KR101164998B1 - 도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조 및 이를 가진 마킹 장치 - Google Patents

도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조 및 이를 가진 마킹 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조 및 이를 가진 마킹 장치에 관한 것이고, 구체적으로 공기 압력에 의하여 마킹 핀이 상하 왕복으로 이동하여 균일하고 신속한 마킹이 가능하도록 하는 도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조 및 이를 가진 마킹 장치에 관한 것이다. 도트 핀 마킹을 위한 실린더 구조는 상부로 일정 압력의 공기 주입이 가능하고 그리고 하부로 일정 압력의 공기 주입이 가능한 실린더(11) 및 실린더(11)의 내부에 결합되어 상부 공기 주입에 의하여 하부로 이동되고 그리고 하부 공기 주입에 의하여 상부로 이동되어 마킹 핀(12)을 포함하고, 상부 공기 주입과 하부 공기 주입은 교대로 이루어지고 이에 따라 마킹 핀이 상하로 왕복 운동을 하게 된다.

Description

도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조 및 이를 가진 마킹 장치{A Pressure Back and Forth Type of Cylinder Structure for Dot Peen Marking and Marker Having the Same}
본 발명은 도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조 및 이를 가진 마킹 장치에 관한 것이고, 구체적으로 공기 압력에 의하여 마킹 핀이 상하 왕복으로 이동하여 균일하고 신속한 마킹이 가능하도록 하는 도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조 및 이를 가진 마킹 장치에 관한 것이다.
마킹 장치란 기계적으로 제품의 표면에 글자, 모양, 심볼 또는 로고와 같은 것을 자동으로 반복하여 각인이 되도록 하는 장치를 말하고 레이저 마킹기, 도트 핀 마킹기 또는 전해 마킹기와 같은 것이 있다. 레이저 마킹은 높은 에너지를 가진 레이저 광으로 재료를 제거하는 방법, 재료 표면을 소각하여 표면을 변하게 하는 방법 및 다수 층에서 하나 또는 그 이상의 층을 제거하는 방법으로 이루어질 수 있고 금속, 플라스틱, 실리콘, 나무, 종이, 가죽 또는 유리와 같은 소재에 적용될 수 있다. 도트 핀 마킹기는 제품의 표면을 따라 초경 각인 핀에 의하여 일련의 점을 만들어 선 형태로 나타나도록 하는 장치를 말한다. 그리고 전해 마킹 마킹기는 전해액과 전류의 상호 작용으로 전도성 제품 표면에 스텐실의 이미지를 화학적으로 부식시키는(etching) 장치를 말하고 전도성 있는 금속 제품으로 칼, 공구, 의료기구, 위생기구 또는 볼 베어링과 같은 제품에 적용될 수 있다.
도트 핀 마킹 장치는 X-Y 축을 따라 이동하도록 하는 스테핑 모터를 사용하고 도트 핀의 상하 왕복 운동에 의하여 제품의 표면에 각인이 되도록 한다. 도트 또는 마킹 핀은 0.2 mm 내지 0.4 mm의 깊이가 각인이 되도록 공기압에 의하여 연속적으로 작용하고 초당 20~80 Hz로 왕복 운동을 하면서 제품 표면을 타각하게 된다.
도트 핀 마킹 장치와 관련된 선행기술로 실용신안등록번호 제0183575호 ‘저소음 마킹장치’가 있다. 상기 선행기술은 실린더 통을 내부에 수용하기 위한 내부공간과, 에어통공을 포함하여 구성되는 방음수단과, 로드커버의 양단에 내설되며 로드 핀을 안내 지지하기 위한 2개의 링 형의 부싱을 포함하여 이루어지고 방음 수단은 실린더 통을 내부공간에 수용하는 방음커버로 형성되고 방음커버의 내부공간과 연통되는 에어통공을 형성하고, 상기 방음커버는 로드 커버가 통과하기 위한 통공을 하방에 형성하고 상단부 외주면에 실린더 캡의 결합나사와 대응하여 고정하기 위한 나사를 형성하여 실린더실에서 배출되는 배기가 방음커버 내부 공간을 통하여 실린더 캡에 형성된 에어통공으로 배출되도록 하는 고주파 소음이 현저히 감소된 마킹 장치에 대하여 개시하고 있다.
마킹 장치와 관련된 다른 선행기술로 특허공개번호 제2001-0067566호 ‘실린더형 타각부를 이용한 마킹 장치’가 있다. 상기 선행기술은 2개의 모터가 장착된 이송장치부에 의해 이송되며 중앙제어부의 제어에 의하여 동작하는 두 개의 솔레노이드 밸브부와 연결되어 압력공기를 투입하는 압력공기 투입부, 중앙제어부의 동작 지시에 의해 압력 공기 투입부로부터 투입된 압력 공기를 두 개의 솔레노이드 밸브부에 의하여 순차적으로 주입하도록 동작시키는 스위치부, 상기 스위치부의 동작 신호에 의해 순차적으로 압력공기 흡기와 배기를 반복하는 2개이 솔레노이드 밸브부, 상기 솔레노이브 밸브부에 연결되어 솔레노이드 밸브부 배기시 압력 공기를 배기하는 배기변부, 상기 2개의 솔레노이드 밸브부에 연결되고 압력공기가 흡기되는 솔레노이드 밸브를 개방하여 타각부에 압력 공기를 전달하고 타각부의 타각 동작 후 복귀시 배출되어야 할 압력 공기의 배출을 위하여 흡기된 밸브를 재개방하여 압력 공기를 선택적으로 흡기 또는 배기하는 3방향 체크 밸브 및 상기 3 방향 체크 밸브로부터 압력 공기를 전달받아 대상물을 타각하고 원위치로 복귀하며 이송 장치부의 동작에 의해 타각 위치를 이동하는 실린더형 타각부를 포함하는 실린더형 타각부를 이용한 마킹장치에 대하여 개시하고 있다.
제시된 선행기술은 마킹 핀의 왕복 운동 과정에서 아래쪽으로 이동은 공기 압력에 의하여 이루어지고 복원은 스프링에 의하여 이루어진다. 마킹 과정에서 마킹 핀은 예를 들어 10~40 Hz의 속도로 왕복 운동을 하게 된다. 스프링에 의하여 마킹 핀이 복원되면 마킹 핀의 왕복 운동 속도는 스프링의 복원 속도에 의하여 결정될 수 있다. 마킹 핀을 아래쪽으로 이동시키기 위한 공기압은 빠르게 작용하지만 스프링의 복원 속도는 스프링 계수에 의하여 결정될 수 있다. 그리고 스프링의 복원 과정은 정지 상태에서 점차로 속도가 빨라지는 방법으로 이루어진다. 그러므로 마킹 핀의 복원을 위하여 일정 시간이 요구되고 이로 인하여 마킹 핀의 전체 왕복 속도는 스프링의 복원 속도에 의하여 결정될 수 있다. 이로 인하여 전체 왕복 운동 속도가 늦어진다는 단점을 가지고 예를 들어 최대 40 Hz 이상이 되기 어렵다.
다른 한편으로 마킹 핀이 스프링에 의하여 복원되는 경우 스프링이 완전히 복원되기 전에 공기 압력이 작용할 수 있다. 그리고 마킹 핀의 상하 이동 거리는 스프링이 완전히 복원되기 이전의 위치와 제품 표면 사이가 될 수 있다. 이로 인하여 마킹 핀의 이동 거리가 짧아질 뿐만 아니라 마킹 핀의 상하 이동 거리의 조정이 어렵다는 문제점을 가진다. 또한 왕복 이동 거리가 전체적으로 작아진다는 문제점을 가진다. 만약 이동 거리를 높이기 위하여 높은 공기압을 작용시킨다면 스프링의 복원 시간이 길어질 수 있고 이로 인하여 왕복 운동 횟수가 현저히 감소될 수 있다는 문제점을 가진다.
마킹 핀이 스프링에 의하여 복원되면 가해지는 공기압에 비례하여 이동거리가 길어지지 않는다. 그리고 가해지는 압력의 크기 변화가 스프링의 복원에 미치는 영향은 예측되기 어렵다. 이로 인하여 물체 표면과 마킹 핀의 끝 부분 사이의 거리의 조정이 어렵게 될 수 있다. 아울러 표면이 균일하지 않으면 스프링이 복원 정도가 다르게 되고 이로 인하여 차후 마킹 핀의 왕복 횟수 또는 거리가 계속적으로 영향을 받게 된다. 그러므로 마킹 깊이가 일정하지 않으면서 이와 동시에 마킹 핀의 왕복 횟수가 균일하지 않게 될 수 있다. 공지 기술이 가진 또 다른 문제는 공정 과정에서 스프링의 파손으로 인하여 제조 공정에 심각한 손실을 발생시킬 수 있다는 점이다. 일반적으로 마킹 고정은 자동화 라인에서 이루어질 수 있고 이와 같은 과정에서 어느 하나의 마킹 장치에 설치된 스프링이 파손되면 수리를 위하여 전체 생산 라인이 중단될 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 공정 감시를 위한 카메라가 설치될 수 있지만 제조비용이 상승될 수 있을 뿐만 아니라 스프링 파손의 예방을 위한 근본적인 해결책이 될 수 없다는 문제점을 가진다.
이와 같이 마킹 핀의 복원을 위하여 스프링이 사용되면 전체 마킹 공정의 효율이 감소되면서 이와 동시에 마킹 품질이 저하될 수 있을 뿐만 아니라 스프링의 파손으로 인하여 제조 공정 전체에 심각한 손실을 발생시킬 수 있다는 문제점을 가진다.
본 발명은 선행기술이 가진 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 마킹 핀의 왕복 과정이 모두 공기압에 의하여 이루어지는 핀 마킹 또는 도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마킹 핀의 왕복 과정이 모두 공기압에 이루어져 마킹 효율이 증가되고 마킹 품질이 향상된 압력 왕복 방식의 실린더 구조를 가진 도트 핀 마킹 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 도트 핀 마킹을 위한 실린더 구조는 상부로 일정 압력의 공기 주입이 가능하고 그리고 하부로 일정 압력의 공기 주입이 가능한 실린더 및 실린더의 내부에 결합되어 상부 공기 주입에 의하여 하부로 이동되고 그리고 하부 공기 주입에 의하여 상부로 이동되는 마킹 핀을 포함하고, 상부 공기 주입과 하부 공기 주입은 교대로 이루어지고 이에 따라 마킹 핀이 상하로 왕복 운동을 하게 된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 실린더 내부 공간은 길이 방향으로 연장되면서 적어도 하나의 단차 면을 가지고 그리고 상기 하부 공기는 단차 면에 주입된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 도트 핀 마킹 장치는 상부 및 하부로 각각 일정 압력의 공기 주입이 가능한 실린더, 실린더 내부에서 공기 주입에 의한 압력으로 상하로 왕복 운동을 하는 마킹 핀, 실린더를 고정시키고 상부 및 하부로 각각 공기를 주입시키기 위한 제1 유입구 및 제2 유입구가 형성된 고정 블록(13), 상부 및 하부로 주입되는 공기의 공급 및 차단을 위한 조절 밸브 및 조절 밸브의 제어를 위한 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상부 및 하부의 공기 주입은 하나의 제어 밸브 유닛 또는 별개의 제어 밸브 유닛에 의하여 조절이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제어 밸브는 솔레노이드 밸브가 된다.
본 발명에 따른 실린더 구조는 구조가 간단하면서 내구성을 가진다는 이점을 가진다. 그리고 본 발명에 따른 마킹 장치는 단위 초당 마킹 핀의 왕복 회수가 공지 기술에 비하여 적어도 20 %가 향상되도록 하면서 타각 회수의 조절이 용이하다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 마킹 장치는 타각이 되는 깊이가 일정하도록 하면서 마킹 핀의 상하 이동 길이가 필요에 따라 증가시킬 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 마킹 장치는 제품 소재에 따라 타각되는 압력의 조절이 용이하고 인하여 제품의 품질이 향상되도록 한다는 장점을 가진다.
도 1a는 본 발명에 따른 실린더 및 마킹 핀의 실시 예에 대한 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1b는 본 발명에 따른 실린더 및 마킹 핀의 다른 실시 예에 대한 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실린더 구조를 가진 마킹 장치의 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 따른 실린더와 실린더 고정 블록의 결합 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1a는 본 발명에 따른 실린더 및 마킹 핀의 실시 예에 대한 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1a를 참조하면, 도트 핀 마킹을 위한 압력 왕복 방식의 실린더 구조는 상부로 일정 압력의 공기 주입이 가능하고 그리고 하부로 일정 압력의 공기 주입이 가능한 실린더(11); 및 실린더(11)의 내부에 결합되어 상부 공기 주입에 의하여 하부로 이동되고 그리고 하부 공기 주입에 의하여 상부로 이동되는 마킹 핀(12)을 포함하고, 상부 공기 주입과 하부 공기 주입은 교대로 이루어지고 이에 따라 마킹 핀이 상하로 왕복 운동을 하게 된다.
도트 핀 마킹은 금속, 비금속, 합성수지, 목재 또는 섬유가 같이 모든 제품의 표면에 적용될 수 있고 본 발명은 표면 소재에 특별히 제한되지 않는다. 또한 본 명세서에서 압력 왕복 방식이 공기압에 기초하여 설명이 되지만 유압 또는 공기압과 유압의 혼합 방식과 같이 다양한 형태의 압력이 적절한 구조 변형을 통하여 적용될 수 있고 본 발명은 순수하게 공기압에 의해서만 작동하는 방식에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
왕복은 일정 주기로 상하 운동을 하는 것을 말하며 왕복 운동의 주기가 동일해야 하는 것은 아니다. 주기는 미리 설정이 될 수 있고 그에 따라 적절하게 압력이 적용될 수 있다.
본 명세서에서 마킹 핀은 실린더의 내부에서 상하 운동을 하는 것으로 설명이 되지만 마킹 핀은 상하 운동이 가능하면서 이와 동시에 압력을 가할 수 있는 임의의 수용체 내에서 왕복 운동이 이루어질 수 있다. 그러므로 실린더는 임의의 형태가 될 수 있고 본 발명에서 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 1a의 (가)는 실린더의 평면도 및 내부 정면도를 각각 도시한 것이고 (나)는 실린더 고정 블록의 평면도 및 정면도를 각각 도시한 것이다.
실린더(11)는 수용 몸체(111), 수용 몸체(111)의 아래쪽에 형성된 운동 몸체(112), 운동 몸체(112)의 아래쪽에 형성된 돌출 부분(113)으로 나누어질 수 있다. 수용 몸체(111)의 위쪽 부분에 고정 머리(114)가 형성될 수 있다. 고정 머리(114)는 실린더 고정 블록(13)에 실린더(11)를 고정하기 위한 고정 홀(114a)을 가질 수 있다. 고정 머리(114)는 다양한 방법으로 실린더 고정 블록(13)에 고정될 수 있고 고정 홀(114a)은 이 분야에서 공지된 임의의 형태로 만들어질 수 있다.
수용 몸체(111)는 일정 길이만큼 연장될 수 있고 내부에 수용 공간(115)이 형성될 수 있다. 수용 공간(115)의 위쪽으로 예를 들어 1~6 kg/cm2의 압력이 주기적으로 작용하도록 공기가 주입될 수 있다. 필요에 따라 수용 공간(115)의 둘레 면에 부싱과 같은 표면 강화 수단(115a)이 설치될 수 있다. 표면 강화 수단(115a)은 마킹 핀(12)과 접촉하여 상하 이동하면서 마모되는 정도를 감소시키거나 또는 상하 이동으로부터 발생되는 마찰을 감소시키기 위하여 설치될 수 있다.
운동 몸체(112)는 수용 몸체(111)에 비하여 작은 직경을 가지면서 아래쪽으로 연장되고 내부에 운동 공간(116)이 설치될 수 있다. 운동 공간(116)은 마킹 핀(13)이 수용되어 상하로 이동되는 공간이 될 수 있다. 운동 공간(116)의 위쪽 부분 또는 수용 공간(115)과 접하는 부분에 유입 공간(116a)이 형성될 수 있다. 유입 공간(116a)은 일정한 압력으로 실린더(11) 내부로 유입되는 공기를 일시적으로 수용하기 위한 공간이 된다.
본 발명에 따르면, 마킹 핀(12)은 실린더(11)의 내부에서 상하로 왕복 운동을 하게 된다. 마킹 핀(12)은 수용 공간(115)의 위쪽으로부터 일정 압력으로 유입되는 공기에 의하여 아래쪽으로 이동될 수 있다. 그리고 마킹 핀(12)은 외부에서 유입 공간(116a)으로 일정 압력으로 공급되는 공기압에 의하여 위쪽으로 이동될 수 있다.
유입 공간(116a)은 외부에서 공급되는 공기압에 의하여 마킹 핀(12)을 위쪽으로 이동시킬 수 있는 임의의 구조로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
수용 공간(116)은 일정 길이만큼 아래쪽으로 연장되고 배출 공간(117)과 연결된다. 배출 공간(117)은 마킹 핀(12)의 외부 노출 부분을 수용하기 위한 것으로 실린더(11)의 가장 아래쪽에 형성되고 내부 둘레 면을 따라 부싱과 같은 표면 보호 수단(116a)이 형성될 수 있다. 표면 보호 수단(116a)은 위에서 설명한 표면 보호 수단(115a)과 동일 또는 유사한 기능을 한다.
수용 공간(115), 운동 공간(116), 유입 공간(116a) 및 배출 공간(117)은 각각 일정한 직경으로 연장되고 운동 공간(116)은 수용 공간(115)에 비하여 작은 직경으로, 유입 공간(116a)은 운동 공간(116)과 수용 공간(115)의 범위 내의 직경으로 그리고 배출 공간(117)은 운동 공간(116)과 동일하거나 작은 직경으로 각각 연장될 수 있다. 이와 같은 각각의 공간(115, 116, 116a, 117)은 단차 면을 가지면서 연결될 수 있다. 다만 각각의 공간(115, 116, 116a, 117)의 구조는 다양한 형태로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
실린더(11)에 수용되는 마킹 핀(12)은 상하 방향으로 일정 주기로 왕복 운동이 될 수 있다. 실린더(11)는 마킹 핀(12) 전체를 유지하는 핀 몸체(121), 핀 몸체(121)의 아래쪽에 형성되어 배출 공간(117)에서 상하로 이동되는 핀 하부 부분(122), 돌출 부분(113)의 외부로 배출되면서 제품 표면을 타각하는 타각 부분(123) 및 핀 몸체(121)의 위쪽 부분에 형성되어 마킹 핀(12)의 하부 이동을 제한하는 핀 걸이(124)로 이루어질 수 있다.
마킹 핀(12)이 가장 아래쪽에 위치하면 핀 걸이(124)는 수용 공간(115)의 아래쪽에, 핀 몸체(121)는 운동 공간(116)에, 핀 하부 부분(122)은 배출 공간(117)에 그리고 타각 부분(123)은 돌출 부분(113)의 외부에 위치하게 된다. 마킹 핀(12)이 실린더 내부에서 가장 위쪽에 위치하는 곳은 한정되지 않는다. 마킹 핀(12)의 위쪽 위치는 제품 표면의 정렬 위치, 가해지는 압력 또는 왕복 주기에 의하여 결정될 수 있다. 마킹 핀(12)의 각 부분은 적절한 소재로 만들어질 수 있고 예를 들어 타각 부분(123)은 초경 합금과 같이 경도가 상대적으로 높은 소재로 만들어질 수 있다. 필요에 따라 각각의 부분은 서로 분리가 가능한 구조로 만들어질 수 있다.
하부로 유입되는 공기 압력은 핀 걸이(124)의 아래쪽 표면에 작용하여 마킹 핀(12)을 위쪽으로 이동시키게 된다. 그러므로 핀 걸이(124)의 둘레 면과 수용 공간(115)의 내부 표면은 적절한 방법으로 밀봉이 될 수 있다. 예를 들어, 표면 보호 수단(115a)의 안쪽 면에 밀봉 기능을 가지는 윤활제가 가해질 수 있고 링과 같은 다른 적절한 밀봉 수단이 형성될 수 있다.
실린더(11)는 고정 머리(114)를 이용하여 실린더 고정 블록(13)에 고정될 수 있다.
실린더 고정 블록(13)은 일정 압력을 가진 외부 공기를 수용 공간(115) 내부로 유입시키기 위한 제1 유입 통로(131), 일정 압력을 가진 외부 공기를 유입 공간(116a)으로 공급하기 위한 제2 유입 통로(132), 고정 홀(114a)에 대응되는 위치에 형성되어 예를 들어 볼트와 같은 고정 수단이 결합될 수 있도록 하는 결합 고정 홀(134) 및 실린더 고정 블록(13) 자체를 다른 고정 수단에 고정시키기 위한 고정 수단(134)를 포함할 수 있다.
제1 유입 통로(131) 또는 제2 유입 통로(132)는 적절한 위치에 형성될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 또한 실린더 고정 블록(13)은 마킹 핀(12)의 상하 이동 과정에서 실린더(11)의 진동이 방지될 수 있는 적절한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 다만 본 발명에 따른 실린더 고정 블록(13)은 제1 유입 통로(131) 및 제2 유입 통로(132)가 형성되어야 하므로 각각의 유입 통로(131, 132)의 형성이 용이한 적절한 구조를 가지는 것이 유리하다.
유입 통로(131, 132)의 형성에 대한 실시 예가 아래에서 설명된다.
도 1b는 본 발명에 따른 실린더 및 마킹 핀의 다른 실시 예에 대한 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1b를 참조하면, 제1 유입 통로(131)와 제2 유입 통로(132)는 서로 마주보는 위치에 형성될 수 있다. 이와 같이 서로 마주 보는 위치에 제1 유입 통로(131)와 제2 유입 통로(132)를 형성하면 통로의 가공 및 제어가 용이하다는 이점을 가진다. 제1 유입 통로(131)와 제2 유입 통로(132)는 서로 다른 직경을 가질 수 있지만 수용 공간(115) 또는 유입 공간(116a)에 형성된 연결 부분에 의하여 결정될 수 있다.
제1 유입 통로(131)와 제2 유입 통로(132)는 다양한 구조 또는 위치를 가지도록 실린더 고정 블록(13)에 형성될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
아래에서 본 발명에 따른 실린더 구조를 가진 도트 핀 마킹 장치에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 도트 핀 마킹 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 도트 핀 마킹 장치는 레귤레이터, 전동 모터 또는 제어 장치와 같은 것을 포함할 수 있다. 추가로 도트 핀 마킹 장치는 필요한 제어 매개변수를 입력하기 위한 키보드와 같은 입력 수단을 포함할 수 있다.
입력 수단을 통하여 실린더(11) 위쪽 및 아래쪽으로 공급이 되어야 할 압력이 제어 장치로 입력이 되면 전동 모터와 레귤레이터를 이용하여 일정 압력을 가진 공기가 실린더의 수용 공간(115) 및 유입 공간(116a)으로 공급될 수 있다. 예를 들어 수용 공간(115)으로 유입되는 공기의 압력은 1,3,5 또는 6 kgf/cm2이 될 수 있고 유입 공간(116a)으로 공기의 압력도 동일하게 1,3 5 또는 6 kgf/cm2이 될 수 있다. 다만 수용 공간(115)으로 유입되는 공기의 압력과 유입 공간(116a)으로 공급되는 압력이 반드시 동일할 필요는 없다. 수용 공간(115)에 유입되는 공기압과 유입 공간(116a)으로 공급되는 공기가 서로 다른 압력을 가진다면 별도의 압력 공급 장치가 설치되어야 할 것이다.
도 2에 도시된 것처럼, 하나의 관 또는 튜브를 통하여 압력 공기가 제어 밸브 블록(21)으로 공급되고 다시 제어 밸브 블록(21)에서 수용 공간(115)과 유입 공간(116a)을 분기되어 압력 공기가 공급된다면 수용 공간(115)과 유입 공간(116a)으로 공급되는 공기의 압력은 동일한 것이 유리하다.
일정 압력을 가진 공기는 압력 게이지(22)를 경유하여 제어 밸브 블록(21)으로 공급될 수 있다. 압력 게이지(22)는 공급되는 공기의 압력을 측정하면서 정해진 압력으로 공기가 공급될 수 있도록 한다. 필요에 따라 압력의 조절을 위하여 압력 게이지(22)에 조절 장치가 설치될 수 있다. 다른 한편으로 압력 게이지(22)에서 측정된 압력은 제어 장치로 전달될 수 있다. 그리고 제어장치는 압력 게이지(22)에서 측정된 압력에 의하여 장치의 정상 작동 여부를 확인할 수 있다.
제어 밸브 블록(21)은 입구(211), 분기 밸브 유닛(212), 외부 배출구(213a, 213b) 및 분기 도관(24, 25)을 포함할 수 있다. 입구(211)로부터 유입된 외부 공기는 분기 밸브 유닛(212)의 제어에 의하여 수용 공간(115)과 유입 공간(116a)으로 반복적으로 공급될 수 있다. 분기 밸브 유닛(212)은 예를 들어 복동 솔레노이드 밸브와 같은 것이 될 수 있고 제어 장치에 의한 제어에 의하여 개폐가 조절될 수 있다. 솔레노이드 밸브에 의하여 먼저 수용 공간(115)에 연결된 제1 분기 도관(24)이 열리게 되고 이에 따라 수용 공간(115)에 일정 압력을 가진 공기가 공급될 수 있다. 공기의 공급에 따라 마킹 핀이 아래쪽으로 이동하게 되면서 제품 표면을 타각하게 된다. 이후 솔레노이드 밸브가 작동하여 제1 분기 도관(24)을 닫으면서 이와 동시에 유입 공간(116a)에 연결된 제2 분기 도관(25)을 열게 된다. 추가로 솔레노이드 밸브는 제1 외부 배출구(213a)를 열게 된다. 솔레노이드 밸브의 이와 같은 개폐 작용에 의하여 입구(211)로 유입되는 공기는 제2 분기 도관(25)을 경유하여 유입 공간(116a)으로 공급된다. 유입 공간(116a)으로 공기가 공급되면서 마킹 핀이 상승하게 되고 이에 따라 제1 분기 도관(24) 내부의 공기는 제1 외부 배출구(213a)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 그리고 마킹 핀은 최초 위치로 복원된다. 다시 솔레노이드 밸브의 작동에 의하여 제1 분기 도관(24)이 열리면서 제2 분기 도관(25)이 닫히게 되고 이와 동시에 제2 외부 배출구(213b)가 열리게 되면 입구(211)를 통하여 공급된 공기는 제1 분기 도관(24)을 통하여 수용 공간(116)으로 공급될 수 있다. 마킹 핀이 다시 아래쪽으로 이동하게 되고 이로 인하여 제2 분기 도관(25)의 공기는 제2 외부 배출구(213b)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이와 같이 분기 밸브 유닛(212)의 개폐 작용에 의하여 제1 분기 도관(24), 제2 분기 도관(25), 제1 외부 배출구(213a) 및 제2 외부 배출구(213b)의 개폐가 제어됨에 따라 수용 공간(115) 및 유입 공간(116a)에 공기가 교대로 반복하여 공급되고 이에 따라 마킹 핀이 상하로 왕복 운동을 하게 된다. 그리고 마킹 핀의 상하 반복 운동에 의하여 제품 표면에 일련의 점들이 타각되어 미리 결정된 패턴이 형성될 수 있다.
도 2에 제시된 실시 예에서, 제2 분기 도관(25)은 제어 밸브 블록(21)으로부터 실린더(11)의 고정 머리를 경유하여 유입 공간(116a)으로 연결된다. 대안으로 제2 분기 도관(25)은 별도로 형성된 제어 밸브 블록으로부터 유입 공간(116a)으로 연결될 수 있다. 또는 복동 제어 밸브가 설치되어 제1 분기 도관(24)과 제2 분기 도관(25)의 개폐가 동시에 제어가 되지만 필요에 따라 각각의 분기 도관(24, 25)이 각각의 제어 밸브 유닛에 의하여 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 마킹 장치에서 실린더와 실린더 고정 블록은 다양한 형태로 결합될 수 있다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 따른 실린더와 실린더 고정 블록의 결합 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
본 명세서에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가진 구성요소는 동일 또는 유사한 기능을 가진다. 그러므로 간결한 설명을 위하여 이미 설명된 구성요소에 대하여 반복하여 설명이 되지 않는다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 실린더(11)의 고정 머리(114)에 제1 유입 통로(131)와 연결되는 원형의 유동 홈(31)과 실린더 고정 블록(13)에 결합될 수 있는 결합 탭(32)이 형성될 수 있다. 다른 한편으로 실린더 고정 블록(13)에 유동 홈(31)을 밀폐하기 위한 내부 밀폐 링(33a)과 외부 밀폐 링(33b)과 결합 탭(32)에 대응되는 고정 탭(34)을 포함할 수 있다. 내부 밀폐 링(33a) 또는 외부 밀폐 링(33b)은 예를 들어 오-링(O-Ring)과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
실린더(11)는 결합 탭(32)을 이용하여 실린더 고정 블록(13)의 고정 탭(34)에 예를 들어 나사 결합과 같은 방식에 의하여 고정될 수 있다. 실린더(11)가 실린더 고정 블록(13)에 결합되면 유동 홈(31)은 내부 밀폐 링(33a)과 외부 밀폐 링(33b) 사이에 위치하게 된다. 이와 동시에 제2 유입 통로(132)는 유동 홈(31)에 위치하게 된다. 도 3a에 도시된 것처럼 유입 공간(116a)으로 공기를 공급하기 위한 통로의 개방된 끝 부분은 유동 홈(31)의 일정 지점과 연결될 수 있다.
이와 같은 구조에서 제2 유입 통로(132)로 유입된 공기는 유동 홈(31)으로 공급되면서 내부 밀폐 링(33a)과 외부 밀폐 링(33b)에 의하여 밀폐되어 외부 누설이 방지된다. 그리고 유동 홈(31)을 흐르는 공기는 다시 유입 공간(116a)에 이르는 통로의 개방된 끝 부분으로 소통되어 유입 공간(116a)으로 공급될 수 있다.
도 3c는 제1 유입 통로(131)와 제2 유입 통로(132)의 상대적인 형성 위치가 도 3b와 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c에 제시된 것과 같은 실린더(11)와 실린더 고정 블록(13)의 결합 구조는 유동 홈(31), 내부 밀폐 링(33a) 및 외부 밀폐 링(33b)을 형성하는 것에 의하여 제2 유입 통로(132)의 끝 부분과 유입 공간(116a)으로 연결되는 통로의 끝 부분의 일치 여부에 관계없이 제2 유입 통로(132)로 공급된 공기가 유입 공간(116a)으로 공급될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.
실린더와 실린더 고정 블록은 다양한 방법으로 고정될 수 있고 본 발명은 제시된 결합 구조에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 실린더 구조는 구조가 간단하면서 내구성을 가진다는 이점을 가진다. 그리고 본 발명에 따른 마킹 장치는 단위 초당 마킹 핀의 왕복 회수가 공지 기술에 비하여 적어도 20 %가 향상되도록 하면서 타각 회수의 조절이 용이하다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 마킹 장치는 타각이 되는 깊이가 일정하도록 하면서 마킹 핀의 상하 이동 길이가 필요에 따라 증가시킬 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 마킹 장치는 제품 소재에 따라 타각되는 압력의 조절이 용이하고 인하여 제품의 품질이 향상되도록 한다는 장점을 가진다.
위에서 본 발명의 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으면 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 실린더 12: 마킹 핀
13: 실린더 고정 블록 22: 압력 게이지
21: 제어 밸브 블록 24, 25: 분기 도관
31: 유동 홈 32: 결합 탭
33a: 내부 밀폐 링 33b: 외부 밀폐 링
34: 고정 탭
111: 수용 몸체 112: 운동 몸체
113: 돌출 부분 114: 고정 머리
114a: 고정 홀 115a: 보호 수단
115: 수용 공간 116: 운동 공간
116a: 유입 공간 117: 배출 공간
121: 핀 몸체 122: 핀 하부 부분
123: 타각 부분 124: 핀 걸이
131: 제1 유입 통로 132: 제2 유입 통로
133: 고정 수단 134: 결합 고정 홀
212: 분기 밸브 유닛 213a, 213b: 외부 배출구

Claims (5)

  1. 고정 머리(114), 내부에 수용 공간(115)이 형성된 수용 몸체(111), 수용 몸체(111)의 아래쪽으로 연장되고 운동 공간(116)이 형성된 운동 몸체(112) 및 수용 공간(115)과 운동 공간(116)의 사이에 형성된 유입 공간(116a)으로 이루어진 실린더(11);
    실린더(11)의 내부에서 상하로 이동하는 마킹 핀(12);
    수용 공간(115) 및 유입 공간(116a)과 각각 연결되는 제1 유입 통로(131) 및 제2 유입 통로(132);
    제1 유입 통로(131) 및 제2 유입 통로(132)와 각각 연결되는 분기 도관(24, 25);
    수용 공간(115) 및 유입 공간(116a)으로 반복적으로 공기를 유입시키는 분기 밸브 유닛(212);
    각각의 분기 도관(24)의 공기를 외부로 배출하는 외부 배출구(213a, 213b);
    수용 공간(115)의 둘레 면을 따라 형성된 표면 강화 수단(115a): 및
    분기 밸브 유닛(212)으로 입력되는 공기의 압력을 조절하는 압력 게이지(22)를 포함하고,
    각각의 분기 도관(24, 25)과 각각의 외부 배출구(213a, 213b)의 개폐는 분기 밸브 유닛(212)에 의하여 제어되고 수용 공간(115) 및 유입 공간(116a)에 대한 압력의 변화는 공기의 반복적인 유입 및 배출에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도트 핀 마킹 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 분기 밸브 유닛(212)은 복동 솔레노이드 밸브가 되는 것을 특징으로 하는 도트 핀 마킹 장치.

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KR20190111184A (ko) * 2018-03-22 2019-10-02 제일엠텍(주) 마킹 핀 속력 조절용 배출 홀이 형성된 마킹 장치
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