KR101371676B1 - 직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기 - Google Patents

직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모멘트로 인한 레일의 변형을 원천적으로 해소하여 작업의 편의성 및 생산능률을 크게 향상시킬 수 있는 직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기에 관한 것으로서, 평행으로 부설된 레일(L1) 위를 주행하는 본체(100)와; 레일조립체(210)를 매개로 본체(100)의 길이방향을 따라 레일(L1)과 직교방향으로 주행하는 캐리지(200)와; 레일조립체(210)의 일단에 설치되어 피가공물을 절단하는 플라즈마토치 어셈블리(300)로 구성된 플라즈마 절단기에 있어서, 상기 레일조립체(210)는, 본체(100)의 선단부 상면과 측면에 각각 길이방향을 따라 착탈가능하게 고정되는 한 쌍의 장착편(211)과; 장착편(211)의 길이방향을 따라 설치되는 레일부(212a)와, 레일부(212a)에 이동가능하게 결합되는 가이드부(212b)로 구성된 LM가이드(212)와; 가이드부(212b)에 착탈가능하게 고정되어 플라즈마토치 어셈블리(300)를 지지하는 브라켓(213)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 장착편과 LM가이드를 본체의 선단부 상면과 측면에 직각이 되도록 배치한 상태에서 브라켓을 LM가이드에 설치하고, 설치된 브라켓에 플라즈마토치 어셈블리를 설치해 줌으로서, 플라즈마토치 어셈블리의 자중에 의해 LM가이드 및 브라켓에 모멘트가 발생하더라도 LM가이드가 본체에 직각으로 배치되어 있어 모멘트로 인한 LM가이드의 변형을 원천적으로 해소할 수 있으며, 이로 인해 교체작업에 따른 불필요한 시간 및 교체비용이 줄어들게 되어 작업의 편의성 및 생산능률을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기{Plasma cutter having rail assembly for improving durability}
본 발명은 선박의 건조 등에 사용되는 철판 등의 산업재료를 절단하기 위한 절단기로서, 특히, 모멘트로 인한 레일의 변형을 원천적으로 해소할 수 있는 직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기에 관한 것이다.
철판 등 각종 가공물을 목적하는 형상으로 가동하는 여러 공작기계들 중에는, 플라즈마 절단기, 레이저 절단기 및 가스 절단기 등 각종 자동화된 절단기들이 널리 사용되고 있으며, 이 중에서도 플라즈마 절단기가 널리 사용되고 있다.
종래의 플라즈마 절단기로는 등록특허공보 제10-0945454호가 있다.
한편, 도 1 내지 도 4는 본 발명의 발명자가 현장에서 실질적으로 사용하고 있는 일본 고이께社(사)의 1995년산 플라즈마 절단기의 도면으로서, 도 1 내지 도 3은 종래의 플라즈마 절단기를 설명하기 위한 측면도와 정면도 및 평면도이고, 도 4는 종래의 플라즈마 절단기에서 레일조립체를 확대 발췌하여 보인 요부 확대도이다.
상기 도면을 참조하면, 플라즈마 절단기는, 크게 평행으로 부설된 레일(L1) 위를 주행하는 본체(100)와; 구동장치(220)를 매개로 본체(100)의 길이방향을 따라 레일(L1)과 직교방향으로 주행하며 일측에 플라즈마토치 어셈블리(300)가 착탈가능하게 고정되는 레일조립체(210)와, 모터(221)와 렉(222) 및 피니언(223)으로 구성되어 레일조립체(210)를 동작제어하는 구동장치(220)로 구성된 캐리지(200)와; 선회장치(320) 및 절단토치(330)를 승하강시키는 승강장치(310)와, 절단토치(330)를 수직축을 중심으로 회전시키는 선회장치(320)와, 피가공물을 절단하는 절단토치(330)로 구성된 플라즈마토치 어셈블리(300) 및 작업자가 프로그램을 입력할 수 있도록 된 조작반(400)으로 구성되며, 조작반(400)에 입력된 데이터에 의거하여 피가공물을 자동으로 절단하도록 되어 있다.
상기 본체(100)의 길이방향을 따라 주행하는 레일조립체(210)를 좀 더 상세하게 설명하면, 레일조립체(210)는 본체(100)의 상부와 하부에 각각 배치되어 플라즈마토치 어셈블리(300)를 지지하는 한 쌍의 브라켓(215)과, 브라켓(215)에 설치되며 본체(100)의 가이드부(110) 상에 구름운동가능하게 설치되는 주행롤러(216)와, 브라켓(215)에 설치되며 가이드부(110)를 기준으로 양 측면에 회동가능하게 각각 배치되어 주행롤러(216)의 이탈을 방지하는 가이드롤러(217)로 구성된다.
상기 레일조립체(210)는 모터(221)와 렉(222) 및 피니언(223)으로 구성된 구동장치(220)에 의해 동작되어 한 쌍의 브라켓(215)에 설치된 플라즈마토치 어셈블리(300)를 이송시키게 된다.
여기서, 상기 모터(221)는 본체(100)의 상부에 형성된 브라켓(215)에 설치되고, 렉(222)은 본체(100)의 선단부 길이방향을 따라 설치되며, 피니언(223)은 렉(222)과 맞물려 회전될 수 있도록 모터(221)의 축에 설치된다.
상기 레일조립체(210)의 동작과정을 간략하게 설명하면, 브라켓(215)에 설치된 모터(221)가 제어신호에 의해 회전하게 되면, 모터(221)에 설치된 피니언(223)이 모터(221)에 의해 회전되어 렉(222)과 맞물리면서 렉(222)의 길이방향을 따라 이동하게 되고, 이로 인해 레일조립체(210)의 주행롤러(216) 및 한 쌍의 가이드롤러(217)는 가이드부(110)의 길이방향을 따라 구름운동을 하게 되면서 자연스럽게 한 쌍의 브라켓(215)에 설치된 플라즈마토치 어셈블리(300)를 이송시키게 되는 것이다.
그런데, 상기 레일조립체(210)의 경우 무거운 플라즈마토치 어셈블리(300)를 외팔보형태로 고정하고 있어 플라즈마토치 어셈블리(300)의 자중으로 인해 레일조립체(210)에는 모멘트(M)가 발생하게 되며, 그 중에서도 가이드롤러(217)와 가이드롤러(217)가 맞닿는 본체(100)의 가이드부(110)가 가장 큰 힘을 받게 된다.
더군다나, 상기와 같이 모멘트(M)가 작용하고 있는 상태에서 주행을 계속할 경우 가이드롤러(217)와 가이드부(110)가 서로 마모되어 심한 경우에는 파손되는 경우가 종종 있었으며, 이와 같이 마모된 상태에서 지속적으로 작업을 진행하게 되면 진동발생 및 직진도가 현저하게 떨어져 절단시 오차가 크게 발생하는 심각한 문제가 있었을 뿐만 아니라, 마모 또는 파손시 모든 공정을 중단한 상태에서 교체작업을 실시하거나 일정주기로 의무적으로 교체작업을 실시해야 했기 때문에 과다한 비용낭비와 작업의 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
참고로, 본 출원인은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 등록특허 제10-0857205호(레일면 가공기)를 제안한 바 있으나, 이 역시 레일을 초기 가공시에는 레일의 직진도를 다소 향상시켜 줄 수 있었지만, 반복적으로 사용할 경우 레일의 두께가 기준치보다 얇아져 나중에 레일 전체 및 롤러 전체를 이에 맞게 교체해 주어야 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 모멘트로 인한 레일의 변형을 원천적으로 해소하여 작업의 편의성 및 생산능률을 크게 향상시킬 수 있는 직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
평행으로 부설된 레일 위를 주행하는 본체와; 레일조립체를 매개로 본체의 길이방향을 따라 레일과 직교방향으로 주행하는 캐리지와; 레일조립체의 일단에 설치되어 피가공물을 절단하는 플라즈마토치 어셈블리로 구성된 플라즈마 절단기에 있어서,
상기 레일조립체는,
본체의 선단부 상면과 측면에 각각 길이방향을 따라 착탈가능하게 고정되는 한 쌍의 장착편과;
장착편의 길이방향을 따라 설치되는 레일부와, 레일부에 이동가능하게 결합되는 가이드부로 구성된 LM가이드와;
가이드부에 착탈가능하게 고정되어 플라즈마토치 어셈블리를 지지하는 브라켓으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 한 쌍의 장착편에는,
길이방향을 따라 일정간격으로 나사결합되어 수평을 조절할 수 있도록 된 다수의 수평조절부재가 더 보강 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 장착편과 LM가이드를 본체의 선단부 상면과 측면에 직각이 되도록 배치한 상태에서 브라켓을 LM가이드에 설치하고, 설치된 브라켓에 플라즈마토치 어셈블리를 설치해 줌으로서, 플라즈마토치 어셈블리의 자중에 의해 LM가이드 및 브라켓에 모멘트가 발생하더라도 LM가이드가 본체에 직각으로 배치되어 있어 모멘트로 인한 LM가이드의 변형을 원천적으로 해소할 수 있으며, 이로 인해 교체작업에 따른 불필요한 시간 및 교체비용이 줄어들게 되어 작업의 편의성 및 생산능률을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 장착편의 수평조절부재를 조이게 되면 수평조절부재는 본체의 외면을 향해 수평(또는 수직)으로 이동되어 수평조절부재의 선단부가 본체의 외면과 접촉하게 되고, 여기서 좀 더 조이게 되면 장착편은 수평조절부재로부터 나사의 피치만큼 이격되며, 이때 장착편의 일면에 다이얼게이지와 같은 계측장비를 설치할 경우 좀 더 정밀하게 장착편의 수평을 조절할 수 있게 된다. 따라서, 상기와 같은 수평조절부재를 통해 장착편의 수평을 정밀하게 조절할 수 있어 레일조립체의 직진도를 향상시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 플라즈마토치 어셈블리를 매개로 피가공물을 절단했을 때 종래에 비해 보다 개선된 정밀한 절단면가공이 가능해지는 이점이 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 플라즈마 절단기를 설명하기 위한 측면도와 정면도 및 평면도.
도 4는 종래의 플라즈마 절단기에서 레일조립체를 확대 발췌하여 보인 요부 확대도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 레일조립체가 적용된 플라즈마 절단기의 측면도 및 요부확대도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 레일조립체의 결합사시도 및 분해사시도.
도 9는 본 발명에 따른 레일조립체에서 제1장착편의 설치과정을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기는, 크게 본체(100)와 레일조립체(210)가 구비된 캐리지(200), 플라즈마토치 어셈블리(300) 및 조작반(400)으로 구성되며, 본체(100)와 캐리지(200), 플라즈마토치 어셈블리(300) 및 조작반(400)은 이미 종래기술에서 상세하게 설명했기 때문에 더 이상의 구체적인 설명은 생략하며, 이하에서는 상기 레일조립체(210)에 대해서만 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 레일조립체가 적용된 플라즈마 절단기의 측면도 및 요부확대도로서, 상기 레일조립체(210)는 본체(100)의 선단부 상면과 측면에 각각 설치되어 플라즈마토치 어셈블리(300)를 지지한다는 점에 주목할 필요가 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 레일조립체(210)는 한 쌍의 장착편(211)과 LM가이드(212) 및 브라켓(213)으로 구성된다.
상기 한 쌍의 장착편(211)은 일정한 두께와 폭을 갖는 금속편으로서, 본체(100)의 선단부 상면과 측면에 각각 길이방향을 따라 착탈가능하게 고정된다.
본 실시 예의 경우, 상기 장착편(211)에는 길이방향을 따라 일정간격으로 볼트구멍이 형성되고, 이 볼트구멍으로 고정부재(F1:볼트)가 삽입되어 본체(100)와 장착편(211)을 상호 고정하게 된다.
특히, 상기 장착편(211)에는 길이방향을 따라 일정간격으로 나사결합되어 장착편(211)의 수평을 조절할 수 있도록 된 다수의 수평조절부재(F2)가 더 보강 구비된다.
여기서, 상기 수평조절부재(F2)는 나사이다.
도 9는 본 발명에 따른 레일조립체에서 장착편의 설치과정을 설명하기 위한 도면으로서, 본 실시 예에 따르면, 상기 고정부재(F1:볼트)를 매개로 장착편(211)을 본체(100)의 선단부 상면 또는 측면에 간헐적으로 고정한 상태에서 장착편(211)에 설치된 수평조절부재(F2)를 조여주게 되면, 수평조절부재(F2)는 본체(100)의 외면을 향해 수직(또는 수평)으로 이동되어 수평조절부재(F2)의 선단부가 본체(100)의 외면과 접촉하게 되고, 여기서 좀 더 조이게 되면 장착편(211)은 수평조절부재(F2)로부터 나사의 피치만큼 이격된다.
특히, 상기와 같은 작업을 수행할 때에 장착편(211)의 일면에 다이얼게이지와 같은 계측장비를 설치한 상태에서 작업을 진행할 경우 좀 더 정밀하게 장착편(211)의 수평을 조절할 수 있게 된다.
상기와 같은 방법에 의해 장착편(211)의 수평이 맞춰지면 간헐적으로 체결된 고정부재(F1:볼트)를 조여 장착편(211)이 본체(100)에 완전히 고정되도록 한다.
상기 LM가이드(212)는 장착편(211)의 길이방향을 따라 설치되는 레일부(212a)와; 레일부(212a)에 이동가능하게 결합되는 가이드부(212b)로 구성된 이송용 유닛이다.
상기 가이드부(212b)에는 플라즈마토치 어셈블리(300)가 설치되는 브라켓(213)이 착탈가능하게 고정된다.
상기 LM가이드(212)의 경우 이미 해당분야에서 널리 공지된 기술이므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
본 실시 예의 경우 하나의 실시 예로서, LM가이드(212)를 기재하였지만, 이는 어디까지나 하나의 실시 예에 불과하며, 상기 LM가이드(212)와 동일한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 공지의 그 어떠한 것도 적용실시 가능하다.
상기 브라켓(213)은 가이드부(212b)에 착탈가능하게 고정되어 플라즈마토치 어셈블리(300)를 지지하는 기능을 한다.
본 실시 예의 경우, 상기 브라켓(213)은 변형 또는 파손시 해당부분만 교체할 수 있도록 다수의 부재를 볼트 및 용접을 매개로 상호 조립하여 제작하였다.
하지만, 이는 어디까지나 하나의 실시 예에 불과하며, 필요에 따라 하나의 단일 물품으로 성형제작할 수도 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 설치과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 레일 조립체(210)의 장착편(211)을 본체(100)에 설치하는 과정을 설명하면, 장착편(211)에 형성된 볼트구멍으로 고정부재(F1:볼트)를 삽입한 상태에서 이를 매개로 장착편(211)을 본체(100)의 선단부 상면 또는 측면에 간헐적으로 고정한다.
그리고, 상기 장착편(211)에 설치된 수평조절부재(F2)를 조여 장착편(211)의 수평을 조절하면 되는데, 이를 좀더 상세하게 설명하면, 수평조절부재(F2)를 조여주게 되면 수평조절부재(F2)는 본체(100)의 외면을 향해 수직(또는 수평)으로 이동되어 수평조절부재(F2)의 선단부가 본체(100)의 외면과 접촉하게 된다.
이때, 좀 더 수평조절부재(F2)를 조이게 되면 장착편(211)은 수평조절부재(F2)로부터 나사의 피치만큼 이격된다.
특히, 상기와 같은 작업을 수행할 때에 장착편(211)의 일면에 다이얼게이지와 같은 계측장비를 설치한 상태에서 작업을 진행할 경우 좀 더 정밀하게 장착편(211)의 수평을 조절할 수 있다.
상기와 같은 방법에 의해 장착편(211)의 수평이 맞춰지면 간헐적으로 체결된 고정부재(F1:볼트)를 강하게 조여 본체(100)에 완전히 고정되도록 하면 된다.
상기와 같이 장착편(211)을 본체(100)의 선단부 상면 및 측면에 설치한 상태에서 LM가이드(212)를 구성하는 레일부(212a)를 장착편(211)의 길이방향으로 설치해주고, 레일부(212a)의 설치가 완료되면 가이드부(212b)를 이동가능하게 결합시켜 준다.
상기 LM가이드(212)의 설치가 완료되면 가이드부(212b)에 브라켓(213)를 설치하고, 브라켓(213)의 일측으로 플라즈마토치 어셈블리(300)를 고정시켜 주면 된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 장착편(211)과 LM가이드(212)를 본체(100)의 선단부 상면과 측면에 직각이 되도록 배치한 상태에서 브라켓(213)을 LM가이드(212)에 설치하고, 설치된 브라켓(213)에 플라즈마토치 어셈블리(300)를 설치해 줌으로서, 플라즈마토치 어셈블리(300)의 자중에 의해 LM가이드(212) 및 브라켓(213)에 모멘트가 발생하더라도 LM가이드(212)가 본체(100)에 직각으로 배치되어 있어 모멘트로 인한 LM가이드(212)의 변형을 원천적으로 해소할 수 있으며, 이로 인해 교체작업에 따른 불필요한 시간 및 교체비용이 줄어들게 되므로 작업의 편의성 및 생산능률을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 장착편(211)의 수평조절부재(F2)를 조이게 되면 수평조절부재(F2)는 본체(100)의 외면을 향해 수평(또는 수직)으로 이동되어 수평조절부재(F2)의 선단부가 본체(100)의 외면과 접촉하게 되고, 여기서 좀 더 조이게 되면 장착편(211)은 수평조절부재(F2)로부터 나사의 피치만큼 이격되며, 이때 장착편(211)의 일면에 다이얼게이지와 같은 계측장비를 설치할 경우 좀 더 정밀하게 장착편(211)의 수평을 조절할 수 있게 된다.
따라서, 상기와 같은 수평조절부재(F2)를 통해 장착편(211)의 수평을 정밀하게 조절할 수 있어 레일조립체(210)의 직진도를 향상시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 플라즈마토치 어셈블리(300)를 매개로 피가공물을 절단했을 때 종래에 비해 보다 개선된 정밀한 절단면가공이 가능해지는 이점이 있다.
본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100: 본체 110: 가이드부 200: 캐리지
210: 레일조립체 211: 장착편 212: LM가이드
212a: 레일부 212b: 가이드부 213: 브라켓
215: 브라켓 216: 주행롤러 217: 가이드롤러
220: 구동장치 221: 구동모터 222: 렉
223: 피니언 300: 플라즈마토치 어셈블리
310: 승강장치 320: 선회장치 330: 절단토치
F1: 고정부재 F2: 수평조절부재 L1: 레일
400: 조작반

Claims (2)

  1. 평행으로 부설된 레일(L1) 위를 주행하는 본체(100)와; 레일조립체(210)를 매개로 본체(100)의 길이방향을 따라 레일(L1)과 직교방향으로 주행하는 캐리지(200)와; 레일조립체(210)의 일단에 설치되어 피가공물을 절단하는 플라즈마토치 어셈블리(300)로 구성된 플라즈마 절단기에 있어서,
    상기 레일조립체(210)는,
    본체(100)의 선단부 상면과 측면에 각각 길이방향을 따라 착탈가능하게 고정되는 한 쌍의 장착편(211)과;
    장착편(211)의 길이방향을 따라 설치되는 레일부(212a)와, 레일부(212a)에 이동가능하게 결합되는 가이드부(212b)로 구성된 LM가이드(212)와;
    가이드부(212b)에 착탈가능하게 고정되어 플라즈마토치 어셈블리(300)를 지지하는 브라켓(213)으로 구성된 것을 특징으로 하는 직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 장착편(211)에는,
    길이방향을 따라 일정간격으로 나사결합되어 장착편(211)의 수평을 조절할 수 있도록 된 다수의 수평조절부재(F2)가 더 보강 구비된 것을 특징으로 하는 직진도 및 내구성이 향상된 레일조립체를 갖춘 플라즈마 절단기.
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