KR101407327B1 - 무선통신에 의해 절삭툴을 자유자재로 제어하여 원형 또는 각형 관재나 봉재를 원하는 형상으로 가공할 수 있는 장치 - Google Patents

Abstract

하나의 절삭팁을 이용하여 절단 및 면취는 물론, 다양한 형상가공이 가능하며, 수십mm 이상의 두께를 갖는 관재의 절단 및 개선작업도 가능하게 할 수 있는 무선통신에 의해 절삭툴을 자유자재로 제어하여 원형 또는 각형 관재나 봉재를 원하는 형상으로 가공할 수 있는 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 가공장치는 피가공물이 관통되는 본체부와, 본체부의 어느 일측에 회전 가능하게 결합되면서 피가공물이 관통되는 구동휠과, 구동휠의 전방에 장착되어 피가공물의 외측면을 절삭하는 절삭툴과, 구동휠을 회전시키기 위한 메인 전동부를 포함하며, 절삭툴은 구동휠의 전방에서 피가공물의 중심방향(Y축방향)이나 또는 Y축방향은 물론 피가공물의 길이방향(X축방향)으로도 정밀하게 왕복운동 가능하도록 결합되는 적어도 하나 이상의 1축형이나 2축형 스테이지상에 장착되고, 스테이지를 콘트롤하기 위한 제어부를 더 포함하되, 제어부와 스테이지는 무선으로 통신하여 콘트롤할 수 있다. 이때, 1축형 스테이지가 사용될때에는 본체부에 설치된 베드가 제어부의 콘트롤에 따라 X축방향으로 정밀하게 이동 가능하게 설치될 것이다.

Description

무선통신에 의해 절삭툴을 자유자재로 제어하여 원형 또는 각형 관재나 봉재를 원하는 형상으로 가공할 수 있는 장치{A pipe cutting apparatus having the wireless communication for tool control}

본 발명은 원형 또는 각형 관재나 봉재 등의 피가공물을 가공하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피가공물 외곽을 도는 무선 절삭툴을 이용하여 하나의 절삭툴로 절단은 물론, 면취가공이나 일정한 패턴 형성 등 피가공물의 외부를 원하는 대로 자유롭게 가공할 수 있는 가공장치에 관한 것이다.

현재 배관의 절단장치는 크게 기계식 절단장치와 용융 절단장치로 구분되며, 기계식 절단장치에는 절삭 숯돌을 이용하는 고속 절단기와 톱날을 이용하는 톱기계 등이 있고, 용융 절단장치로는 산소 절단장치와 플라즈마 절단장치가 있다.

기계식 절단장치는 절단하고자 하는 배관 지름 이상의 크기를 갖춰야만 한번에 절단이 가능한 장치로 소형 관의 절단에 사용되고 있으며, 대형 관의 절단은 용융 절단장치를 사용하고 있다.

위와 같은 절단장치는 관의 수직 절단이 어렵고, 면취(Bevel)가 불가능하여 배관 작업과 용접 작업에 많은 시간과 비용을 소비하며, 열악한 작업환경과 화재 등이 주요 원인으로 대두 되었다.

이 모두 절단할 때나 면취(Bevel)를 위한 그라인딩 작업 할 때에 많은 소음과 분진이 발생하게 되고, 발생된 미세 분진은 절삭 숯돌의 원료인 石粉(석분)과 접착제 그리고 절단되는 모재의 가루로 구성된다. 절단/그라인딩 할 때에 발생되는 미세분진은 작업환경을 악화시키고, 배관에 고착되어 우리가 마시는 물의 오염을 가중시키며 생산 설비에 치명적인 영향을 미치게 된다.

특히, 반도체/전자/LCD 등의 첨단산업 생산의 핵심은 생산을 위한 건축물의 청정도와 배관의 순도에 의해 결정되므로, 배관의 순도 유지를 위하여 초경날을 이용한 절단 장치를 막대한 비용을 투자하여 수입/사용하고 있으며, 고가의 절단 장치는 일반 건축배관의 설비에는 확대 보급되지 못하고 있는 실정이다. 또한, 규모가 큰 배관재 및 비철금속(동, 스텐리스 등)과 플라스틱 라이닝 배관재의 특별한 절단 방법 및 면취 방법이 없어 많은 시간과 막대한 비용을 소비하고 있다.

절단기의 종류별 절단방식 및 문제점을 아래의 <표 1>에 정리해 보았다.

절단기의 종류 및 문제점

절단기 종류	절단방식	문제점
고속절단기	절단석의 연삭	①분진(돌, 접착제, 쇠가루등)이 다량발생 : 배관내 유해 물질 삽입 ②소음이 심하고 외부 분진에 의한 열악한 환경 조성 ③불티가 다량 발생 : 화재나 화상의 위험 ④Bur 발생 : 유체 흐름에 부하발생, 스케일 및 막힘 원인 제공 ⑤상하 변위에 의한 절단석의 연삭방식 - 대구경 절단 불가(절단석의 한계) - 수직 정밀한 관의 절단이 불가
톱 기계	밴드형 톱날 사용	①상하 변위에 의한 밴드형 톱날방식 - 대구경 절단 불가(밴드형 톱날 및 장치의 한계) - 수직 정밀한 관의 절단이 불가 - 절단시간이 길다(채산성 악화) ②하이스날로 초경날에 비해 내구성이 떨어짐 - 절삭유 사용(환경 및 수질오염)
산소,플라즈마 절단기	용융 절단	①절단열에 의한 산화로 부식 가속화(무용접 조인트 사용불가) ②불티에 의한 이물질 배관 내부 고착 및 화재 발생 위험이 높음 ③인화성 Gas 보존 및 관리 대책 필요(폭발사고 발생 위험) ④동관/스텐레스관/피복강관/라이닝강관/합성수지관 절단 불가 ⑤절단면이 가장 불량함(면처리를 위해 그라인딩 작업)

이러한 문제를 해결하고자 고안된 것으로, 작업장의 환경/안전 개선, 원가 절감, 용접 품질향상은 물론이고, 음용수의 수질개선과 산업현장의 설비보호 및 채산성향상을 위한 경제적이고 효율적인 배관전용 가공기(절단, 면취, 용접)이다. 따라서 국외에서는 약 15년 전부터 초경날을 이용한 기계식 절단기를 사용하고 기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 국내에서도 약 5년 전부터 초경날을 이용한 기계식 절단기 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어, 한국 공개특허공보 제2009-0101426호(2009.09.28. 공개)(이하, "선행기술1"이라 함)와, 한국 등록특허공보 제1077252호(2011.10.27. 공고)(이하, "선행기술2"라 함)와, 한국 공개특허공보 제2012-0040524호(2012.04.27. 공개)(이하, "선행기술3"이라 함)가 있다.

초경날을 이용한 기계식 절단기로는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이미 10여년전부터 개발된 절단과 면취를 동시에 수행하는 선행기술1과 비슷한 커팅 및 베벨 머신(Cutting/Bevelling Machine)을 대표적 예로 들 수 있다.

도 1 및 2를 참고하여 종래기술을 설명하면, 관재(p)가 중심에 위치하면서 고정되도록 본체(10)를 구비하고, 이 본체(10)의 어느 일측(전방측)에 관재(p)가 관통되면서 전동모터(15)에 의해 회전되는 구동휠(20)을 결합시키고, 구동휠(20)의 전방에 절단툴(31) 및 면취툴(32)을 대향되도록(또는 2개 이상이 균형있게) 장착하되, 구동휠(20)이 1회전 할때마다 절단툴(31) 및 면취툴(32)이 소정의 길이로 수직운동(관재의 중심방향)할 수 있도록 된 것이다. 이때, 절단툴(31) 및 면취툴(32)은 구동휠(20)의 전방면에서 관재(p)의 중심방향으로 왕복운동이 가능하도록 가이드되는 블록(40)에 장착되고, 이 블록(40)은 다시 회전축(50)에 나사결합되며, 회전축(50)의 상단에는 치차(51)가 형성된다. 따라서 이 치차(51)가 본체(10)에서 돌출된 걸림쇠(60)에 의해 접촉될때마다 회전축(50)이 치차(51)의 회전각도만큼의 피치로 블록(40)을 수직 운동시켜 블록(40)에 장착된 절단툴(31) 및 면취툴(32)이 관재(p)의 중심방향으로 들어가게 하는 것이다.

상기와 같은 종래기술은 절단툴(31) 및 면취툴(32)이 관재(p)를 중심으로 1바퀴 공전할때마다 일정한 깊이로 파고들면서 관재를 절단하거나 또는 동시에 면취할 수 있는 장치이나, 가공의 속도가 느린 단점이 있었다. 즉, 치차(51)와 회전축(50)이 블록(40)에 결합될때에 단순 나사식으로 구성되어 있기 때문에 가공속도를 높이기 위해 구동휠(20)의 회전속도를 높이게 되면, 치차(51)와 걸림쇠(60)가 부딪힐때에 세게 부딪혀 원하는 각도보다 더 많게 회전축(50)이 돌아 적정 가공깊이를 초과하는 폐단이 있었다. 또는, 치차가 1피치씩 회전을 해주어야 다음 회전시에 걸림쇠와 원할한 걸림이 이루어지나 고속회전시 관성에 의해 세게 부딪히면 1피치가 아닌 1.5피치가 회전을 하여 다음 회전시에 걸림쇠(60)와 걸리지 않고 그냥 스쳐지나게 되는 문제도 발생된다. 또한, 관재(p)를 절단한 후에 절단툴(31) 및 면취툴(32)을 원래의 위치로 되돌리기 위해 구동휠(20)을 역방향으로 오랜 시간동안 회전시켜야 하거나 또는, 걸림쇠(60)와 치차(51)가 서로 맞물리지 않게 걸림쇠(60)를 위로 올린후 치차(51)를 수동으로 역회전시켜 원위치시키는 실정이다.

이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이 파이프 절단장치인 "선행기술2"이다.

상기 선행기술2는 치차의 내부가 회전축과 래칫 형태로 결합되면서 스프링의 반력이 가해지도록 하여 일정한 각도내에서만 회전이 가능하도록 한 것이다. 그리고 회전축의 상측에는 선택적으로 회전축의 머리부를 죄어 역회전시킬 수 있도록 하는 복귀수단을 더 포함하고 있다.

그러나 선행기술2는 전술한 선행기술1의 문제점을 해결하는 데에는 도움이 되었지만, 선행기술1의 고질적인 문제점인 다양한 형상의 가공이 불가능한 문제점, 일정 두께 이상의 두꺼운 관재를 절삭하지 못하는 문제점, 치차와 걸림쇠의 충돌에 따른 파손의 문제점, 절삭깊이에 대한 조절 문제점 그리고 면취각도 및 형상에 따라 면취날을 수시로 교체해야 되는 문제점 등을 해결하지는 못하고 있다.

이 문제를 좀 더 상세하게 설명하면, 선행기술1 및 2는 도 3과 같은 작업순서로 관재를 가공하게 된다. 즉, 커팅툴(31)과 면취툴(32)을 도 3의 첫 번째 도면에서 보는 것과 같이 관재(p)로 진입하면서 점차 깊이 진입시켜 2번 ~ 4번의 순서로 가공을 하여 절단과 함께 면취가 되게 하는 것이다. 따라서 선행기술1 및 2에 의한 관재의 가공은 도 4의 (a)와 같은 커팅가공과, (b)와 같은 커팅 및 일면 면취가공과, (c)와 같은 커팅 및 양면면취가공에 국한해서 가공할 수 있는 한계가 있게 된다.

그리고 도 5에서 보는 것과 같이, 관재를 절단하기 위한 커팅툴(31)은 절단할 관재의 두께(t)보다 더 길어야 커팅이 가능해지는 것이 당연할 것이다. 그렇지만, 두께(t)가 수십mm이상 되는 관재를 절단하고자 커팅툴의 길이(L)를 늘인다면, 커팅툴이 절삭시 받는 힘을 견디지 못하고 쉽게 파손될 것이다.

또한, 도 6에서 보는 것과 같이, 관재의 절단면에 개선가공하고자 하는 면취툴(32)의 날부 길이(ℓ_b)는 절삭하려는 관재의 경사면보다 큰 길이를 가져야 하는 것이 당연할 것이다. 그렇지만, 도 7에서 보는 것과 같이, 면취 날부의 길이(ℓ_b)가 커팅 날부의 길이(ℓ_c)보다 상당히 길다보니 그 날부가 받는 힘도 그에 상응하는 부하를 견뎌내야 될 것이다.

또한, 선행기술 1 및 2는 절삭툴이 1회전마다 정해진 깊이 값에 의해 중심부로 절삭가공되는 방식으로, 절삭을 할때에 받는 부하와 면취를 할때에 받는 부하 즉, 항절삭력(P)이 다르게 작용됨을 알수 있을 것이다. 여기서, 항절삭력(P)은 절삭되는 피삭재의 재질에 따른 비절삭저항(Ks)과 절삭폭(ℓ)과 가공깊이(dp)에 의해 결정되며, 수식으로 나타내면, 다음과 같다.

따라서 도 7의 (b)에서 보는 것과 같이, 절단을 위한 절삭팁의 사용시에는 피삭재의 재질에 따른 비절삭저항을 무시하고 절삭폭(ℓ_c)과 가공깊이(dp)의 예측이 가능하여 피치를 산정하면 될 것이지만, 면취작업시에는 도 7의 (a)에서 보는 것과 같이, 관재의 두께(t)에 따라 절삭폭(ℓ_b)이 변화하기 때문에 면취가공의 적당한 피치(1회전당 가공되는 깊이)값을 선정하기 어렵게 되는 것이다. 이러한 이유로 인해 다양한 작업의 요건을 만족시키지 못해 상용화에 어려웠던 것이며, 면취툴의 잦은 파손 또는 이를 극복하고자하는 기구설계에 문제가 있게 된다.

또한, 치차가 걸림쇠에 걸려 일정 각도 회전할때마다 커팅툴 및 면취툴이 하강하면서 일정 깊이로 절삭을 하게 되는데, 관두께가 수십mm 이상인 관재를 절단 및 면취하고자 한다면 치차와 걸림쇠가 부딪히는 수백번의 충격에 의해 치차와 그 하부의 부속품들 및 걸림쇠 등이 파손될 수 있는 문제가 있게 된다. 예컨대, 치차가 5개의 돌기를 갖고 있다고 치고, 치차 1회전시 1mm의 피치(pitch)이며, 관두께가 20mm일 경우에는, 관재 1mm의 절삭을 위해 걸림쇠와 각각의 치차는 5회를 충돌하게 되고, 20mm를 가공하기 위해서는 100회를 충돌해야 된다. 이러한 작업을 하루에 100회 한다면 10,000번의 충돌이 발생되고, 100일을 작업한다면 1,000,000번의 충돌이 발생될 것이다. 이와 같은 충돌은 고속회전을 할때에 더욱 큰 충격량이 발생될 것이고, 장치 내구성에 큰 악영향을 끼칠 것이다.

그리고 선행기술1 및 2는 걸림쇠에 치차가 걸렸을때에만 일정한 깊이로 절삭이 이루어지므로 이 절삭깊이를 임의로 조절하지 못하게 되는 피가공물 선택의 폭이 좁아지게 된다. 즉, 피가공물은 그 재질에 따라 또는 사용하는 툴의 종류에 따라 절삭속도, 절삭깊이 등이 정해지게 되는데, 선행기술1 및 2는 이와 같은 가공 조건이 존재해도 이것을 조절할 수 있지 못하는 문제가 있게 된다.

또한, 관재는 그 종류 및 설계에 따라 면취각도가 달라질 수 있지만, 선행기술 1 및 2는 면취각도를 변경하기 위해서는 반드시 면취툴을 교체해 주어야 하는 불편함도 있게 되는 것이다.

한편, 선행기술3은 파이프의 끝단을 가공하기 위한 장치로서, 절삭툴인 가공체가 장착된 본체가 관재의 끝단면 방향으로 진입하면서 또한 관재의 중심방향이나 외곽방향으로 움직이도록 조절하여 관재의 외경 절삭은 물론, 내경 절삭 및 복잡 다양한 형상의 가공도 가능하게 된 기술이다.

그러나 상기 선행기술3은 절단이 완료된 관재의 절단면 개선작업 등에 사용될 수 있는 것으로, 관재의 절단과 동시에 면취를 할 수 있는 선행기술1 및 2보다 오히려 생산성에서 뒤떨어지게 되며, 별도의 절단장치를 선행해서 절단작업을 해야 하는 문제가 있게 된다. 이는 해양이나 조선 그리고 석유화학 플랜트 등에서 파이프라인 작업시 파이프 용접을 위해서는 개선작업이 필수적인데, 관재 구경의 범위가 넓으면서 관재의 두께 범위가 넓은 선행기술3의 커팅 및 면취 장치를 이용한다면, 몇백Kg이상되는 관재를 커팅기에서 힘겹게 절단한 후, 이를 다시 들어 올려 선행기술3과 같은 장치에 올려 다시 개선작업을 해야되는 번거로움과 비능률적인 문제가 있게 되는 것이다. 또한, 개선작업은 파이프 양단을 모두 해야되므로 반대쪽 개선작업을 위해서는 무거운 파이프를 다시 반대로 돌려서 반대편에도 개선작업을 해야되는 번거로움과 비능률적인 문제가 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술들의 문제점들을 모두 해결할 수 있는 것으로, 하나의 절삭팁을 이용하여 절단 및 면취는 물론, 다양한 형상의 패턴 가공이 가능하며, 수십mm 이상의 두께를 갖는 관재의 절단과 면취작업을 동시에 할 수 있게 되는 무선통신에 의해 절삭툴을 자유자재로 제어하여 원형 또는 각형 관재나 봉재를 원하는 형상으로 가공할 수 있는 장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

피가공물이 관통되는 본체부와, 본체부의 어느 일측에 회전 가능하게 결합되면서 피가공물이 관통되는 구동휠과, 구동휠의 전방에 장착되어 피가공물의 외측면을 절삭하는 절삭툴과, 구동휠을 회전시키기 위한 메인 전동부를 포함하는 가공장치에 있어서,

절삭툴은 구동휠의 전방에서 피가공물의 중심방향(Y축방향) 및 피가공물의 길이방향(X축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 결합되는 적어도 하나 이상의 2축형 스테이지상에 장착되고, 스테이지를 콘트롤하기 위한 제어부를 더 포함하되, 제어부와 스테이지는 무선으로 통신하여 콘트롤함을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치를 제공한다.

이때, 본체부는 베드상에 설치되며, 베드는 제어부의 콘트롤을 받으면서 이동수단에 의해 피가공물의 길이방향(X축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 설치될 수도 있을 것이다.

또는, 본 발명은,

베드의 상부에 설치되어 가공하고자 하는 피가공물이 관통되는 본체부와, 본체부의 어느 일측에 회전 가능하게 결합되면서 피가공물이 관통되는 구동휠과, 구동휠의 전방에 장착되어 피가공물의 외측면을 절삭하는 절삭툴과, 구동휠을 회전시키기 위한 메인 전동부를 포함하는 가공장치에 있어서,

절삭툴은 구동휠의 전방에서 피가공물의 중심방향(Y축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 결합되는 적어도 하나 이상의 1축형 스테이지상에 장착되고, 베드는 이동수단에 의해 피가공물의 길이방향(X축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 설치되며, 스테이지와 이동수단을 콘트롤하기 위한 제어부를 더 포함하되, 제어부와 스테이지는 무선으로 통신하여 콘트롤함을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치를 제공한다.

여기에서, 구동휠에는 피가공물의 중심방향(Y축방향)으로 제어부의 무선통신에 의한 콘트롤에 의해 정밀하게 왕복운동하는 밀링스테이지가 결합되고, 밀링스테이지상에 설치된 주축에는 피가공물의 외측면을 가공하도록 여러 밀링툴 중에서 선택되는 어느 하나의 밀링툴이 장착될 수 있으며, 이때, 메인 전동부는 제어부에 의한 콘트롤에 의해 정밀하게 회전운동될 수 있게 할 수 있다.

그리고 구동휠의 후방에는 슬립링이 형성되어 스테이지 또는 밀링스테이지로 인입되는 전원을 슬립링으로부터 접촉식 또는 비접촉식으로 공급받음이 바람직할 것이다.

또한, 제어부에는 무선엑세스포인트가 설치되고, 스테이지 또는 밀링스테이지에는 무선엑세스포인트와 무선으로 송수신하는 무선어댑터가 설치됨이 바람직할 것이다.

또한, 스테이지 또는 밀링스테이지에는 스테이지 블록의 움직임을 제어부로 송신하는 리니어스케일이 설치되며, 리니어스케일에는 무선엑세스포인트와 무선으로 송수신하는 무선어댑터가 설치될 수도 있다.

그리고 제어부에는 가공과 관련된 데이터가 출력되는 모니터링부를 더 포함할 수도 있을 것이다.

또한, 본체부의 내경에는 피가공물을 향해 오므라들거나 벌어지도록 작동되어 피가공물을 고정시키는 조우가 설치될 수도 있다.

그리고 본체부의 어느 일측 또는 양측에는 피가공물을 고정하는 척부가 설치될 수도 있을 것이고, 이때, 척부는 피가공물의 길이방향(X축방향)으로 이동이 가능하도록 설치되며, 척부의 이동은 제어부의 콘트롤에 의해 정밀하게 이동될 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 가공장치는, 적어도 하나 이상을 구비한 절삭툴이 피가공물을 중심으로 회전을 하면서 이와 동시에 피가공물의 길이방향 및 중심방향으로의 정밀제어에 의한 움직임이 가능하게 되어, 피가공물의 절단가공, 절단과 동시에 면취가공, 면깍기 가공 및 특수 형상의 패턴 가공이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 가공장치는, 수~수십mm 두께의 관재를 절단과 동시에 면취하는 가공에서도 하나의 절삭툴에 의해 점차 "V"자,"U"자 형태등으로 내려가면서 가공할 수 있어 절삭툴이 하강할 수 있는 범위내의 두께라면, 어떠한 두께의 관재라도 하나의 툴에 의해 다양한 형상으로 고속 절삭이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 가공장치는, 표준화된 절삭툴을 사용하기 때문에 비교적 넓은 폭의 면을 한번에 깍아내야 하는 고가의 면취툴을 사용하는 종래기술 보다 유지관리면에서 경제적인 이점이 있게 된다. 그리고 종래기술과 같이 면취각도에 따라 면취툴을 교체하지 않아도 면취범위를 자유롭게 설정하여 가공할 수 있는 이점이 있게 된다.

본 발명에 따른 가공장치는, 종래의 기술과 같이 치차와 걸림쇠에 의한 충돌횟수에 의해 절삭깊이가 정해지는 것이 아니라, 절삭툴을 무선통신에 의해 자유자재로 움직이는 것이 가능하여 장비의 내구성을 확보할 수 있으면서 피가공물의 종류 및 재질에 따라 원하는 대로 절삭조건을 정할 수 있는 이점이 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 가공장치는, 각종 밀링툴을 추가적으로 장착하여 정밀제어에 의해 사용할 수 있게 됨으로써, 전술한 가공예 외에도 더욱 다양한 가공예를 구현할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 무선통신에 의해 콘트롤되는 스테이지 및 밀링스테이지에 실제 이동거리를 측정하여 제어부로 송신하는 리니어스케일을 설치함으로써, 제어신호와 실제이동거리를 비교 판단하여 가공 오류를 미연에 방지하거나 보정이 가능하게 할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신을 나타낸 정면도이고,
도 2는 종래기술에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신을 나타낸 측면도이고,
도 3은 종래기술에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서 커팅과 면취를 동시에 수행하는 작업 공정을 순서대로 나타낸 도면이고,
도 4는 종래기술에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서 수행할 수 있는 가공예를 나타낸 도면이고,
도 5는 종래기술에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서의 커팅툴 길이와 관재 두께의 관계를 나타낸 도면이고,
도 6은 종래기술에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서의 면취툴 길이와 관재 두께의 관계를 나타낸 도면이고,
도 7은 도 6과 같은 면취툴이 절삭시 받는 힘의 관계를 보인 도면이며,
도 8은 본 발명에 따른 가공 장치의 구성도를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명에서 사용되는 피가공물의 종류를 나타낸 예시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 가공장치의 본체부 주변을 확대하여 보인 정면도 및 측면도이고,
도 11은 도 10의 정면도에서 밀링가공부가 더 설치된 모습을 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 가공장치를 이용해 가공할 수 있는 예시를 보인 도면이고,
도 13은 도 12의 가공방법중에서 첫 번째 예시방법인 절단 및 개선작업을 동시에 수행하는 가공순서에 대한 예시 도면이며, 그리고
도 14는 본 발명에 따른 가공장치의 밀링가공부를 이용해 가공할 수 있는 예시를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가공장치를 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 가공장치의 전체적인 모습을 나타낸 구성도로서, 이 도면을 참고하면, 본 발명에 따른 가공장치(100)는 베드(110)와, 이 베드(110)의 상부에 설치되어 가공하고자 하는 피가공물(p)이 관통되는 본체부(120)와, 본체부(120)의 어느 일측에 회전 가능하게 결합되면서 피가공물(p)이 관통되는 구동휠(130)과, 구동휠(130)의 전방에 피가공물의 중심방향으로 왕복운동 가능하게 장착되어 피가공물(p)의 외측면을 절삭하는 절삭툴(150)과, 구동휠(130)을 회전시키기 위한 메인 전동부(160)와, 절삭툴(150) 및 메인 전동부(160)를 콘트롤하는 제어부(170)를 포함하여 구성된다.

본 발명에서 언급한 피가공물(p)이란, 도 9의 피가공물 예시도면에서 보는 것과 같이, 길다란 관재 또는 봉재가 될 수 있으며, 이러한 관재 또는 봉재도 원형이나 각형일 수 있다. 또한, 반드시 직선형태로 길다란 형상에 국한되지 않으며 엘보와 같이 구부러진 형태 등 본체부(120)에 관통되어 고정할 수 있는 물건이면 어떤 것이든 가능할 것이다.

베드(110)는 본 발명 가공장치(100)의 대부분 구성들을 받치는 기초가 되는 곳으로, 수평하고 넓게 포진된 형태가 바람직할 것이며, 특정의 형상으로 한정하지는 않아도 될 것이다. 이러한 베드(110)는 지면이나 또는 하부지지물(101)위에 설치되는 것으로, 경우에 따라서는 X축 방향으로 왕복운동이 가능한 기능을 가질수도 있다. 즉, X축 방향이란 피가공물의 길이방향을 말하는 것으로, 피가공물의 절삭위치로 절삭툴(150)을 이동시킬때에 급이송하는 경우 사용될 수 있다. 또는, 급이송 외에도 가공을 위한 정밀이동도 가능하게 할 수 있다. 따라서 베드(110)의 하부는 LM가이드 및 볼스크류 등의 이동수단(115)으로 구축되어 제어부(170)의 콘트롤에 따라 선택적으로 X축 방향으로 이동이 가능하게 될 수 있는 것이다.

베드(110)의 상부에 설치되는 본체부(120)는 베드(110)와 일체로 형성되거나 또는 베드(110)에 대해 탈, 장착 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 본체부(120)의 중간부에는 피가공물이 수평을 유지한 상태로 관통되므로 관통경도 수평을 요하면서 본체부(120)의 외형 또한 수직을 요하는 것이 바람직할 것이다.

도 10은 본 발명 가공장치의 본체부 주변을 확대하여 상세히 보인 정면도 및 측면도로서, 이 도면을 참고하면, 구동휠(130)은 본체부(120)의 전방에 형성된다. 설명의 편의상 본체부(120)에서 절삭툴(150)이 장착된 곳을 전방이라 칭하고, 절삭툴(150)이 장착되지 않은 반대편을 후방이라고 칭하고자 한다. 구동휠(130)은 본체부(120)로부터 이탈되지 않으면서 가공할 피가공물을 중심으로 제자리 회전이 가능하게 결합된다. 따라서 구동휠(130)의 후방면상에는 본체부(120)의 내부로 연장되어 베어링(121)과 함께 결합되는 결합링(125)이 형성된다. 물론, 결합링(125)은 구동휠(130)측이 아닌 본체부(120)측에 형성되어 구동휠(130)의 내부로 연장될 수도 있다. 구동휠(130)은 피가공물을 가공하기 위해 회전이 이루어지는 것이므로 원활한 회전을 위해 편심되지 않는 원형의 판상임이 좋을 것이다. 그리고 구동휠(130)의 외주면상에는 메인 전동부(160)로부터 동력을 전달받기 위한 기어(131)가 형성된다. 본 발명에 따른 메인 전동부(160)와 구동휠(130)은 도시된 바와 같이 메인 전동부(160)와 구동휠(130)을 기어치합으로 구동시킬 수도 있지만, 타이밍밸트나 브이밸트 또는 체인 등으로 연결시켜 구동시킬 수도 있을 것이다. 기어치합으로 연결시킬 경우에는 큰 직경을 갖는 구동휠(130)의 외주면에 기어를 형성해야 하므로 가공의 어려움이 뒤따를 것이지만, 브이밸트를 사용하게 되면 기어보다는 제작 및 가공면에서 수월할 것으로 예상된다.

이렇게 형성된 구동휠(130)의 전방에 절삭툴(150)이 장착된 적어도 하나 이상의 스테이지(140)가 결합된다. 스테이지(140)는 구동휠(130)의 전방에 결합되어 Y축 또는 XY축 방향으로 움직이면서 절삭툴(150)이 피가공물(p)을 절삭할때에 절삭되는 양과 방향을 결정하게 된다. 여기에서, X축방향은 피가공물의 길이방향을 말하며, Y축방향은 피가공물의 축중심 방향을 말한다. 따라서 본 발명에 따른 스테이지(140)는 Y축 방향으로만 움직임이 가능한 1축스테이지를 구성하여 피가공물의 축중심쪽으로 왕복운동을 하면서 정밀한 제어가 가능하게 할 수 있고 또는, XY축 방향으로 움직이는 2축스테이지를 구성하여 피가공물의 축중심 방향은 물론 길이방향으로도 왕복운동을 하면서 정밀한 제어가 가능하게 할 수 있다. 여기에서, 스테이지(140)가 Y축 방향으로만 왕복운동이 되도록 1축스테이지로 구축할때에는 베드(110)의 이동수단(115)을 설치하여 본 발명에 따른 가공장치(100)가 X축 및 Y축의 2축방향 움직임이 가능하도록 하는 것이 바람직할 것이다. 또는, 스테이지(140)가 XY축 방향으로 각각 왕복운동이 되도록 2축스테이지로 구축할때에는 베드(110)의 이동수단(115)은 설치될 수도 있고 설치가 되지 않아도 될 것이다.

본 발명에서의 스테이지는 모터에 의해 정밀하게 제어할 수 있는 자동스테이지(Motorized Stage)를 사용하는 것으로, 모터 구동을 위한 전력을 입력받으면서 제어신호를 양방향 송수신하도록 구성되어 있다. 그리고 스테이지(140)는 구동휠(130)의 전방에 하나만 설치할때에는 구동휠(130)의 고속회전에 의한 편심을 심각하게 고려하여야 하므로, 양쪽으로 균형되도록 2개가 장착되는 것이 좋으며, 그 이상으로도 등간격으로 배치하여 설치될 수도 있을 것이다.

절삭툴(150)은 스테이지(140)위에 장착되는 것으로, 피가공물의 재질에 따라 탄소강, 고속도강, 초경합금, 세라믹, 다이아몬드 등으로 제작되어 스테이지(140)의 움직임에 따라 피가공물과 접촉하여 피가공물의 표면을 구동휠(130)의 회전운동 힘으로 깍아내는 작용을 한다.

메인 전동부(160)는 구동휠(130)을 돌려주기 위한 것으로, 메인전동기(161)와, 이 메인전동기(161)로부터 구동휠(130)로 동력을 전달하는 동력전달수단으로 구성된다. 메인전동기(161)는 절삭작업에 필요한 RPM을 얻을 수 있도록 AC모터나 DC모터의 사용이 가능하며, 구동휠(130)의 회전수 및 회전각도를 정밀하게 제어할 필요가 있을때에는 서보모터가 사용될 수도 있을 것이다. 그리고 동력전달수단은 메인전동기(161)의 동력을 가속 또는 감속하는 기어박스를 갖출 수 있으며, 이 기어박스에는 구동휠(130)의 외주면상에 형성된 기어와 치합 또는 타이밍밸트나 브이밸트 및 체인으로 연결되기 위한 출력기어 또는 풀리(162)를 갖는다. 이러한 메인 전동부(160)는 장치 전체의 균형성이나 안정성 등을 고려하여 베이스(110)의 상부면상이나 또는 본체부(120)에 설치할 수 있을 것이다.

다시 도 8을 참고하면, 다음으로, 제어부(170)는 베드(110)의 이동수단(115)과, 스테이지(140)와, 메인 전동부(160)를 콘트롤한다. 이때, 베드(110)의 이동수단(115)과 메인 전동부(160)는 동력을 발생시키는 주체인 전동기가 고정된 상태로 제어부(170)와 인접해 있기 때문에 유선 제어가 가능하게 된다. 그러나 스테이지(140)는 고속 또는 저속으로 회전하는 구동휠(130)의 전방에 설치되어 있게 되므로 제어부(170)에서부터 유선으로 연결하여 사용되기 힘든 구조를 갖는다. 따라서 본 발명에서는 스테이지(140)의 제어신호를 무선통신으로 구축하는 방안을 제시하고자 한다.

부연하면, 본 발명에 따른 스테이지(140)는 고속으로 회전하거나 또는, 저속으로라도 계속해서 회전을 하도록 작용되는 구동휠(130)에 설치되어 있으므로 전원공급 및 제어신호 전달에 큰 어려움이 따르게 된다. 즉, 선행기술1 및 2와 같은 경우에도 절삭툴의 움직임을 자유자재로 자동 제어할 수 없는 현실성 때문에 반드시 절삭툴이 1회전시마다 일정량으로 진입하도록 개발했었던 것이다.

그러나 본 발명에서는 스테이지(140)의 콘트롤을 무선으로 제어하기 위해 제어부(170)에는 무선엑세스포인트(Wireless Access Point, WAP)(300)를 설치하고, 스테이지(140)에는 무선어뎁터(310)를 설치하여 제어신호 전달의 어려움을 해결하였다. 그리고 스테이지(140)에 전원을 공급하기 위해 구동휠(130)의 후방에 슬립링(132)을 형성하고, 이 슬립링(132)에 브러시 등으로 접촉시켜 전원을 연결하는 접촉식 또는, 액체금속을 이용하는 비접촉식으로 적용시켜 사용될 수 있다. 위와 같이 회전되는 구동휠(130)내로 전원이 공급될 수 있으면 그 내부에서 적어도 하나 이상의 스테이지(140)로 전원을 배전하는 것은 어려운 문제가 아니므로 자세한 배전의 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 제어부(170)에는 가공에 필요한 정보를 입력하거나 그에 따른 정보 데이터가 내장될 수 있고, 각종 가공 패턴이나 범위 등이 프로그램화 되어 있을 수 있다. 그리고 현재의 가공상태나 움직임 등을 작업자(operator)에게 보여주기 위한 모니터링부(180)가 제어부(170)와 연결될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 가공장치(100)는 피가공물(p)을 고정시키기 위한 척부(200)가 본체부(120)의 앞쪽이나 뒤쪽 또는 양쪽 모두에 설치될 수 있다. 척부(200)는 본체부(120)쪽으로 왕복운동이 가능할 수 있도록 설치될 수 있으며, 필요한 경우 제어부(170)의 콘트롤에 따라 정밀한 이동이 가능하도록 구축될 수도 있다. 즉, 베드(110)의 이동수단(115) 움직임을 대신해서 척부(200)가 피가공물(p)을 붙잡고 직접 움직이면서 가공할 수도 있다는 것이다. 또는, 척부(200)와 본체부(120)에 길다란 피가공물이 물린상태에서 피가공물을 연속해서 절단/면취 등 가공을 하게 되는 경우에는 본체부(120)는 제자리에 가만히 있는 상태에서 척부(200)가 절단할 길이만큼 피가공물(p)을 클램프하여 이동시켜줄 수도 있는 것이다.

본 발명에 따른 가공장치(100)는 본체부(120)에 절단위치감지센서(도시되지 않음)를 설치하여 본체부(120)가 움직이면서 또는 척부(200)나 베드(110)가 움직이면서 피가공물(p)에 표시되어 있는 절단위치마킹을 스캔하여 정확한 절단위치를 찾아낼 수도 있을 것이다. 이러한 절단위치감지센서는 근접센서나 포토센서 등의 센싱기술을 이용하여 실시될 수 있으며, 피가공물(p)의 외주면을 향할 수 있으면 본체부(120)의 어느 위치이건 상관 없지만, 피가공물의 외주면과 가장 가까이에 위치하고 있는 본체부의 내경면상에 설치되는 것이 가장 좋을 것이다. 절단위치마킹은 피가공물(p)상에 작업자 등이 표시를 하고, 이 절단위치마킹이 절단위치감지센서에 의해 감지되면, 제어부에서는 이 감지위치와 절단위치를 연산하여 절단위치와 절삭툴의 위치가 일치하도록 조정해주어 가공될 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 가공장치(100)는 피가공물(p)이 관통되는 본체부(120)의 내경상에 적어도 2방향 이상에서 오므라들거나 벌어지는 조우(210)가 형성될 수도 있다. 즉, 조우(210)는 본체부(120)를 관통하는 피가공물(p)을 본체부(120)에서 고정시키는 것으로, 이러한 조우(210)에 의해 피가공물(p)이 고정된 상태에서는 본체부(120)가 X축 방향으로 움직이거나 척부(200)가 X축 방향으로 움직이는 것이 불가하므로 스테이지(140)의 XY축 이동에 의해서만 가공이 가능할 것이다. 이때, 조우(210)는 본체부(120)의 외측에 레버(도시되지 않음)를 설치하여 이 레버에 의해 연동되어 오므라들거나 벌어질 수 있도록 구축할 수 있을 것이다. 이러한 레버와 조우(210)의 결합구조 및 작용은 통상의 기술자라면 충분히 구축가능할 것이며, 선행기술들에서도 설명되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

도 11은 구동휠의 전방에 다른 절삭가공부를 설치할 수 있는 예를 보인 도면으로서, 이 도면에서 보는 것과 같이, 본 발명에 따른 가공장치(100)는 구동휠(130)의 전방면상에 밀링가공부(190)가 더 형성될 수도 있다. 밀링가공부(190)란 고속회전되는 주축(192)에 원하는 밀링툴(195)을 장착하여 밀링머신에서와 같은 가공작업을 수행할 수 있는 것을 말한다. 따라서 구동휠(130)의 전방면상에 Y축으로 왕복운동 가능하게 1축 밀링스테이지(191)를 형성하고, 이 밀링스테이지(191)에 고속회전되는 주축(192)과 밀링툴(195)이 장착된다. 이때에도 밀링가공부(190)로 전달되는 전원은 슬립링(131)을 통해 공급받으며, 밀링의 제어신호는 밀링가공부(190)에 무선어댑터(310)를 설치하여 제어부(170)의 무선신호를 통해 콘트롤 된다.

이와 같이 밀링가공부(190)를 구축한 후에 밀링머신의 대부분 기능을 모두 수행하기 위해서라면, X축 이동도 가능해야 하므로, 베드(110)의 이동수단(115) 설치나 척부(200)의 이동이 필연적으로 필요하게 된다. 또한, 메인 전동부(160)는 밀링작업을 위한 위치 선택시 정밀한 제어가 가능해야 하므로, 단순히 회전력만 제공하는 것보다는 서보모터를 사용하여 정밀한 제어가 가능하게 구축될 필요가 있을 것이다.

따라서 밀링가공부(190)는 자체 회전에 의한 밀링툴(195)의 절삭작업이, 밀링스테이지(191)에 의한 Y축이동의 1축움직임과, 베드(110)의 이동수단(115) 또는 척부(200)의 이동에 따른 X축이동의 2축움직임과, 그리고 구동휠(130) 회전이동의 3축움직임이 동시에 제어되면서 어떠한 가공위치에서 어떠한 형태의 가공이든지 만능으로 가능하게 할 수 있는 것이다.

이와 같은 밀링가공부(190)는 구동휠(130)의 전방면상에서 적어도 하나 이상의 스테이지(140)와 균형을 가지며 등간격으로 배치되는 것이 좋을 것이다.

본 발명에 따른 가공장치(100)는 정밀한 제어가 가능하게 되는데, 구동휠(130)의 회전이 전제가 되기 때문에 스테이지(140) 및 밀링스테이지(191)의 움직임이 가공중에 실제로 일어나고 있는지를 확인하면서 보정하기 위한 실시간 모니터링이 부가될 수 있다. 따라서 X축, Y축, 회전축의 3축 움직임중에 적어도 스테이지(140) 및 밀링스테이지(191)에서의 움직임은 특별히 모니터링이 필요할 것이다. 이를 위해 스테이지(140) 및 밀링스테이지(191)의 이송블록에는 리니어스케일(도시되지 않음)이 설치될 수 있을 것이며, 이 리니어스케일이 제어부(170)와 무선통신에 의해 송수신된다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 본 발명의 가공장치(100)에 이해 실현 가능한 가공방법 및 예를 장치의 작용과 함께 설명한다.

도 12는 본 발명에 따른 가공장치의 절삭툴을 이용하여 가공할 수 있는 일예를 보인 도면으로서, 도 12의 첫 번째 도면에서 보는 것과 같이, 절단과 동시에 그 절단면에 사선방향으로 개선작업을 할 수 있다. 그리고 두 번째 도면에서 보는 것과 같이, 절단과 동시에 라운딩 형태의 개선작업을 할 수 있다. 또한, 세 번째 도면 및 네 번째 도면에서 보는 것과 같이 라운딩 형태의 일정한 패턴이 연속되게 피가공물의 표면을 가공할 수도 있게 된다.

가공방법의 일예로서, 도 12의 첫번째 예시와 같은 절단과 동시에 사선방향의 개선작업을 할 수 있는 가공방법을 도 13을 참고하여 설명한다.

도 13에서 보는 것과 같이, 절삭툴(150)을 피가공물(p)의 가공할 부분에 위치시킨다. 절삭툴을 피가공물의 가공부분에 위치시키기 위해서는 베드(110)의 이동수단(115)을 작동시켜 가공위치를 설정하는 방법과, 척부(200)를 움직여 가공위치를 설정하는 방법중 하나를 선택하여 이용할 수 있다.

위와 같이 가공위치가 설정된 후에는 구동휠(130)을 회전시킨 상태에서 절삭툴(150)이 피가공물의 표면으로 진입하도록 스테이지(140)를 Y축 방향으로 이동시켜준다. 이때, 피가공물의 종류 및 두께에 따라 적정한 깊이를 고려하여야 할 것이다.

다음은 Y축 이동은 정지한 상태에서 X축 방향으로 스테이지를 이동시켜 가공한다. 이때, X축 방향의 이동거리는 피가공물의 두께(t)와 개선각(ㅀ)을 미리 계산하면 이동거리를 쉽게 얻을 수 있을 것이다. 이와 같은 Y축방향 가공 및 X축방향 가공을 수~수십번 반복적으로 수행하여서 원하는 절단과 면취작업을 완료시킬 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명의 가공장치(100)는 도 13에서 보는 것과 같이, 절단과 동시에 개선작업을 할때에 넓은 외부면부터 점차 좁아지는 내부로 진입하는 방식이기 때문에 선행기술1 및 2와 같이 피가공물의 두께에 비례하도록 절삭툴(150)의 길이를 갖추지 않아도 되는 것이다. 즉, 본 발명의 가공장치(100)에서는 스테이지(140)의 Y축방향 이동거리가 피가공물의 두께를 결정하는 요인이 되는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 가공장치(100)는 구동휠(130)을 고속으로 회전하여도 되므로 가공의 순서가 복잡하더라도 빠른시간내에 가공작업을 완료할 수 있게 된다.

또한, 다양한 피가공물의 종류에 따라 가공 조건을 데이터(data)화 할 수가 있어 최적의 가공조건을 제시할 수 있다.

도 12의 3번째 도면 및 4번째 도면과 같이 길게 연장되는 형태로 가공하기 위해서는 스테이지(140)의 X축 이동만으로는 가능하지 않게 된다. 즉, 스테이지의 X축 이동은 수십mm 이내로 설정하는 것이 구조적으로 적당하기 때문에 무한정 길게 할 수 없게 되고, 이러한 이유로 위와 같은 넓은 폭의 가공에는 스테이지를 이용하는 X축 이동보다는 베드(110)의 이동수단(115)을 이용하여 X축 방향으로 이동시키는 것이 바람직할 것이다.

도 14는 본 발명에 따른 가공장치에 밀링툴을 장착하여 가공할 수 있는 일예를 보인 도면으로서, 이 도면의 첫 번째 도면에서 보는 것과 같이, 본 발명에 따른 밀링가공부(190)는 밀링툴(195)을 사용하여 피가공물의 표면에 드릴링을 하거나, 탭가공 등을 할 수 있으며, 두 번째 도면에서 보는 것과 같이, 엔드밀, 홈파기 등 밀링머신에서 할 수 있는 작업을 대부분 할 수 있게 된다. 이러한 밀링가공부(190)는 피가공물을 메인 전동부(160)에서 정밀하게 회전축 방향으로 회전시킬 수 있게 되어 피가공물의 외경 어느 위치건 밀링가공이 가능하게 될 수 있게 된다. 그리고 밀링가공부(190)는 베드(110)의 이동수단(115)를 함께 사용하여 피가공물의 길이방향 가공이 가능하게 되는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 본 발명 가공장치
101 : 하부구조물 110 : 베드
115 : 이동수단 120 : 본체부
125 : 결합링 130 : 구동휠
131 : 기어 132 : 슬립링
140 : 스테이지 150 : 절삭툴
160 : 메인 전동부 161 : 메인전동기
162 : 출력기어 170 : 제어부
180 : 모니터링부 190 : 밀링가공부
191 : 밀링스테이지 195 : 밀링툴
200 : 척부 210 : 조우
300 : 무선엑세스포인트 310 : 무선어댑터

Claims (12)

1. 피가공물(p)이 관통되는 본체부(120)와, 상기 본체부(120)의 어느 일측에 회전 가능하게 결합되면서 피가공물(p)이 관통되는 구동휠(130)과, 상기 구동휠(130)의 전방에 장착되어 피가공물(p)의 외측면을 절삭하는 절삭툴(150)과, 상기 구동휠(130)을 회전시키기 위한 메인 전동부(160)를 포함하는 가공장치에 있어서,
   상기 절삭툴(150)은 상기 구동휠(130)의 전방에서 상기 피가공물(p)의 중심방향(Y축방향) 및 피가공물의 길이방향(X축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 결합되는 적어도 하나 이상의 2축형 스테이지(140)상에 장착되고, 상기 스테이지(140)를 콘트롤하기 위한 제어부(170)를 더 포함하되, 상기 제어부(170)와 상기 스테이지(140)는 무선으로 통신하여 콘트롤함을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체부(120)는 베드(110)상에 설치되며, 상기 베드(110)는 상기 제어부(170)의 콘트롤을 받으면서 이동수단(115)에 의해 상기 피가공물(p)의 길이방향(X축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 설치됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
3. 베드(110)의 상부에 설치되어 가공하고자 하는 피가공물(p)이 관통되는 본체부(120)와, 상기 본체부(120)의 어느 일측에 회전 가능하게 결합되면서 피가공물(p)이 관통되는 구동휠(130)과, 상기 구동휠(130)의 전방에 장착되어 피가공물(p)의 외측면을 절삭하는 절삭툴(150)과, 상기 구동휠(130)을 회전시키기 위한 메인 전동부(160)를 포함하는 가공장치에 있어서,
   상기 절삭툴(150)은 상기 구동휠(130)의 전방에서 상기 피가공물(p)의 중심방향(Y축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 결합되는 적어도 하나 이상의 1축형 스테이지(140)상에 장착되고, 상기 베드(110)는 이동수단(115)에 의해 상기 피가공물(p)의 길이방향(X축방향)으로 정밀하게 왕복운동 가능하도록 설치되며, 상기 스테이지(140)와 이동수단(115)을 콘트롤하기 위한 제어부(170)를 더 포함하되, 상기 제어부(170)와 상기 스테이지(140)는 무선으로 통신하여 콘트롤함을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 구동휠(130)에는 상기 피가공물(p)의 중심방향(Y축방향)으로 상기 제어부(170)의 무선통신에 의한 콘트롤에 의해 정밀하게 왕복운동하는 밀링스테이지(191)가 결합되고, 상기 밀링스테이지(191)상에 설치된 주축(192)에는 상기 피가공물(p)의 외측면을 가공하도록 여러 밀링툴 중에서 선택되는 어느 하나의 밀링툴(195)이 장착되며, 상기 메인 전동부(160)는 상기 제어부(170)에 의한 콘트롤에 의해 정밀하게 회전운동됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동휠(130)의 후방에는 슬립링(131)이 형성되어 상기 스테이지(140) 또는 밀링스테이지(191)로 인입되는 전원을 상기 슬립링(131)으로부터 접촉식 또는 비접촉식으로 공급받음을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부(170)에는 무선엑세스포인트(300)가 설치되고, 상기 스테이지(140) 또는 밀링스테이지(191)에는 상기 무선엑세스포인트(300)와 무선으로 송수신하는 무선어댑터(310)가 설치됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 스테이지(140) 또는 밀링스테이지(191)에는 스테이지 블록의 움직임을 상기 제어부(170)로 송신하는 리니어스케일이 설치되며, 상기 리니어스케일에는 상기 무선엑세스포인트(300)와 무선으로 송수신하는 무선어댑터가 설치됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부(170)에는 가공과 관련된 데이터가 출력되는 모니터링부(180)를 더 포함함을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
9. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체부(120)의 내경에는 상기 피가공물(p)을 향해 오므라들거나 벌어지도록 작동되어 상기 피가공물(p)을 고정시키는 조우(210)가 설치됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
   
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부(120)의 어느 일측 또는 양측에는 상기 피가공물(p)을 고정하는 척부(200)가 설치됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 척부(200)는 피가공물(p)의 길이방향(X축방향)으로 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 척부(200)의 이동은 상기 제어부(170)의 콘트롤에 의해 정밀하게 이동됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
    
12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부(120)에는 피가공물(p)에 표시되어 있는 절단위치마킹을 스캔할 수 있도록 절단위치감지센서가 설치됨을 특징으로 하는 무선통신에 의해 절삭툴을 제어하는 가공장치.
    

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