KR101085484B1 - 워터젯 가공용 고정지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터젯 가공과 관련되는 기술로서, 구체적으로는 동시에 여러 장의 대상물을 워터젯 가공하기 위한 고정지그에 대한 것으로서, 적층된 대상물들이 올려지는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 인접되게 마련되어 상하 움직이게 되는 제1플런저; 상기 베이스 플레이트의 타측에 인접되게 마련되어 상하 움직이게 되는 제2플런저; 일단부가 상기 제2플런저의 상단에 회전가능하게 연결되며, 타단부에는 상기 제1플런저의 상단에 끼워지는 연결고리가 형성되는 누름 플레이트; 상기 누름 플레이트를 회동 동작시키기 위한 회동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

워터젯 가공용 고정지그{FIXING JIG FOR WATER-JET}

본 발명은 워터젯 가공과 관련되는 기술로서, 구체적으로는 동시에 여러 장의 대상물을 워터젯 가공하기 위한 고정지그에 대한 것이다.

워터젯 절단가공은 고압의 물이나 물에 연마재를 혼합하여 고압으로 대상물에 분사시키면서 절단을 하게 되는 가공방법이다.

워터젯 가공은 작업시 열이 발생되지 않아 대상물에 열적변화를 유발하지 않는다는 장점이 있고, 가공 완료후 버어가 거의 남지 않는다는 장점도 있고, 어떠한 재질의 대상물에도 사용할 수 있다는 장점도 있다.

워터젯 가공을 통해 골판지, 종이귀저기, 샌드페이퍼, 고무제품, 우레탄제품, 타이어, 피혁제품(천연, 합성), 직물, 나이론, 비닐, 기타 플라스틱, FRP, 케블러, 프린트 기판, 기타 복합재료, 유리, 섬유질 유리, 세라믹, 목재, 합판, 석면, 석고보드, 타일, 기타 건축재료, 콘크리트, 시멘트, 아스팔트, 철, 비철금속, 스텐레스, 기타 특수금속, 냉동육류를 절단 가공할 수 있다.

워터젯 가공을 함에 있어서는 대상물을 안정적으로 고정시켜야만 정확하게 원하는 형태로 절단할 수 있는데, 각종 전자제품의 디스플레이부에 사용되는 유리판과 같은 것을 고정할 때에는 보통 진공 흡착 지그를 이용하게 된다.

하지만, 진공 흡착 지그를 이용하면 하나의 대상물만을 고정시킬 수 있기 때문에 동시에 여러개의 대상물을 적층하여 가공할 수 없어 생산성이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명과 관련되는 종래기술로 대한민국 등록특허번호 제10-0959934(2010년05월18일 등록)의 "이중 지그를 구비한 워터젯 싱귤레이션 장치"가 있으며, 도 1은 종래기술에 대한 구성도를 나타낸 것이다.

이중 지그를 구비한 워터젯 싱귤레이션 장치는, 제1 지그(100), 제2 지그(200), 노즐(400), 작업 테이블(500), 집수조(600), 진공발생 장치(700), 모터(800) 및 교반기(900) 등을 포함하며, 제1 지그(100)에 제1 피가공물(300a)이 탑재되며, 상기 제1 피가공물(300a)로부터 싱귤레이션될 개별 부품별로 흡착 고정하는 복수의 개별 진공 유닛을 구비하고 있고, 마찬가지로, 제2 지그(200)에 제2 피가공물(300b)이 탑재되며, 상기 제2 피가공물(300b)로부터 싱귤레이션될 개별 부품별로 흡착 고정하는 복수의 개별 진공 유닛을 구비하고 있다.

종래기술은 두개의 지그를 이용하여 교대로 작업이 가능하도록 함으로써 생산성을 높일 수 있도록 하지만, 여전히 한번에 하나의 피가공물만을 가공할 수 있다는 문제점을 안고 있다.

1.대한민국 등록특허번호 제10-0959934(2010년05월18일 등록)

따라서 본 발명은 작업성을 높일 수 있도록 여러 장의 대상물을 포개어 한번에 워터젯 가공을 할 수 있도록 하는 고정지그를 제공하고자 한다.

그리고 본 발명은 대상물의 고정구조가 워터젯 노즐이나 기타 주변 부품들과 간섭이 생기지 않도록 하는 독특한 구조의 고정지그를 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 워터젯 가공용 고정지그는, 2개 이상의 대상물을 포갠 상태에서 워터젯 절단가공하기 위한 워터젯 가공용 고정지그로서, 적층된 대상물들이 올려지는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 인접되게 마련되어 상하 움직이게 되는 제1플런저; 상기 베이스 플레이트의 타측에 인접되게 마련되어 상하 움직이게 되는 제2플런저; 일단부가 상기 제2플런저의 상단에 회전가능하게 연결되며, 타단부에는 상기 제1플런저의 상단에 끼워지는 연결고리가 형성되는 누름 플레이트; 상기 누름 플레이트를 회동 동작시키기 위한 회동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 제1플런저와 제2플런저는 상기 베이스 플레이트의 하부에 마련되는 클램핑 실린더와 연결되어 상하로 움직이게 되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 회동유닛은, 상기 제2플런저에 대해 회전될 수 있게 연결되어 상기 누름 플레이트 하면에 고정되는 종동기어와, 상기 종동기어와 맞물리게 되는 구동기어와, 상기 구동기어를 회전시키는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 베이스 플레이트 주위에 다수의 정위치 실린더가 마련되어 상기 베이스 플레이트 위에 놓여지는 상기 대상물을 가공 원점으로 옮길 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 제1플런저와 제2플런저의 상단 각각에는, 상기 제1플런저 및 제2플런저의 상하 이동시 상기 누름 플레이트도 이들과 구속되어 상하 이동될 수 있도록 하기 위한 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 워터젯 가공용 고정지그는 다수의 대상물을 포개어 고정시킨 후 한번에 여러 개의 대상물을 가공할 수 있어 생산성을 높일 수 있다는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 대상물의 상면을 눌러 고정되게 하면서도 워터젯 노즐과 같은 움직이는 요소들과 간섭이 생기지 않는 구조이기 때문에 워터젯 가공용 고정지그의 상부측 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터젯 가공용 고정지그의 개략적인 사시도.
도 3은 도 2에서 누름 플레이트가 닫힌 상태를 보여주는 사시도.
도 4는 도 2에서 일부 구성요소에 대한 확대 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터젯 가공용 고정지그의 평면도.
도 6은 도 5에 대한 정면도.
도 7은 누름 플레이트 및 제1플런저, 제2플런저의 동작 상태를 보여주는 상태 변화도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터젯 가공용 고정지그의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2에서 누름 플레이트가 닫힌 상태를 보여주는 사시도이며, 도 4는 도 2에서 일부 구성요소에 대한 확대 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터젯 가공용 고정지그의 평면도이며, 도 6은 도 5에 대한 정면도이며, 도 7은 누름 플레이트 및 제1플런저, 제2플런저의 동작 상태를 보여주는 상태 변화도이다.

본 발명의 워터젯 가공용 고정지그는 각종 전자제품에 사용되는 유리판과 같은 판상 대상물을 2개 이상 적층하여 한번에 워터젯 절단가공하기 위한 고정지그로 사용되기에 매우 적합하다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 워터젯 가공용 고정지그는 베이스 플레이트(100), 제1플런저(200), 제2플런저(300), 누름 플레이트(400) 및 회동유닛(500)을 포함하여 이루어진다.

소정의 베드(90) 위에 베이스 플레이트(100)가 마련되며, 베이스 플레이트(100)의 상면에 대상물(80)이 올려진다. 베이스 플레이트(100) 위에 올려지는 대상물(800)은 2개 이상이 포개어져 적층된다.

베이스 플레이트(100)의 일측에 인접하여 제1플런저(200)가 마련되며, 베이스 플레이트(100)의 타측에 제2플런저(300)가 마련된다. 제1플런저(200)와 제2플런저(300)는 직립되게 배치되어 상하로 움직일 수 있다.

제1플런저(200)와 제2플런저(300)의 상하 이동은 다양한 수단에 의해 달성될 수 있지만, 본 실시예의 경우 베이스 플레이트(100)의 하부에 유압 혹은 공압에 의해 작동되는 클램핑 실린더(600)와 연결되어 상하로 움직일 수 있도록 한다.

제1플런저(200)와 제2플런저(300)의 상하 이동동작을 위한 클램핑 실린더(600)가 베이스 플레이트(100)의 하부에 마련되기 때문에 베이스 플레이트(100)의 상부측 공간을 보다 효과적으로 사용할 수 있게 되는 이점이 있다.

즉, 베이스 플레이트(100)의 상측에는 X,Y,Z 세 방향으로 움직이는 워터젯 노즐이 마련되어야 하고, 대상물의 공급 및 취출을 위한 운송수단이 마련되어야 한다. 워터젯 노즐이나 운송수단의 보다 자유로운 동선을 확보하기 위해서는 고정지그와의 간섭 가능성을 최소화해야 할 필요가 있고, 이런 측면에서 본 발명의 고정지그에서는 클램핑 실린더(600)를 베이스 플레이트(100) 아래에 둠으로써 베이스 플레이트(100) 상측에 충분한 공간이 마련될 수 있도록 한다.

제1플런저(200)와 제2플런저(300)의 상하 이동동작에 대해서는 후술하도록 한다.

베이스 플레이트(100) 위에 놓여지는 적층된 다수의 대상물(80)들은 누름 플레이트(400)에 의해 눌러져 고정된 다음 워터젯 노즐에 의한 절단가공이 이루어지며, 누름 플레이트(400)는 제2플런저(300)의 상단에 회전가능하게 연결된다.

누름 플레이트(400)의 일단부가 제2플런저(300)의 상단에 연결되며, 누름 플레이트(400)의 타단부에는 연결고리(410)가 형성된다. 누름 플레이트(400)는 베이스 플레이트(100)에 대상물(80)이 올려질 때까지는 오픈된 상태로 외측에 위치하게 되고, 베이스 플레이트(100)에 올려진 대상물(80)을 고정시킬 때 누름 플레이트(400)는 180도 내측으로 회전되어 대상물(80)의 상면에 위치하게 된다.

누름 플레이트(400)에 형성되는 연결고리(410)는 대상물(80)을 고정시키기 위해 누름 플레이트(400)가 내측으로 회전될 때 제1플런저(200)의 상단에 끼워지면서 구속되는 상태가 된다.

누름 플레이트(400)가 회동되어 제1플런저(200)의 상단에 연결고리(410)가 끼워지면 제1플런저(200)와 제2플런저(300)가 소정의 거리만큼 하강되고, 제1플런저(200) 및 제2플런저(300)와 함께 하강되는 누름 플레이트(400)가 베이스 플레이트(100) 위에 놓여진 대상물(80)을 눌러 가압함으로써 대상물은 안정적으로 고정될 수 있다.

제1플런저(200)와 제2플런저(300)는 동시에 동일한 거리만큼 하강되며, 이와 함께 제1플런저(200) 및 제2플런저(300)와 연결된 누름 플레이트(400)도 동시에 하강 동작하게 된다.

특히, 제1플런저(200)와 제2플런저(300)의 상단 각각에는 걸림부(A)가 형성되며, 제1플런저(200)에 형성되는 걸림부(A)에는 누름 플레이트(400)의 연결고리(410)가 끼워져 연결고리(410)의 상하면이 구속되도록 하고, 제2플런저(300)에 형성되는 걸림부(A)는 회동가능하게 제2플런저(300)에 결합되는 누름 플레이트(400)의 일단부 상면과 후술될 종동기어(510) 하면을 구속시키게 된다.

각 걸림부(A)는 외경이 감소되면서 턱을 이루는 걸림턱(a1)과 걸림턱(a1)보다 높은 위치에 있는 와셔(a2)와 같은 조합으로 이루어질 수 있다.

누름 플레이트(400)의 연결고리(410)가 제1플런저(200)의 걸림부(A)에 끼워진 후 제1플런저(200) 및 제2플런저(300)가 하강되면 누름 플레이트(400)도 함께 하강하게 되며, 이때 누름 플레이트(400)는 걸림부(A) 때문에 제1플런저(200) 및 제2플런저(300)와 함께 안정적으로 하강될 수 있고, 역으로 제1플런저(200)와 제2플런저(300)가 하강된 후 상승될 때에도 걸림부(A)로 인해 누름 플레이트(400)는 동시에 상승할 수 있다.

누름 플레이트(400)를 회동 동작시키기 위한 수단으로 회동유닛(500)이 마련되며, 회동유닛(500)은 종동기어(510), 구동기어(520) 및 액츄에이터(530)를 포함하여 이루어진다.

종동기어(510)는 누름 플레이트(400)의 하면에 위치되되 제2플런저(300)에 끼워져 회전될 수 있도록 누름 플레이트(400)와 고정된다. 따라서 종동기어(510)와 누름 플레이트(400)는 함께 회전 동작하게 된다.

종동기어(510)와 맞물리는 구동기어(520)가 마련되며, 구동기어(520)는 액츄에이터(530)에 연결되어 회전동작하게 된다. 즉, 액츄에이터(530)가 제공하는 힘에 의해 구동기어(520)가 회전되고 구동기어(520)와 맞물린 종동기어(510)가 회전됨으로써 누름 플레이트(400)는 회전될 수 있다.

액츄에이터(530)와 구동기어(520)도 제2플런저(300)와 연결되어 제2플런저(300)의 상하 이동시 이들도 함께 상하 이동되도록 하는 것이 바람직하다.

액츄에이터(530)는 구동기어(520)를 회전되게 할 수 있는 것이면 무방하며, 모터나 유공압에 의해 동작되는 것일 수 있다.

한편, 바람직하게 베이스 플레이트(100)의 주위에는 다수의 정위치 실린더(700)가 마련되도록 하며, 정위치 실린더(700)는 베이스 플레이트(100) 위에 올려지는 대상물(80)을 가공 원점으로 정열시키기 위한 것이다.

본 실시예의 경우 도 2에 보이듯이 베이스 플레이트(100)의 좌측과 정면에 정위치 실린더(700)를 두도록 하며, 각 정위치 실린더(700)가 작동하여 대상물(80)을 항상 일정한 위치에 위치되도록 한다. 즉, 정위치 실린더(700)들이 작동하여 대상물(80)이 베이스 플레이트(100) 위에 자리잡게 되는 위치가 가공원점이 된다.

정위치 실린더(700)에 의한 대상물(80)의 가공원점으로의 이동 후에 누름 플레이트(400)가 하강되어 대상물(80)의 상면을 눌러 가압 고정시키게 됨으로써 대상물(80)의 고정은 완료된다.

본 발명에 의한 고정지그에 의해 대상물(80)의 고정이 완료된 다음에 워터젯 노즐이 이동되어와 소정의 위치에서 대상물에 절단 가공을 하게 된다.

바람직하게 누름 플레이트(400)에는 대상물(80)에 대한 가공영역을 한정하여 타 부위에 영향을 주지 않도록 하기 위한 절개된 유도홈(420)이 형성되는 것으로 한다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 경우 누름 플레이트(400)의 전후 양측에 U 자형으로 절개된 유도홈(420)을 형성시키고, 유도홈(420) 내에서 워터젯 노즐이 움직이면서 소정의 절단작업이 이루어지게 된다.

이하 본 발명에 의한 워터젯 가공용 고정지그의 전체적인 작동관계에 대해 설명하도록 한다.

베드(90)에는 여러 개의 고정지그들이 배치될 수 있지만, 하나의 고정지그가 베드 상에 마련되는 것을 예로 하여 설명한다.

운송수단에 의해 대상물(80)은 옮겨져 베이스 플레이트(100) 위에 올려지며, 대상물(80)이 가공원점에 위치될 수 있도록 다수의 정위치 실린더(700)들이 작동하여 대상물을 정확한 위치로 이동시키게 된다.

대상물(80)을 고정시키기 위해 누름 플레이트(400)가 열린 상태에서 회동되어 닫힌 상태로 전환된다. 누름 플레이트(400)가 내측으로 180도 회동하면 누름 플레이트(400)의 연결고리(410)는 제1플런저(200)의 상단에 끼워진다.

누름 플레이트(400)의 회동동작은 제2플런저(300)에 형성되는 회동유닛(500)에 의해 달성되고, 누름 플레이트(400)에 의해 제1플런저(200)와 제2플런저(300)가 연결되면 제1플런저(200) 및 제2플런저(300)와 각각 연결된 클램핑 실린더(600)가 작동되어 제1플런저(200), 제2플런저(300), 누름 플레이트(400)는 동시에 하강하게 된다.

누름 플레이트(400)가 하강되면 베이스 플레이트(100) 위에 올려진 대상물(80)은 누름 플레이트(400)에 의해 가압되어 움직이지 않도록 고정된다.

대상물(80)이 고정되면 워터젯 노즐이 이동되어와 대상물에 대한 절단 가공이 이루어지고 절단 가공이 완료되면, 하강되었던 제1플런저(200), 제2플런저(300) 및 누름 플레이트(400)는 상승된 후 누름 플레이트(400)가 외측으로 180도 회전되어 연결고리(410)가 제1플런저(200) 상단으로부터 분리된다.

그런 다음 운송수단에 의해 가공 완료된 대상물은 취출되고 새로운 대상물이 베이스 플레이트에 공급되어 새로운 절단이 이루어지게 된다.

특히, 본 발명에서는 베이스 플레이트(100) 위에 적층된 다수의 대상물(80)을 올려서 고정시키도록 하기 때문에 동시에 여러 장을 가공할 수 있고, 대상물을 누름 플레이트(400)로 눌러 고정시키는 구조이면서도 클램핑 실린더(600)가 베이스 플레이트(100) 하부에 마련되고, 제1플런저(200)와 제2플런저(300)가 상하 움직이면서 누름 플레이트(400)를 동작시키기 때문에 워터젯 노즐이나 운송수단의 움직임에 방해를 주지 않는다는 이점이 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의한 워터젯 가공용 고정지그는 판상 유리와 같은 것을 동시에 여러 장 가공하기 위한 고정지그로 사용될 수 있다.

100 : 베이스 플레이트 200 : 제1플런저
300 : 제2플런저 400 : 누름 플레이트
410 : 연결고리 420 : 유도홈
500 : 회동유닛 510 : 종동기어
520 : 구동기어 530 : 액츄에이터
600 : 클램핑 실린더 700 : 정위치 실린더
80 : 대상물 90 : 베드
A : 걸림부 a1 : 걸림턱
a2 : 와셔

Claims (5)

1. 2개 이상의 대상물을 포갠 상태에서 워터젯 절단 가공하기 위한 워터젯 가공용 고정지그로서,
   적층된 대상물들이 올려지는 베이스 플레이트;
   상기 베이스 플레이트의 일측에 인접되게 마련되어 상하 움직이게 되는 제1플런저;
   상기 베이스 플레이트의 타측에 인접되게 마련되어 상하 움직이게 되는 제2플런저;
   일단부가 상기 제2플런저의 상단에 회전가능하게 연결되며, 타단부에는 상기 제1플런저의 상단에 끼워지는 연결고리가 형성되는 누름 플레이트;
   상기 누름 플레이트를 회동 동작시키기 위한 회동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯 가공용 고정지그.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1플런저와 제2플런저는 상기 베이스 플레이트의 하부에 각각 마련되는 클램핑 실린더와 연결되어 상하로 움직이게 되는 것을 특징으로 하는 워터젯 가공용 고정지그.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 회동유닛은,
   상기 제2플런저에 대해 회전될 수 있게 연결되어 상기 누름 플레이트 하면에 고정되는 종동기어와, 상기 종동기어와 맞물리게 되는 구동기어와, 상기 구동기어를 회전시키는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯 가공용 고정지그.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트 주위에 다수의 정위치 실린더가 마련되어 상기 베이스 플레이트 위에 놓여지는 상기 대상물을 가공 원점으로 옮길 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 워터젯 가공용 고정지그.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1플런저와 제2플런저의 상단 각각에는,
   상기 제1플런저 및 제2플런저의 상하 이동시 상기 누름 플레이트도 이들과 구속되어 상하 이동될 수 있도록 하기 위한 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 워터젯 가공용 고정지그.

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