KR100977836B1

KR100977836B1 - 레이져절삭기가 구비되는 조각기

Info

Publication number: KR100977836B1
Application number: KR1020080008247A
Authority: KR
Inventors: 김복인
Original assignee: 김복인
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2010-08-24
Also published as: KR20090082019A

Abstract

본 발명은, 레이져절삭기가 구비되는 조각기에 관한 것이다.

이는 특히, 공작물이 올려지는 베이스플레이트;

상기 베이스플레이트의 상부에 장착되어 전후이송하는 전후이송블럭과 상기 전후이송블럭에 연결되어 좌우이송되는 좌우이송블럭 및 상기 좌우이송블럭에 연결되어 승하강하는 승하강블럭의 연결구조로 이루어져 3차원 이동이 가능하면서 조각기가 구비되는 조각기유니트;

상기 좌우이송블럭의 일측에 연결되면서 정밀절삭이 가능토록 설치되는 레이져절삭기로서 이루어 진다.

이에 따라서, 조각과 다양한 형상의 정밀절삭이 동시에 수행토록 하여 별도의 조각기와 절삭기를 각각 구비하여야 하는 문제점을 해소하도록 하는 것이다.

동작플레이트, 좌우이송블럭, 공구대, 베이스플레이트

Description

레이져절삭기가 구비되는 조각기{a carving machine with laser cutter}

본 발명은 조각과 정밀절삭 작업이 하나의 장비에 의해 수행가능토록 3차원 이동이 가능하면서 조각기가 구비되는 조각기유니트의 일측에 레이져절삭기가 구비되어 조각과 절삭이 하나의 장비에 의해 수행되도록 하는 설치하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기에 관한 것이다.

일반적으로 수치제어 밀링기는 하나의 스핀들이 설치된 Z축 슬라이더가 구비되어 있으며, 공작물을 가공할 경우 공구대에 여러 기능의 공구를 절삭공정순으로 고정하여 두고 한 공정이 끝날 때마다 공구대를 회전시켜 다음에 가공되는 공구를 교환하고, Z축 슬라이더 및 스핀들이 입력된 프로그램에 의하여 자동제어 구동되는 일련의 수치제어작업을 통하여 공작물의 조각 가공작업이 이루어진다.

그리고, 상기와 같은 공작물의 가공은 단 한 종류의 절삭작업으로 완성되는 경우는 드물고 다단계의 작업을 필요로 하는 경우가 많으며, 각각의 작업시마다 공구를 자동 교환하거나 특수한 경우에는 공작기계를 변경하여 사용한다.

이러한 기술과 관련하여 등록실용신안 제331503호에 밀링기가 개시되어 있으며 그 구성은 도1a,b에서와 같이, 회전공구대(50)에 대기하고 있는 다양한 공구의 자동교환척킹용 메인 스핀들장치(10)가 설치되는 Z축 슬라이더(30) 일측에 마이너 스핀들장치(20)가 설치되고, 각각의 스핀들장치(10)(20)에는 일반적인 구성으로서 스핀들(11)(21) 하부에 경면가공공구(73) 및 공구(70)가 장착되기 위한 척(15)(25)이 구비된다.

그리고, 상기 마이너 스핀들장치(20)의 하단부에 위치되며 공구가 장착된 척(25)은 상기 메인 스핀들장치(10)에 장착된 척(15)에 비하여 공작물(60)이 장착되는 테이블(60)로부터 멀리 설치되는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 밀링기는, 각각의 스핀들장치(10)(20)가 Z축슬라이더(30)에 동시에 장착되는 구성으로 메인스핀들장치(10)의 구동시 마이너스핀들장치(20)의 구동이 불가능하여 동시작업이 불가능하게 되고, 마이너 스핀들장치(20)의 구동은 반드시 메인스핀들장치(10)의 구동완료후 작업이 수행토록 되어 작업이 번거롭게 됨으로 인력과 시간이 많이 소요되어 생산성에 막대한 지장을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 조각작업과 레이져에 의한 정밀절삭이 하나의 장치에 의해 수행할 수 있도록 하여 조각기와 절삭기를 각각 구비하여야 하는 문제점을 해소하도록 하고, 항상 일정한 깊이로 조각 할 수 있도록 하며, 조각작업과 절삭작업을 하나의 장비에 의해 선택적으로 수행토록 하여 작업의 효율성을 높일 수 있도록 하는 레이져 절삭기가 구비되는 조각기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 공작물이 올려지는 베이스플레이트의 상부에 장착되어 전후이송하는 전후이송블럭과 상기 전후이송블럭에 연결되어 좌우이송되는 좌우이송블럭 및 상기 좌우이송블럭에 연결되어 승하강하는 승하강블럭의 연결구조로서 이루어진 조각기에 있어서,
상기 좌우이송블럭에 조각기유니트와 구분되어 승하강하도록 연결되고, 베이스플레이트에 장착되는 발진기 및 이에 연결되는 반사수단을 통하여 레이져를 공급받는 레이져절삭기; 및
상기 조각기유니트 및 레이져절삭기에 연결되면서 xyz축의 변위를 조절하도록 설치되는 제어유니트를 제공한다.

삭제

또한, 본 발명의 제어부는, 공작물의 표면에 대하여 동일깊이로 절삭이 가능 토록 설치되며, 최소의 면적으로 지지하면서 열발산이 용이하게 이루어 지도록 복수의 지지판이 격자상으로 연결되고 내측에 먼지등을 포집토록 먼지포집수단이 더 구비되는 구성으로 이루어 지는 레이져 절삭기가 구비되는 조각기를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 조각작업과 정밀절삭이 하나의 장치에 의해 수행하여 조각기와 절삭기를 각각 구비하여야 하는 문제점을 해소하고, 항상 일정한 깊이로서 조각하여 조각의 신뢰성을 제공하며, 조각작업과 절삭작업을 하나의 장비에 의해 선택적으로 수행하여 작업의 효율성을 높이는 효과가 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 조각기를 도시한 사시도 이고, 도3은 본 발명에 따른 조각기를 도시한 정면도 이며, 도4는 본 발명에 따른 절삭기유니트를 도시한 정면도 이고, 도5a,b,c는 각각 본 발명에 따른 조각기의 베이스플레이트를 도시한 사시도 및 평면도와 요부 단면도 이다.

본 발명은 조각기유니트(100)와 레이져절삭기(270) 및 제어유니트(300)가 베이스플레이트(400)에 연결설치된다.

상기 베이스플레이트(400)는, 공작물(M)을 지지토록 흡착펌프(미도시)에 연결되는 복수의 흡착공(410)이 상부면에 일체로 형성된다.

그리고, 상기 베이스플레이트(400)는, 최소의 면적으로 지지하면서 열발산이 용이하게 이루어 지도록 복수의 지지판(430)이 고정플레이트(433)의 지지홀(435)을 통하여 격자상으로 연결된다. 도 2a는 지지판(230)을 드러낸 상태를 나타내고 도 2b는 지지판(230) 상측으로 흡착공(410)을 지닌 판재가 덮인 상태를 나타낸다.

상기 조각기유니트(100)는, 공작물(미도시)이 올려지는 베이스플레이트(400)의 상부에 장착되어 전후이송 되는 제1이송수단을 통하여 전후 이송하는 전후이송블럭(130)과 상기 전후이송블럭(130)에 연결되어 좌우이송되는 제2이송수단을 통하여 좌우이송되는 좌우이송블럭(150) 및 상기 좌우이송블럭(150)에 연결되어 승하강되는 제3이송수단으로서 승하강하는 승하강블럭(170)이 연결된다.

상기 레이져절삭기(270)는, 좌우이송블럭(150)에 연결되고, 상기 베이스플레이트에 장착되는 발진기(210)및 이에 연결되는 반사수단(230)을 통하여 레이져가 공급된다.

그리고, 상기 반사수단(230)은 확장이 가능한 자바라로서 연결되는 복수의 이동관과 그 모서리부에 각각 설치되는 복수의 반사경으로서 이루어져 원하는 위치에 레이져의 광원을 반사하여 전달하도록 설치된다.

이때, 상기 레이져절삭기(270)는, 좌우이송블럭에 연결되는 장착블럭(277)에 승하강수단(273)을 통하여 연결되며, 상기 반사수단(230)은 각도가 조절되는 하나 이상의 반사경이 순차로 연결되어 다방향으로 레이져를 전달하도록 설치된다.

상기 제1,2,3이송수단은, 각각 LM가이드와 이송블록 및 상기 이송블록에 치합되는 이송스크류와 이를 회전시키는 모터로서 이루어 진다.

더하여, 상기 좌우이송블럭(150)은, 그 일측에 하나 이상의 공구대(500)가 구비되며, 상기 공구대(500)는, 각각의 공구를 장착하는 복수의 지지척(550)이 공 구대몸체와 분리되는 플라스틱재로 이루어 진다.

또한, 상기 공구대(500)는, 상기 조각기유니트(100)의 이송수단과 같은 방식으로 수평방향 및 수직방향으로 위치를 가변토록 설치된다.

상기 제어유니트(300)는, 공작물의 표면에 대하여 동일깊이로 절삭이 가능토록 설치토록 공작물의 높이를 이동하면서 스캐닝하는 감지센서(317)가 구비되고, 제,2,3이송수단을 구동하는 모터를 정회전 및 역회전토록 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도5에서와 같이, 베이스플레이트(400)의 상부에 레이져절삭기로서 이루어진 절삭기유니트(200) 및 조각기유니트(100)가 구비되어 하나의 장비에 의해 조각과 정밀절삭이 가능토록 한다.

또한, 본 발명의 조각기유니트(100)는 그 일측에 설치되는 제어유니트(300)의 감지센서(317)에 베이스플레이트(400)의 상부에 놓여지는 공작물(M)의 수평도를 측정한 후 제어유니트(300)를 통하여 모터를 정회전 및 역회전 시켜 조각기유니트(100)에 의한 절삭깊이를 조절하여 표면에 대하여 항상 일정한 깊이로 절삭이 가능하게 된다.

그리고, 가변토록 되는 공구대(500)를 복수개 설치하여 조각기유니트(100)에 장착되는 각각의 공구를 용이하게 교환할 수 있게 된다.

계속하여, 상기 공구대(500)는, 각각의 공구를 지지하기 위한 지지척(550)이 공구대몸체(510)에 분리가능토록 연결되면서 소정의 탄성을 갖는 플라스틱재로 형성되어 공구의 잦은 장착에 의해 파손시 공구대몸체(510) 전체를 교환하여야 하는 불편함을 해소한다.

더하여, 상기 조각기 및 그 일측에 장착되는 레이져절삭기는, 제어유니트(300)에 연결되는 각 모터가 역회전 및 정회전 할 때 전후이송블럭(130)과 좌우이송블럭(150) 및 승하강블럭(170)이 이동하여 XYZ축을 통한 3차원 이동이 가능토록 된다.

그리고, 상기 레이져절삭기(270)에는 포집커버(457)가 더 구비되어 비산되는 먼지의 확산을 방지하게 된다.

계속하여, 상기 레이져절삭기(270)는, 조각기유니트(100)의 측면에 연결되어 일체로 이동하면서 정밀한 절삭 및 절단이 가능토록 되고, 상기 레이져절삭기(270)에는 포집커버(457)가 더 구비되어 비산되는 먼지의 누출을 최소화 하게 된다.

그리고, 상기 발진기(210)에서 방출되는 레이져가 소정각도를 유지하는 복수의 반사경을 통과하면서 최종적으로 레이져절삭기에 전달되도록 한다.

이때, 상기 발진기(210)는, 고전압의 인가시 co₂가스의 증폭 작용에 의해 레이저가 방출되고, 상기 레이져는 레이져절삭기의 절단헤드가 있는 곳 까지 전송하기 골드 코팅된 다수의 반사경조합에 의해 전송토록 하며, 증폭후 냉각기에 의해 원하는 출력으로 제어하여 방출토록 한다.

그리고, 상기 절단헤드의 내측에 구비되는 집속렌즈(279)에 의해 집속을 하고, 이 집속된 빛이 공작물을 순간적으로 녹이면서 절단하도록 하고, 공작물이 녹을 때 발생되는 잔여물은 일측에서 분사되는 가스나 오일에 의해 제거토록 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 다양한 공구를 통한 조각작업과 레이져절삭기등을 통한 절삭수단을 통하여 정밀한 절삭작업을 하나의 장치에 의해 수행할 수 있게 되는 것이다.

도1a,b는 각각 종래의 밀링기를 도시한 정면도 및 요부 정면도 이다.

도2a,b는 각각 본 발명에 따른 조각기를 도시한 사시도 이다.

도3은 본 발명에 따른 조각기를 도시한 정면도 이다.

도4는 본 발명에 따른 절삭기유니트를 도시한 정면도 이다.

도5a,b,c는 각각 본 발명에 따른 조각기의 베이스플레이트를 도시한 사시도 및 평면도와 요부 단면도 이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...조각기유니트 170...승하강블럭

200...절삭기유니트 277...장착블럭

500...공구대

Claims

공작물이 올려지는 베이스플레이트의 상부에 장착되어 전후이송하는 전후이송블럭과 상기 전후이송블럭에 연결되어 좌우이송되는 좌우이송블럭 및 상기 좌우이송블럭에 연결되어 승하강하는 승하강블럭의 연결구조로서 이루어진 조각기에 있어서,

상기 좌우이송블럭에 조각기유니트와 구분되어 승하강하도록 연결되고, 베이스플레이트에 장착되는 발진기 및 이에 연결되는 반사수단을 통하여 레이져를 공급받는 레이져절삭기; 및

상기 조각기유니트 및 레이져절삭기에 연결되면서 xyz축의 변위를 조절하도록 설치되는 제어유니트가 구비되며,

상기 제어유니트는, 공작물의 표면에 대하여 동일깊이로 절삭이 가능토록 설치되며, 승하강블럭에 결합되는 감지센서에 의해 베이스플레이트에 올려지는 공작물의 표면상태를 스캐닝하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기
삭제
제1항에 있어서, 상기 베이스플레이트는, 공작물을 공압에 의해 지지토록 최상부면에 복수의 흡착공이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기
제1항에 있어서, 상기 베이스플레이트는, 최소의 면적으로 지지하면서 열발산이 용이하게 이루어 지도록 복수의 지지판이 격자상으로 연결되고 내측에 먼지등을 포집토록 먼지포집수단이 더 구비되고,

상기 먼지포집수단은, 베이스플레이트에 충진되는 유체챔버 또는 베이스플레이트에 연결되면서 그 일측에 펌프가 연결되는 흡착챔버로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기
제1항에 있어서, 상기 좌우이송블럭은, 그 일측에 수평방향 및 수직방향으로 가변토록 설치되고, 다수의 공구를 지지하는 하나 이상의 공구대가 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기
제5항에 있어서, 상기 공구대는, 각각의 공구를 장착하는 지지척이 공구대몸체와 분리되는 플라스틱재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기
제1항에 있어서, 상기 전후이송블럭, 좌우이송블럭, 승하강블럭의 이송을 위한 이송수단은, LM가이드와 이송블럭 및 상기 이송블럭에 치합되는 이송스크류와 이를 회전시키는 모터로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기
제1항에 있어서, 상기 레이져절삭기는, 먼지등의 비산을 방지토록 포집커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기
제1항에 있어서, 상기 반사수단은, 신축 및 확장이 가능한 자바라로서 연결되는 복수의 이동관과 그 모서리부에 각각 설치되는 반사경으로서 이루어져 원하는 위치에 레이져의 광원을 반사하여 전달하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 레이져절삭기가 구비되는 조각기