대상물을 빔(700)으로 한정하여 설명하기로 한다.
상기 빔(700)은 지면 또는 토오치의 이동시 간섭 등이 발생되지 않도록 별도의 작업베드 상면에 올려져 위치될 수 있다.
여기서, 프라즈마 토오치는 공지의 기술수단으로 에어와 전극체를 통해 금속재를 절단하기 위한 것이며 본 발명은 상기 토오치가 X,Y,Z 및 회전 되면서 작업을 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로 토오치에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 몸체(100)는 상기 빔(700)이 길이방향으로 안내될 수 있도록 빔 안내구간이 형성되며 상기 몸체(100)에 상기 X,Y,Z축 이송부(200)(300)(400) 및 상기 토오치 회전부(500)를 제어하는 제어부(600)가 결합되어 빔(700)을 폭방향으로 수동 또는 자동 컷팅하게 된다.
도 2 또는 도 3의 도시에 의하여 상기 X축 이송부는, 상기 몸체(100)에 제공되며 상기 빔(700)의 길이방향을 따라 지면, 또는 지면에 올려져 고정되는 레일(110)을 따라 이동하게 되는 좌우 한 쌍의 이송로울러(210)가 전후방 즉 전방 및 후방 이송로울러(210)(211)로 위치되어 상기 몸체(100)가 이동가능하도록 구성된다.
상기 전방 또는 후방 이송로울러(210)(211) 중 한 쪽에 회전기어(212)가 형성되고, 이 회전기어(212)에 구동기어(232)가 결합되어 모터 구동부(230)에 의해 구동기어(232)가 회전되면 회전기어(212)가 회전되어 이송로울러를 회전시키게 된다.
이에따라 상기 몸체(100)는 빔(700)의 길이방향을 따라 왕복 이송할 수 있게 된다.
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 X축 이송부의 다른예로서, 상기 X축 이송부는, 상기 몸체(100)에 전후방으로 제공되며 상기 절단대상물인 "H"형 빔(700)의 양쪽 가이드돌기(710)(720)의 선단을 감싸는 상태로 슬라이드 지지되어 이송될 수 있도록 된 좌우 또는 전후로 배열된 이송로울러(220)(220a)(221)(221a) 및 상기 이송로울러(220)(220a)(221)(221a) 중 후방측 이송로울러(221)(221a)에 체인(232) 또는 벨트 연결되어 상기 후방 이송로울러(221)(221a)를 회전 이송시키는 모터구동부(230)로 구성함이 가능할 것이다.
또한, 도 10의 도시에 의하여 상기 이송로울러(220)(220a)가 전후 위치를 달리한 상태에서 각각 수평바(240)(241)의 양쪽 바깥측 단부에 각각 회전가능하게 결 합되고, 상기 수평바(240)(241)의 대응면에 랙기어가 형성되며 이 랙기어가 상기 몸체(100)에 제공된 피니언기어(260)와 치합되어 상기 피니언기어(160)의 회전에 따라 상기 수평바(240)(241)가 대칭적으로 전개 및 축소되어져 상기 수평바(240)(241)의 단부에 각기 제공된 이송로울러(220)(220a)의 간격을 조절할 수 있게 된다. 상기 피니언기어(160)는 상기 몸체(100)에 회전가능하게 결합되는 조절볼트의 단부 또는 모터 구동부의 구동축에 결합됨이 가능하다.
이에따라 상기 빔(700)의 가이드돌기(710)(720) 간격에 따라 상기 이송로울러(220)(220a)의 간격이 조절될 수 있게 된다.
또한, 도 8 또는 도 9의 도시에 의하여 전후 간격을 달리하는 후방측 수평바(240a)(241a)의 각각 단부에는 상기 빔(700)의 가이드돌기(710)(720)에 지지되어 회전되는 후방 이송로울러(221)(221a)가 구비되고, 상기 수평바(240a)(241a)에는 각각 풀리(가 결합되고, 이 풀리는 몸체(100)에 제공된 모터 구동부(230)(230a)와 각각 체인(232) 또는 벨트 연결되어져 상기 몸체(100)를 구동력에 의해 회전 이송하게 된다.
상기 Y축 이송부(300)는, 모터 구동부(330)에 의해 회전되는 스크류바(310)와, 이 스크류바(310)에 스크류 결합되어 상기 스크류바(310)의 회전시 Y축 이송판(340)을 이송시키는 이송체(320) 및 상기 몸체(100)에 제공되어 상기 Y축 이송판(340)을 좌우로만 안내하는 가이드수단(900)을 가져서 된다.
상기 모터 구동부(330)의 정역 회전에 따라 상기 스크류바(310)가 회전하게 되고 이때, 상기 스크로바(310)에 결합된 이송체(320)가 상기 가이드수단(900)을 통해 회전이 억제되는 상태로 좌우 방향으로 왕복 이송하게 된다.
상기 가이드수단(900)은 공지의 리니어모션가이드로 가이드레일(910)과 이 가이드레일(910)을 따라 이송하는 상기 Y축 이송판(340)에 결합되는 이송블럭(920)으로 구성된다.
상기 Z축 이송부(400)는, 선단에 상기 토오치 회전부(500)가 결합되는 랙바(410)와, 상기 Y축 이송판(340)에 결합되어 모터 구동부(430)에 의한 정역 회전시 상기 랙바(410)를 상하 이동시키는 피니언기어(420)를 가져서 된다.
상기 모터 구동부(430)의 정역방향 회전시 피니언기어(420)가 회전하게 되고 이때 피니언기어(420)와 치합된 랙바(410)가 상하로 이동하게 된다.
상기 랙바(410)는 상기 Y축 이송판(340)에 결합되는 부싱 등의 안내로 좌우 비틀림이 방지된다.
상기 토오치 회전부(500)는, 상기 랙바(410)에 회전 가능하게 결합되는 회전판(510)과, 이 회전판(510)을 정역 회전시키는 모터 구동부(530)와, 상기 회전판(510)에 결합되는 토오치(550) 및 상기 절단대상물의 절단라인을 셋팅된 값에 따라 자동 절단할 수 있도록 이를 셋팅하여 상기 제어부(600)로 그 신호값을 출력하는 포인터(800)가 더 형성된다. 상기 토오치(550)의 일측에 포인터(800)가 위치되도록 하여 상기 빔(700)의 작업구간을 미리 설정할 수 있게 된다.
즉, 포인터(800)를 통해 미리 이동거리 및 이동구간을 상기 제어부(600)에 셋팅 시킨 후 작업하게 되면 상기 제어부(600)가 입력된 신호값을 통해 자동으로 셋팅된 경로를 통해 작업을 수행할 수 있게 된다.
상기 제어부(600)는 입력된 값에 따라 그 신호값을 출력하여 상기 모터 구동부(230)(330)(430)(530)를 정역 방향으로 회전시키게 된다.
이상에서와 같이 구성된 상태에서 작업을 진행하게 되면 제어부(600)의 신호값에 따라 상기 토오치 회전부(500)의 토오치(550)가 빔(700)의 외형 일측으로부터 폭방향을 따라 상하 또는 좌우로 이동하면서 절단작업을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치는, 절단대상물인 "H"형 빔을 위치시킨 후 작업자가 제어부의 조작을 통해 토오치를 이동시켜 빔을 절단할 수 있거 그 작업이 간편한 효과가 있다.
또한, 토오치 회전부에 제공되는 포인터를 통해 미리 이동거리를 셋팅한 후 동작시키게 되면 프라즈마 절단장치가 포인터에 의한 위치값을 통해 자동으로 빔을 절단하게 되어 빔 등의 절단작업이 더욱 간편하게 되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 절단대상물인 "H"형상의 빔을 절단하기 위한 프라즈마 절단장치에 있어서,
    절단대상물인 "H"형상의 빔(700)에 대해 길이방향으로 이동하게 되는 몸체(100)와;
    상기 몸체(100)가 전후슬라이드 이동가능하도록 하며 상기 빔(700)의 길이방향을 따라 이동하게 되는 X축 이송부(200)와;
    상기 X축 이송부(200)에 대해 좌우슬라이드 가능하게 되며 상기 빔(700)의 폭방향으로 이동하게 되는 Y축 이송부(300)와;
    상기 Y축 이송부(300)에 대해 상하슬라이드 가능하게 되며 상하로 이동하게 되는 Z축 이송부(400)와;
    상기 Z축 이송부(400)의 선단에 제공되는 프라즈마 토오치를 정역 회전시키는 토오치 회전부(500)와;
    상기 X,Y,Z축 이송부(200)(300)(400) 및 상기 토오치 회전부(500)를 제어하는 제어부(600);
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 X축 이송부는,
    상기 몸체(100)에 제공되며 상기 절단대상물의 길이방향을 따라 지면, 또는 지면에 올려져 고정되는 레일(110)을 따라 이동하게 되는 이송로울러를 더 포함함을 특징으로 하는 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 X축 이송부는,
    상기 몸체(100)에 전후방으로 제공되며 상기 절단대상물인 "H"형 빔(700)의 양쪽 가이드돌기(710)(720)의 선단을 감싸는 상태로 슬라이드 지지되어 이송될 수 있도록 된 좌우 또는 전후방에 제공된 이송로울러(220)(220a)(221)(221a) 및 상기 이송로울러(220)(220a)(221)(221a) 중 적어도 하나 이상의 위치에 결합되어 상기 이송로울러(220)(220a)(221)(221a)를 회전 이송시키는 모터구동부(230)(230a)를 포함함을 특징으로 하는 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이송로울러(220)(220a)(221)(221a)가 각각 몸체(100)에 회전 또는 수평방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 수평바(240)(241)(240a)(241a)의 단부에 각각 결합되도록 하고 상기 빔(700)의 가이드돌기(710)(720) 간격에 따라 상기 전방측 수평바(240)(241) 또는 후방측 수평바(240a)(241a)의 간격이 조절될 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전방 수평바(240)(241) 또는 후방 수평바(240a)(241a) 사이 중 적어도 한 쪽의 양쪽 대응면에 랙기어가 각각 형성되도록 하고 이 랙기어에 상기 몸체에 제공되어 회전되는 피니언기어에 치합됨을 특징으로 하는 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치.
  7. 제1,3,4,5,6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Y축 이송부(300)는,
    모터 구동부(330)에 의해 회전되는 스쿠류바(310)와, 이 스쿠류바(310)에 스크류 결합되어 상기 스크류바(310)의 회전시 Y축 이송판(340)을 이송시키는 이송체(320) 및 상기 몸체(100)에 제공되어 상기 Y축 이송판(340)을 좌우로 만 안내하는 가이드수단(900)을 포함하여 구성되고;
    상기 Z축 이송부(400)는,
    선단에 상기 토오치 회전부(500)가 결합되는 랙바(410)와, 상기 Y축 이송판(340)에 결합되어 모터 구동부(430)에 의한 정역 회전시 상기 랙바(410)를 상하 이동시키는 피니언기어(420)를 더 포함하여 구성되며;
    상기 토오치 회전부(500)는,
    상기 랙바(410)에 회전 가능하게 결합되는 회전판(510)과, 이 회전판(510)을 정역 회전시키는 모터 구동부(530)와, 상기 회전판(510)에 결합되는 토오치(550) 및 상기 절단대상물의 절단라인을 셋팅된 값에 따라 자동 절단할 수 있도록 이를 셋팅하여 상기 제어부(600)로 그 신호값을 출력하는 포인터(800)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 절단대상물의 자동 절단을 위한 프라즈마 절단장치.
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