KR101418085B1 - 3축 홀 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3축 홀 가공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 4각 함체 모양으로 밀폐된 사면에 개폐가능한 다수의 개폐도어(12)가 설치된 본체(10); 상기 본체(10)의 내측으로 모재를 투입하도록 본체 전면에 일정 크기로 관통된 모재 투입구(14); 상기 모재 투입구(14)의 하단부와 유사한 높이로 본체(10)의 내측에 상향 경사진 슬라이딩구조로 설치되어 모재를 공급하는 모재 공급부(20); 상기 모재 공급부(20)의 후방측에서 본체(10)의 좌우방향으로 설치된 상태에서 전후진되면서 상기 모재 공급부(20)를 통해 공급된 모재의 후면에 복수의 홀을 가공하는 복수개의 드릴유닛트(32)가 구비된 제1 홀가공장치(30); 상기 제1 홀가공장치(30)와 대향되는 본체(10)의 내측 전면 상방측에 설치되어 전후, 좌우 및 상하로 이동가능한 구조로 이루어져 모재 공급부(20)로 공급된 모재의 전후면에 복수개의 홀을 가공하도록 복수개의 드릴유닛트(43)가 구비되는 제2 홀가공장치(40); 상기 본체(10)의 내측 중심 상부에 설치되어 모재 공급부(20)를 통해 공급된 모재의 상면에 복수개의 홀을 가공하도록 상하 이동가능하게 복수개의 드릴유닛트(62)가 설치된 제3 홀가공장치(60); 상기 본체(10)의 외부에 별도로 구성되어 상기 복수의 홀가공장치에 전원공급 및 동작 제어용 프로그램이 내장되고 외부 조작이 가능한 메인조작부(71)가 구비된 제어조작판넬부(70);를 포함하여 구성된다.

Description

3축 홀 가공장치{3-Axis Hole drilling apparatus }

본 발명은 3축 홀 가공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환봉 또는 각재(角材)로 구성되는 차량의 부품 소재의 3면에 동시 또는 연속적으로 상하 및 전후 이동을 통해 프로그램된 명령에 따라 일정 크기의 구멍을 다수개 뚫을 수 있도록 하는 3축 홀 가공장치에 관한 것이다.

승용 차량 뿐만 아니라 RV 차량의 루프에는 차량의 내부나 적재함에 싣기 어렵거나 보다 많은 화물을 싣기 위한 추가적인 설비로 루프 상면 양쪽 전후방향으로 막대 형상의 루프 랙(Roof rack)이 설치되는 경우가 있다.

이러한 루푸 랙에는 양쪽 루프 랙 사이를 연결하는 가로바가 설치되거나 루프 랙의 상면에 별도의 추가 설비를 통해 루프박스 등을 설치하여 화물의 적재능력을 증대시킬 수 있도록 하는 경우가 많이 있다.

특히, 생활수준의 향상과 레저인구의 증가로 인해 RV차량 뿐만 아니라 RV차량보다 상대적으로 실내 공간이 협소한 승용차량의 경우, 차량의 실내 및 트렁크의 용량이 적어서 보다 많은 짐을 싣기 위해 차량의 외부 쪽 루프에 추가적인 화물적재장치를 마련하기 위한 수단으로 차량의 루프에 루프 랙을 설치하게 된다.

루프 랙은 차량 구입시 선택사양으로 제공되어 차량 구입자가 선택사양의 선택을 통해 차량 제조시 일체로 루프에 일체로 조립되어 생산되는 경우도 있고, 차량 출고 후 차량의 루프에 일반 사제용 루프 랙을 설치하여 사용하는 경우가 많이 있다.

이러한 종래의 루프 랙(5)의 외관사시도가 도 1에 도시되어 있고, 종래의 루프 랙(5)이 차량에 설치된 상태가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.

차량의 루프에 설치되는 루프 랙(5)은 도 1에 도시된 바와 같이 좌우 한쌍으로 구성되며, 각각의 루프 랙(5)은 그 길이방향 삼면에 다수개이 홀(6)이 가공되어 있다.

따라서, 차량의 루프에 설치된 한 쌍의 루프 랙(5) 사이에 가로바를 설치하거나 루프 박스를 장착하여 짐이 많아 차량 실내 및 트렁크에 싣지 못하거나 부피가 큰 경우에 차량의 루프에 설치된 루프 랙이나 루프박스에 추가적인 짐을 싣을 수 있도록 한다.

이와 같이 구성 및 설치되는 루프 랙은 차량의 루프에 견고히 결합되되, 주행중 진동에 의해 소음이 발생되거나 루프와 금속간 마찰이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 루프에 고정되는 저면부에 다수개의 고무패킹이 끼워지는 고무패킹 삽입공과 루프에 고정되기 위한 고정공이 가공되어 있으며, 루프 랙의 상면에는 그 저면에 고정공으로 체결수단을 결합시키기 위한 작업공이 저면의 고정공보다 더 크게 형성되어 있으며, 그 내측면에는 가로바를 설치하기 위한 가로바 체결공이 형성되기 마련이다.

즉, 차량의 제작사 뿐만 아니라 차량 출고 후 일반 마켓에서 별도로 루프 랙을 설치하는 경우, 일정한 굵기의 루프 랙 삼면에 다수개의 홀이 가공되어 있으며, 이러한 홀 가공은 별도의 전용 홀 가공장치를 통해 복수개의 관통 홀을 가공하게 되고, 홀 가공 후 표면 도색작업을 한 후에 차량의 루프에 장착되게 된다.

본 발명은 이러한 루프 랙에 홀을 가공하는 장치에 관한 것으로, 기타 다른 작업에 관련된 내용은 생략하고 본 발명에 속하는 기술내용에 한정해서 좀 더 상세히 설명한다.

종래 및 현재의 루프 랙에 다수개의 홀을 복수면, 즉 3면에 가공하기 위해서는 복수의 홀 가공장치를 이용하게 된다.

즉, 루프 랙의 삼면에 가공되는 홀은 루프 상면에 고정하기 위해 루프 랙 저면에 가공되는 고정공 및 고무패킹 끼움공과, 양쪽 루프 랙 사이에 가로바를 설치하기 위해 길이방향 내측면에 가공되는 가로바 체결공과, 상기 고정공에 고정나사를 체결하기 위해 고정공 상면에 해당되는 루프 랙 상면에 고정공보다 더 크게 형성되는 작업공이 가공되므로, 복수의 드릴유닛트가 설치된 1차 홀가공장치로 제 1면 또는 제 2면에 대해 1차 구멍 가공을 한 후에 1차 홀가공장치에서 루프 랙을 인출하여 또 다른 2차 홀가공장치로 제 3면에 홀을 가공하게 된다.

이와 같이 1차 및 2차 홀가공장치를 이용하여 루프 랙에 다수개의 구멍을 관통시키는 드릴 작업을 수행하는 경우, 작업자가 1차 및 2차 홀 가공장치를 왕래하면서 루프 랙의 홀 가공을 수행하게 되므로, 작성성 및 생산성이 떨어질 수 밖에 없게 된다.

또한, 하나 및 한 종류의 루프 랙을 생산하기 위해 설치되어야 하는 홀가공장치가 복수 셋트로 구성되어야 하므로, 장치 구입비가 높아져 생산 단가가 상승될 수 밖에 없으며, 다수의 설비가 설치됨으로 인해서 공장의 공간활용성이 떨어질 수 밖에 없는 단점이 있었다.

- 한국 특허등록 제10-529296호(등록일: 2005.11.10, 발명의 명칭: 시스템 창호의 복합 가공장치) - 한국 특허등록 제10-1326249호(등록일: 2013.10.31, 발명의 명칭: 공작물의 홀 가공장치) - 한국 공개특허 제10-2013-0101671호(공개일: 2013.09.16, 발명의 명칭: 수평식 측면 가공장치)

본 발명은 상술한 종래의 루프 랙 홀 가공장치가 갖는 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 하나의 가공장치로 3면 홀을 동시 또는 연속적으로 가공가능하도록 하여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 공장 설비의 설치공간에 대한 이용효율성을 높이고, 설비 수량을 줄여 생산단가를 낮춤으로써 경쟁력을 높일 수 있는 제품 생산이 가능하도록 하는 3축 홀 가공장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치는 일정 크기의 4각 함체 모양으로 밀폐된 구조로 이루어지되, 사면에는 내부에 설치된 홀 가공장치의 정비 및 관리 편리를 위해 개폐가능한 다수의 개폐도어가 설치된 본체; 상기 본체의 내측으로 홀 가공을 위한 모재를 투입할 수 있도록 본체의 전면에 일정 크기로 관통되고, 모재 투입 후 그 관통부위를 차단하는 셔터가 설치되는 모재 투입구; 상기 모재 투입구의 하단부와 유사한 높이로 본체의 내측에 수평상태로 설치되는 베이스부의 상면에서 본체의 전방측에서 후방측으로 상향 경사진 슬라이딩구조로 이루어져 모재를 공급하는 모재 공급부; 상기 모재 공급부의 후방측 베이스부의 상면에서 본체의 좌우방향으로 일정간격 이격 설치되고, 소정의 범위 내에서 전후진되면서 상기 모재 공급부를 통해 공급된 모재의 후면에 복수의 홀을 가공하는 복수개의 드릴이 일체로 동작되게 구성된 복수개의 드릴유닛트가 구비된 제1 홀가공장치; 상기 제1 홀가공장치와 대향되는 본체의 내측 전면 상방측에 설치되어 전후, 좌우 및 상하로 이동가능한 구조로 이루어져 모재 공급부로 공급된 모재의 전면 및 후면에 복수개의 홀을 가공하도록 복수개의 드릴이 일체로 구성되는 드릴유닛트로 구성되는 제2 홀가공장치; 상기 본체의 내측 중심부 상방에 설치되어 모재 공급부를 통해 공급된 모재의 상면에 복수개의 홀을 일정 간격으로 가공하도록 복수개의 드릴이 일체로 구성되어 상하 이동가능하게 설치되는 드릴유닛트가 구비된 제3 홀가공장치; 상기 본체의 외부 일측에 별도로 구성되어 상기 복수의 홀 가공장치의 전원공급 및 동작 제어와 작업수행용 프로그램이 내장되어 외부 조작이 가능하도록 메인조작부가 구비된 제어조작판넬부;를 포함하여 구성된다.

특히, 상기 본체의 하부에는 본체의 내부에서 복수의 홀 가공장치를 통해 모재의 홀 가공시 발생되는 금속 칩을 수거하기 위한 칩수거트레이가 전방으로 인출가능하도록 구성되고, 상기 제어조작판넬부에는 수동 설정시 각 공정 또는 장치 제어를 위한 제어메뉴가 표시되는 디스플레이창이 구비되고, 상기 모재 투입구의 일측 본체의 전면에는 상기 메인조작부에 연동되어 홀 가공장치의 동작을 간단하게 제어하기 위한 보조조작부가 구비되며, 상기 모재 투입구의 셔텨 및 본체 내부 장치의 정비 효율성을 높이기 위해 상기 모재 투입구의 상부에서 전방으로 개폐가능하게 구성되는 보조관리창이 투명 재질로 이루어진다.

또한, 상기 모재 공급부는 본체의 전방측에서 중간부까지 일정 각도로 상향 경사지게 구성되어 베이스부의 상면에 고정 설치되는 이동받침대와, 설정된 프로그램에 의해 상기 이동받침대의 상면에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되는 모재 이동체와, 상기 모재 이동체의 상면에 결합되어 일정한 형상으로 가공된 모재가 안착되도록 구성되는 모재 안착지그와, 상기 모재 안착지그에 안착되어 이동받침대의 후방으로 이동된 모재의 상면을 고정하도록 상기 이동받침대의 후방에서 베이스부재의 상면에 일정 높이로 설치된 고정대에 구비되는 복수개의 고정클램프와, 상기 안착 안착지그가 이동받침대의 후단까지 이동시 모재 안착지그의 양 측면을 가압고정하도록 상기 이동받침대의 후단 양쪽에서 좌우 이동가능하게 설치되는 측면 고정체;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 이동받침대의 전방측에는 본체의 내측에 고정되어 하강된 모재 안착지그 또는 모재 이동체가 하강시 본체에 부딪히지 않도록 하는 전방 완충구가 구비되고, 상기 고정클램프가 설치된 고정대의 전방에는 후방 이동된 모재 이동체가 고정대에 부딪히지 않도록 하는 후방 완충구가 구비되며, 상기 이동받침대에서 경사지게 슬라이딩 이동되는 상기 모재 이동체는 모재 이동체의 저면 및 이동받침대 하부에 설치된 회전모터 또는 공압실린더에 의해 슬라이딩 동작되도록 구성된다.

특히, 상기 제1 홀가공장치는 상기 이동받침대의 후방으로 이동한 모재의 후면 홀 가공 수에 따라 복수개 드릴이 하나의 셋트로 구성되는 드릴유닛트 복수개가 일정간격으로 설치되되, 상기 복수개의 드릴유닛트는 베이스부의 상면과 드릴유닛트 저면 사이에 설치된 이동안내수단 및 구동수단에 의해 수평상태가 유지되면서 전후 이동되도록 구성된다.

또한, 상기 제2 홀가공장치는 베이스부의 전방 상면에 일정 높이로 설치된 전방측 수직지지대의 상면에서 전후방향으로 설치되는 제1이동안내수단과, 상기 제1이동안내수단에 결합되어 별도의 구동수단으로 제1이동안내수단을 따라 전후 방향으로 이동되는 전후 이동체와, 상기 전후 이동체의 상면에서 상기 제1이동안내수단에 직각 방향인 좌우방향으로 설치되는 제2이동안내수단과, 상기 제2이동안내수단에 결합되어 별도의 구동수단으로 제2이동안내수단을 따라 좌우 방향으로 이동되는 좌우이동체와, 상기 좌우이동체의 전면에서 상하 수직방향으로 설치되는 제3이동안내수단과, 상기 제3이동안내수단에 결합되어 별도의 구동수단으로 제3이동안내수단을 따라 상하방향으로 이동되도록 설치되되 하단부에 본체의 후방을 향하도록 드릴이 설치되어 있는 상하이동체;로 구성되어 상하, 좌우 및 전후 3축 방향으로 이동되면서 모재의 전면 및 전면을 관통하여 후면까지 홀을 가공함과 동시에 모재의 전면 및 후면에 가공되는 홀의 크기와 형상을 각각 다르게 가공할 수 있도록 상기 제1 홀가공장치의 대향측인 본체의 내측 전방에 설치된 구조로 이루어진다.

또한, 상기 제3 홀가공장치는 상기 제2홀가공장치의 전방측 수평지지대와 동일한 높이를 유지하도록 베이스부의 후방측 수직지지대의 상면에 구비된 후방측 수평지지대에서 상하 수직방향으로 복수개의 드릴이 설치되어 제1 및 제2 홀가공장치와 일정한 시간차로 모재의 상면부에 홀을 가공하도록 구성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치는 하나의 장치를 이용하여 동시 또는 연속적으로 루프 랙의 3면에 다수개의 홀을 동시 및 순차적으로 가공가능하므로 작업성 및 생산성을 높일 수 있도록 한다.

특히, 루프 랙 생산업체에서는 루프 랙 생산에 필요한 홀 가공장치를 종래의 여러대에서 한대만을 구입하여 설치하면 되므로, 홀 가공장치의 초기 구입비용을 줄여 생산라인 구축에 많은 경제적 부담을 줄일 수 있고, 공장내의 가공장치 설치 공간을 줄일 수 있어서 유휴공간의 이용효율성을 높일 수 있도록 한다.

또한, 하나의 가공장치로 모든 홀 가공작업을 완료할 수 있어서 작업자의 피로도를 줄여서 각종 안전사고가 발생하는 것을 줄일 수 있는 유용한 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 한 쌍의 루프 랙에 대한 외관상태도,
도 2는 종래의 루프 랙이 차량의 루프에 설치된 사용상태도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치의 전후면 외관사시도,
도 5는 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치의 내부 측면상태도,
도 6은 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치에서 모재 공급부의 발췌도,
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치의 제1, 제2, 제3 드릴유닛트의 발췌도 및 분리사시도,
도 11은 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치에서 제어조작판넬부의 발췌도이다.

본 발명은 3면 홀 가공이 필요한 모재, 특히 차량의 루프에 설치되는 루프랙(roof rack)과 같은 중공형 금속관(이하, 모재로 통칭한다)에 홀을 가공하기 위해 홀 가공장치 내부로 모재를 투입하게 되면, 본체 내부의 상부측과 전후측에 설치된 복수의 3축 드릴유닛트가 프로그래밍된 제어명령에 따라 정해진 위치에 필요한 크기와 갯수의 홀을 자동으로 가공하도록 하는 3축 홀 가공장치에 관한 것이다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 주요 특징부 위주로 자세한 설명을 하고, 홀 가공장치의 구동에 필요한 일반적인 전기장치나 프로그래밍되어 자동으로 제어되는 자동제어기술에 대해서는 당 업계에서 통상적으로 이용되고 있는 기술로서 그 자세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명에서 기술되는 방향표시용어는 본체를 기준으로 모재가 투입되는 본체의 전면을 기준으로 전방, 후방 및 좌우측으로 표시하여 설명한다.

또한, 복수의 드릴유닛트에 각각 구비되는 드릴은 하나의 회전모터에 의해 구동되거나 복수개의 드릴이 하나의 드릴유닛트를 구성하는 경우 하나의 회전모터 로 두 개의 드릴이 동시에 회전될 수 있도록 구성되며, 공급된 모재에 홀을 가공하기 위해 각각 설치된 방향에서 직선운동을 하는 드릴유닛트의 직선운동은 별도의 회전모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 이용하거나 공압실린더를 이용하여 바로 직선운동이 가능한 구조로 이루어지며, 각 구동모터나 공압실린더로 공급되는 전원 및 에어는 후술하는 제어조작판넬부를 통해 자동제어되도록 구성되는 것으로, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 특징부에 대한 이해를 돕기 위해 통상의 기술구성을 이용하여 구현 가능한 공지된 기술내용에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치(100)의 외관구성을 살펴보면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 일정 크기의 4각 함체 모양으로 본체(10)가 구성되고, 상기 본체(10)의 사면에는 내부에 설치되는 홀 가공장치의 정비의 편리성을 향상시키기 위해 개폐가능한 다수의 개폐도어(12)가 설치된다.

특히, 전면에는 홀 가공장치가 설치된 본체(10) 내부로 가공용 모재를 투입할 수 있도록 일정 크기로 관통되고, 모재 투입 후 그 관통부위를 차단하는 셔터(15)가 일측에 설치되는 모재 투입구(14)가 구비된다.

또한, 본체(10)의 외부 일측에는 본체 내부에 설치된 복수의 홀 가공장치의 전원공급과 동작을 제어하기 위한 작업프로그램이 설치되어 외부 조작이 가능하도록 메인조작부(71)가 구비된 제어조작판넬부(70)가 설치되며, 본체(10)의 하부에는 본체 내부에서 복수의 드릴유닛트를 통해 모재에 홀 가공시 발생되어 낙하되는 금속 칩을 수거하기 위한 칩수거트레이(17)가 전방으로 인출가능하도록 구성되고, 모재 투입구(14)측 본체의 전면 일측에는 상기 제어조작판넬부(70)에 구비된 메인조작부(71)와 연동되어 홀 가공장치의 동작을 작업자가 간편하게 제어할 수 있도록 하는 보조조작부(72)가 구비된 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 모재투입구(14)에 설치된 셔터(15)는 폐쇄 후 작업과정을 작업자가 외부에서 확인할 수 있도록 투명재질로 구성되고, 상기 모재투입구(14)의 상단부에는 별도의 투명한 재질로 구성된 보조관리창(18)이 전방으로 개폐가능한 구조로 설치되어 본체 내부의 홀 가공장치의 정비 용이와 관리가 편리하도록 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치(100)의 내부에 설치된 주요구성을 개략적으로 발췌 도시하고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치(100)의 주요 구성은 상기 본체(10)의 내측 중간 높이, 즉 본체(10) 전방에 구비된 모재투입구(14)의 하단부와 유사한 높이에 수평상태가 유지되도록 베이스부(16)가 설치되고, 상기 모재투입구(14)가 위치하는 베이스부(16)의 중앙부에는 전방측에서 후방측으로 상향 경사지게 구성되어 슬라이딩 가능한 구조의 모재공급부(20)가 설치된다.

또한, 상기 모재공급부(20)가 설치된 후방측 베이스부(16)의 상면에서 좌우방향으로 이격 설치되고 소정의 범위 내에서 전후 이동되면서 상기 모재공급부(20)를 통해 공급된 모재의 후면에 복수의 홀을 가공하도록 복수개의 드릴이 각각 장착된 복수개의 드릴유닛트(32)가 구비된 제1 홀가공장치(30)가 설치된다.

이와 더불어, 상기 제1 홀가공장치(30)와 대향되는 본체(10)의 내측 전면 상부측에 설치되어 전후, 좌우 및 상하로 이동가능한 구조로 이루어져 모재 공급부(20)로 공급된 모재의 전면 및 후면에 복수개의 홀을 가공하도록 복수개의 드릴(33)이 각각 결합된 복수개의 드릴유닛트(43)가 구비된 제2 홀가공장치(40)가 설치된다.

또한, 상기 본체(10)의 내측 중심부 상방, 바람직하게는 모재공급부(20)의 후단측 상방에 설치되어 모재공급부(20)를 통해 공급된 모재의 상면에 복수개의 홀을 일정 간격으로 가공하도록 복수개의 드릴이 각각 결합되어 상하 이동가능하도록 구성되는 복수개의 드릴유닛트(62)가 구비된 제3 홀가공장치(60)가 설치된다.

이하, 도 6 내지 도 10을 참조하면서 본 발명에 따른 홀 가공장치의 주요 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 6은 본체(10)의 내측으로 홀 가공을 위한 모재의 투입과 배출 및 홀 가공시 모재를 고정할 수 있는 구성 및 구조로 이루어지는 모재공급부(20)를 발췌 도시하고 있다.

상기 모재 공급부(20)는 도면에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 전방측에서 중간부까지 일정 각도로 상향 경사지게 이등변삼각형 모양으로 구성되어 베이스부 (10)의 상면에 그 저면이 수평하게 설치되는 이동받침대(22)와, 상기 이동받침대(22)의 상면에서 설정된 프로그램에 의해 동작되는 구동수단에 의해 슬라이딩 이동 가능하도록 구성되는 모재이동체(24)와, 상기 모재이동체(24)의 상면에 결합되어 일정한 형상으로 가공된 모재가 상면에 안착되도록 다수의 고정부재(26a)가 상면에 구비된 일정 길이의 모재 안착지그(26)와, 상기 이동받침대(22)의 후방에서 베이스부재(16)의 상면에 일정 높이로 설치된 고정대(19)에 상기 모재 안착지그(26)에 안착되어 이동받침대(22)의 후방으로 이동한 모재의 상면을 고정하도록 일정각도 회동가능한 구조로 복수개가 일정 간격으로 설치되는 고정클램프(27)를 포함한 구성으로 이루어진다.

이와 더불어, 상기 이동받침대(22)의 후단부까지 이동한 모재 안착지그(26)가 모재의 홀 가공시 유동되는 것을 방지할 수 있도록 모재 안착지그(26)의 양쪽 측면을 고정하기 위한 측면고정체(28)가 이동받침대(22)의 후단 양쪽에서 별도의 구동수단(28a)에 의해 좌우 이동가능하도록 설치된다.

또한, 상기 이동받침대(22)의 전방이나 중앙부에는 본체(10)의 내측이나 베이스부(16)의 상면에 설치되어 하강된 안착지그(26) 또는 모재 이동체(24)의 하강시 충격을 방지하기 위한 전방 완충구(25)가 구비되고, 고정클램프(27)가 설치된 고정대(19)의 전방에는 모재 이동체(24)가 이동받침대(22)의 후단까지 이동할 때 이동을 제한하면서 고정대(19)와의 후방충돌을 방지하기 위한 후방 완충구(29)가 구비된 구성으로 이루어진다.

상기 이동받침대(22) 상에서 경사면을 따라 슬라이딩 이동되는 모재 이동체(24)는 모재 이동체(24)의 저면 및 양쪽 이동받침대(22) 사이에 설치된 구동수단(21)에 의해 승강동작이 이루어지며, 상기 구동수단(21)은 모터의 회전력을 이용한 볼스크류방식이나 공압실린더와 체인이 결합된 동력전달수단으로 구성되어 설정된 범위 이내에서 모재이동체(24)의 승하강이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 이동받침대(22)의 후방에서 이동받침대의 후방측 상면과 일정거리 이격된 높이로 설치되는 상기 고정클램프(27)는 소정의 공압장치(부호생략)에 의해 회동되면서 안착지그(26)에 안착되어 이동된 모재의 상면을 가압하여 모재의 홀 가공시 모재가 유동되는 것을 방지하도록 한다.

그리고, 도 7에는 제1홀가공장치(30)를 발췌하여 일부 드릴유닛트(32)의 구성을 분리 도시하고 있다.

제1 홀가공장치(30)는 안착지그(26)에 안착되어 이동받침대(22)의 후방으로 이동한 모재의 후면에 홀을 가공하기 위한 드릴장치로, 모재에 가공되는 홀은 필요에 따라 그 갯수가 달라지게 되므로, 제1홀가공장치(30)에 구성되는 복수개의 드릴 (33) 및 드릴유닛트(32)도 홀의 갯수에 맞추어 그 수를 달리하여 설치된다.

도면에 도시된 바와 같이, 제1홀가공장치(30)에 설치되는 복수개의 드릴유닛트(32)는 베이스부(16)의 상면에 일정 높이로 설치되는 지지대(36)에 고정 설치되는 이동안내수단(34)과 구동수단(36)에 의해 설정된 범위 이내에서 전후 이동가능하도록 구성된다.

즉, 제1 홀가공장치(30)의 각 드릴유닛트(32)는 도면에 도시된 바와 같이, 베이스부(16)의 상면에 일정 높이로 설치된 지지대(36)의 상면에 설치된 엘엠가이드부재와 같은 이동안내수단(34)에 고정 설치되고, 상기 이동안내수단(34)에 결합된 각 드릴유닛트(32)의 저면에는 구동수단(35)이 설치되어 상기 구동수단(35)의 동작에 의해 이동안내수단(34)을 따라 전후 슬라이딩 이동된다.

상기 구동수단(35)은 전원을 공급받아 일정한 속도로 정역회전이 가능한 정역모터(35a)와, 상기 정역모터(35a)의 회전축에 연결되어 회전이 이루어지는 일정 길이의 스크류축(35b)과, 상기 스크류축(35b)의 외주연에 결합되어 드릴유닛트(32)의 이동이 가능하도록 드릴유닛트(32)의 저면에 결합되는 이동너트(35c)로 구성된다.

상기 드릴유닛트(32)는 모재에 가공되는 홀의 갯수가 짝수인 경우 두 개의 드릴이 하나의 셋트로 구성되어 하나의 구동수단에 의해 동시에 전후 이동되는 구조로 이루어지고, 모재에 가공되는 홀의 갯수가 홀수인 경우 마지막 홀을 가공하는 드릴유닛트는 하나의 드릴만 장착되고, 한 개의 드릴만 장착되는 경우 홀 가공시 큰 힘이 필요하지 않아서 모터를 이용하지 않고 공압실린더(35d)를 사용하여 그 동작이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 두 개의 드릴이 동시에 회전 및 전후 이동되는 드릴유닛트(32)는 하나의 구동모터(33a)에 의해 동력이 동시에 또는 순차적으로 전달되면서 드릴의 회전이 이루어질 수 있도록 구성되어 동력의 이용 효율성을 높이고 장치의 구성을 간단하게 구성할 수 있는 것으로, 드릴유닛트(32)의 내부에 설치되는 동력전달장치의 구성 및 각 드릴유닛트에 공급되는 전기배선과 에어공급호스등에 관한 부수적인 장치의 구성에 대해서는 그 도시와 설명을 생략한다.

한편, 도 8 및 도 9는 제2홀가공장치(40)를 발췌도시하고 있는 것으로, 도 8은 각 구성이 조립된 상태도이고, 도 9는 일측 드릴유닛트(43)를 발췌하여 각 구성이 분리된 상태를 각각 도시하고 있다.

상기 제2 홀가공장치(40)는 상술한 제1 홀가공장치(30)의 대향측인 본체의 내측 전방에 설치되어 상하, 좌우 및 전후 3축 방향으로 이동가능한 구조로 이루어지되, 홀 가공용 드릴(33)이 본체의 후방을 향해 회전되면서 모재의 전면 및 전면을 관통하여 후면까지 홀을 가공함은 물론 모재의 전면 및 후면에 가공되는 홀을 서로 다르게 가공할 수 있도록 구성된다.

도 9에 도시된 일부 분해상태도를 참조하여 상기 제2 홀가공장치(40)의 드릴유닛트(43)의 구성 및 동작관계를 상세하게 설명하면, 상기 드릴유닛트(43)는 본체(10)의 내측 전방 베이스부(16)의 상면에 브릿지 형태로 일정 높이 설치되는 전방측 수직지지대(41)의 상면에 수평설치된 전방측 수평지지대(42)에 복수의 이동안내수단에 의해 고정 설치된다.

즉, 상기 드릴유닛트(43)가 본체의 전후방향으로 이동가능하도록 전방측 수평지지대(42) 상에 일정 길이의 복수 가이드레일로 구성되는 제1이동안내수단(44)과, 상기 제1이동안내수단(44)에 결합되어 별도의 구동수단(45)으로 제1이동안내수단(44)을 따라 본체의 전후 방향으로 이동되는 전후 이동체(46)와, 상기 전후 이동체(46)의 상면에서 상기 제1이동안내수단(44)에 직각 방향인 본체의 좌우방향으로 일정 길이의 복수 가이드레일로 구성되어 설치되는 제2이동안내수단(47)과, 상기 제2이동안내수단(47)에 결합되어 별도의 구동수단(48)으로 제2이동안내수단(47)을 따라 본체의 좌우 방향으로 이동되는 좌우이동체(49)와, 상기 좌우이동체(49)의 전면에서 상하 수직방향으로 복수의 가이드레일로 구성되어 고정 설치되는 제3이동안내수단(50)과, 상기 제3이동안내수단(50)에 결합되어 별도의 구동수단(52)으로 제3이동안내수단(50)을 따라 상하방향으로 이동되도록 설치되되 하단부에는 본체의 후방을 향하도록 드릴(33)이 설치되어 있는 상하이동체(54)로 구성된다.

이와 같이, 제2홀가공장치(40)에 구비된 복수의 드릴유닛트(43)는 전후이동체(46)와 좌우이동체(49) 및 상하이동체(54)가 서로 직각방향으로 이동가능하도록 연속적으로 제1, 제2 및 제3 이동안내수단(44,47,50)에 의해 결합되어 이동받침대상에서 모재 안착지그에 안착된 모재의 전면부 및 전면부를 관통하여 그 후면부까지 홀을 가공할 수 있도록 구성되며, 이때 단순 전후 이동을 통한 홀 가공뿐만 아니라 좌우 및 상하 이동을 통해 다양한 크기의 홀을 가공할 수 있도록 구성된다.

즉, 전방측 수직지지대(41)에 고정된 전방측 수평지지대(42)에 제1이동안내수단(44)을 통해 결합된 전후이동체(46)는 홀 가공용 드릴(33)이 모재와의 전후방향 거리조절을 통해 홀 가공이 이루어지도록 하고, 상기 좌우이동체(49)는 제2이동안내수단(49)을 통해 모재에 가공되는 수평방향의 홀 가공위치에 따라 좌우이동되면서 설정된 위치에 드릴이 위치되어 홀 가공이 이루어지도록 하며, 상하이동체(54)는 제3이동안내수단(50)을 통해 좌우이동체(49)에 결합된 상태에서 모재에 가공되는 홀의 수직방향 위치를 잡아 모재에 홀가공이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 전후이동체(46)와 좌우이동체(49) 및 상하이동체(54) 간의 슬라이딩 이동은 각 이동체 사이에 설치된 제1, 제2 및 제3이동안내수단(44,47,50)을 따라 각각 별도의 구동수단(45,48,52)으로부터 동력을 전달받은 회전수단에 의해 그 이동이 이루어지며, 본 발명의 실시예에서는 상기 구동수단(45,48,52)으로 정역모터가 설치되어 그 회전방향이 자유롭게 변경가능하도록 구성되고, 회전수단에 의한 이동은 웜스크류방식이 이용된다.

그리고, 상기 상하이동체상(54)에 설치된 홀 가공용 드릴(33)은 별도의 구동모터(55)에 의한 회전으로 홀 가공이 이루어지게 되며, 제2홀가공장치(40)의 드릴유닛트(43)는 본 발명의 실시예에서는 2개로 구성되어 있지만 필요에 따라 그 갯수를 달리할 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명에 따른 제3홀가공장치(60)의 구성을 발췌도시하고 있는 것으로, 제3홀가공장치(60)는 제2홀가공장치(40)의 전방측 수평지지대(41)와 동일한 높이를 유지하도록 베이스부의 후방측에 설치된 후방측 수직지지대(63)의 상부에 설치된 후방측 수평지지대(64)에서 상하 수직방향으로 복수개의 드릴이 설치되어 제1 및 제2홀가공장치(30)(40)와 일정한 시간차로 모재의 상면부에 홀을 가공하도록 복수개의 드릴유닛트(62)를 포함한 구성으로 이루어진다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3홀가공장치(60)는 4개의 드릴이 2개의 드릴유닛트(62)로 구성되어 각각의 드릴유닛트(62)는 정역회전이 가능한 구동수단(65)의 회전력을 전달받은 이동수단(66)에 의해 이동안내수단(67)을 따라 상하 승강동작되면서 모재의 상면에 홀 가공을 하도록 구성되며, 드릴유닛트의 하단부에 결합된 드릴(33)은 별도의 구동모터(68)에 의해 회전이 이루어져 홀 가공이 이루어지게 된다.

한편, 도 11은 상기 본체(10)의 외부 일측에 설치되는 제어조작판넬부(70)의 전면에 구비되는 디스플레이창(74)과 메인조작부(71)의 구성을 평면도로 발췌도시하고 있다.

상기 제어조작판넬부(70)에는 상술한 각 홀 가공장치의 제어를 위한 동작프로그램이 소정의 컴퓨터에 내장되어 자동 제어되도록 구성되며, 그 전면에 구비된 디스플레이창에는 홀 가공장치의 각 부위 구성 및 동작제어를 위한 메뉴가 표시되어 터치식으로 수동제어할 수 있도록 구성되고, 디스플레이창(74)의 아래쪽으로는 작업자가 홀 가공장치의 제어를 위한 버튼식 메인조작부(71)가 구비된다.

상기 메인조작부(71)에는 전체 장치의 전원 온/오프스위치와, 자동수동선택스위치, 비상정지스위치, 리셋스위치, 자동시작/멈춤스위치 등이 구비되며, 상기 메인조작부(71)의 구성 중 작업에 직접 필요한 일부 스위치가 본체(10)의 전면에 구비된 모재 투입구 하단측 보조조작부와 연동되도록 구성되어 작업자가 모재 투입 후 바로 장치 구동을 제어할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 3출 홀 가공장치는 작업자가 본체 전면에서 모재투입구를 통해 모재공급부에 모재를 공급한 후, 상기 메인조작부 또는 보조조작부에 구비된 자동시작스위치를 누르면, 모재투입구 내측에 설치된 셔터가 닫혀지면서 이동받침대의 하단에 위치한 모재이동체 및 모재안착지그가 이동받침대 상단(또는 후단)으로 이동한 후에 고정클램프의 동작으로 모재가 고정되고, 모재 안착지그는 측면고정체에 의해 그 움직임이 고정된다.

이와 같이 모재와 모재안착지그가 고정된 상태에서 제1, 제2, 제3 홀가공장치가 동시 또는 연속적으로 구동되면서 다수개의 드릴유닛트에 의해 모재의 3면에 필요한 갯수와 크기의 홀을 가공하게 된다.

일련의 홀 가공공정이 끝나면, 홀 가공을 위해 이동되었던 각각의 드릴유닛트는 최초의 셋팅된 자리로 후퇴하고, 안착지그의 고정이 해제되면서 모재안착지그가 이동받침대 하단 측으로 이동하고, 작업자는 홀 가공된 모재를 꺼캔 후에 다음 모재를 투입하여 다시 홀 가공을 수행하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 3축 홀 가공장치는 모재 투입 후 3방향에 설치된 홀 가공장치에 의해 3면 홀 가공이 동시 또는 연속적으로 이루어지게 되므로, 작업성이 편리하고 제품 생산성을 높일 수 있게 되며, 하나의 장치로 모든 홀 가공작업을 수행할 수 있어 종래와 같이 서로 다른 장비를 이용하여 서로 다른 모재 면에 홀을 가공하는 불편함이 없게 된다.

5 : 루프랙 6 : 홀
10 : 본체 12 : 개폐도어
14 :모재투입구 15 : 셔터
16 : 베이스부 17 : 칩수거트레이
18 : 보조관리창 19 : 고정대
20 : 모재 공급부 21 : 구동수단
22 : 이동받침대 23 : 이동안내수단
24 : 모재 이동체 25 : 전방 완충구
26 : 모재 안착지그 26a : 고정부재
27 : 고정클램프 28 : 측면고정체
29 : 후방 완충구 30 : 제1 홀가공장치
32 : 드릴유닛트 33 : 드릴
33a: 구동모터 34 : 이동안내수단
35 : 구동수단 35a: 구동모터
35b : 스크류축 35c: 이동너트
35d: 공압실린더 36 : 지지대
40 : 제2 홀가공장치 41 :전방측 수직지지대
42 : 전방측 수평지지대 43 : 드릴유닛트
44 : 제1이동안내수단 45 : 구동수단
46 : 전후이동체 47 : 제2이동안내수단
48 : 구동수단 49 : 좌우이동체
50 : 제3이동안내수단 52 : 구동수단
54 : 상하이동체 55 : 구동모터
60 : 제3 홀가공장치 62 : 드릴유닛트
63 : 후방측 수직지지대 64 : 후방측 수평지지대
65 : 구동수단 66 : 이동수단
67 : 이동안내수단 68 : 구동모터
69 : 상하승강체 70 : 제어조작판넬부
71 : 메인조작부 72 : 보조조작부
74 : 디스플레이창 100 : 3축 홀 가공장치

Claims (7)

1. 일정 크기의 4각 함체 모양으로 밀폐된 구조로 이루어지되, 사면에는 내부에 설치된 홀 가공장치의 정비 및 관리 편리를 위해 개폐가능한 다수의 개폐도어(12)가 설치된 본체(10);
   상기 본체(10)의 내측으로 홀 가공을 위한 모재를 투입할 수 있도록 본체의 전면에 일정 크기로 관통되고, 모재 투입 후 그 관통부위를 차단하는 셔터(15)가 설치되는 모재 투입구(14);
   상기 모재 투입구(14)의 하단부와 유사한 높이로 본체(10)의 내측에 수평상태로 설치되는 베이스부(16)의 상면에서 본체의 전방측에서 후방측으로 상향 경사진 슬라이딩구조로 이루어져 모재를 공급하는 모재 공급부(20);
   상기 모재 공급부(20)의 후방측 베이스부(16)의 상면에서 본체(10)의 좌우방향으로 일정간격 이격 설치되고, 소정의 범위 내에서 전후진되면서 상기 모재 공급부(20)를 통해 공급된 모재의 후면에 복수의 홀을 가공하는 복수개의 드릴이 일체로 동작되게 구성된 복수개의 드릴유닛트(32)가 구비된 제1 홀가공장치(30);
   상기 제1 홀가공장치(30)와 대향되는 본체(10)의 내측 전면 상방측에 설치되어 전후, 좌우 및 상하로 이동가능한 구조로 이루어져 모재 공급부(20)로 공급된 모재의 전면 및 후면에 복수개의 홀을 가공하도록 복수개의 드릴이 일체로 구성되는 복수개의 드릴유닛트(43)로 구성되는 제2 홀가공장치(40);
   상기 본체(10)의 내측 중심부 상방에 설치되어 모재 공급부(20)를 통해 공급된 모재의 상면에 복수개의 홀을 일정 간격으로 가공하도록 복수개의 드릴이 일체로 구성되어 상하 이동가능하게 설치되는 복수개의 드릴유닛트(62)가 구비된 제3 홀가공장치(60);
   상기 본체(10)의 외부 일측에 별도로 구성되어 상기 복수의 홀 가공장치의 전원공급 및 동작 제어와 작업수행용 프로그램이 내장되어 외부 조작이 가능하도록 메인조작부(71)가 구비된 제어조작판넬부(70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 홀가공장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체(10)의 하부에는 본체의 내부에서 복수의 홀 가공장치를 통해 모재의 홀 가공시 발생되는 금속 칩을 수거하기 위한 칩수거트레이(17)가 전방으로 인출가능하도록 구성되고,
   상기 제어조작판넬부(70)에는 수동 설정시 각 공정 또는 장치 제어를 위한 제어메뉴가 표시되는 디스플레이창(74)이 구비되고,
   상기 모재 투입구(14)의 일측 본체(10)의 전면에는 상기 메인조작부(71)에 연동되어 홀 가공장치의 동작을 간단하게 제어하기 위한 보조조작부(72)가 구비되고,
   상기 모재 투입구(14)의 셔텨(15) 및 본체(10) 내부 장치의 정비 효율성을 높이기 위해 상기 모재 투입구(14)의 상부에서 전방으로 개폐가능하게 구성되는 보조관리창(18)이 투명 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 3축 홀 가공장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 모재 공급부(20)는 본체(10)의 전방측에서 중간부까지 일정 각도로 상향 경사지게 구성되어 베이스부(16)의 상면에 고정 설치되는 이동받침대(22)와,
   설정된 프로그램에 의해 상기 이동받침대(22)의 상면에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되는 모재 이동체(24)와,
   상기 모재 이동체(24)의 상면에 결합되어 일정한 형상으로 가공된 모재가 안착되도록 구성되는 모재 안착지그(26)와,
   상기 모재 안착지그(26)에 안착되어 이동받침대(22)의 후방으로 이동된 모재의 상면을 고정하도록 상기 이동받침대(22)의 후방에서 베이스부재(16)의 상면에 일정 높이로 설치된 고정대(19)에 구비되는 복수개의 고정클램프(27)와,
   상기 안착 안착지그(26)가 이동받침대(22)의 후단까지 이동시 모재 안착지그(26)의 양 측면을 가압고정하도록 상기 이동받침대(22)의 후단 양쪽에서 좌우 이동가능하게 설치되는 측면 고정체(28);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 홀 가공장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 이동받침대(22)의 전방측에는 본체(10)의 내측에 고정되어 하강된 모재 안착지그(26) 또는 모재 이동체(24)가 하강시 본체에 부딪히지 않도록 하는 전방 완충구(25)가 구비되고, 상기 고정클램프(27)가 설치된 고정대(19)의 전방에는 후방 이동된 모재 이동체(24)가 고정대(19)에 부딪히지 않도록 하는 후방 완충구(29)가 구비되며,
   상기 이동받침대(22)에서 경사지게 슬라이딩 이동되는 상기 모재 이동체(24)는 모재 이동체(24)의 저면 및 이동받침대(22) 하부에 설치된 구동수단(21)에 의해 슬라이딩 동작되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 홀 가공장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 홀가공장치(30)는 상기 이동받침대(22)의 후방으로 이동한 모재의 후면 홀 가공 수에 따라 복수개 드릴이 하나의 셋트로 구성되는 드릴유닛트(32) 복수개가 일정간격으로 설치되되, 상기 복수개의 드릴유닛트(32)는 베이스부(16)의 상면과 드릴유닛트(32) 저면 사이에 설치된 이동안내수단(34) 및 구동수단(35)에 의해 수평상태가 유지되면서 전후 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 홀 가공장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 홀가공장치(40)의 드릴유닛트(43)는 베이스부의 전방 상면에 일정 높이로 설치된 전방측 수직지지대(41)의 상면에서 전후방향으로 설치되는 제1이동안내수단(44)과, 상기 제1이동안내수단(44)에 결합되어 별도의 구동수단(45)으로 제1이동안내수단(44)을 따라 전후 방향으로 이동되는 전후 이동체(46)와, 상기 전후 이동체(46)의 상면에서 상기 제1이동안내수단(44)에 직각 방향인 좌우방향으로 설치되는 제2이동안내수단(47)과, 상기 제2이동안내수단(47)에 결합되어 별도의 구동수단(48)으로 제2이동안내수단(47)을 따라 좌우 방향으로 이동되는 좌우이동체(49)와, 상기 좌우이동체(49)의 전면에서 상하 수직방향으로 설치되는 제3이동안내수단(50)과, 상기 제3이동안내수단(50)에 결합되어 별도의 구동수단(52)으로 제3이동안내수단(50)을 따라 상하방향으로 이동되도록 설치되되 하단부에 본체의 후방을 향하도록 드릴이 설치되어 있는 상하이동체(54);를 포함한 구성으로 이루어져 상하, 좌우 및 전후 3축 방향으로 이동되면서 모재의 전면 및 전면을 관통하여 후면까지 홀을 가공함과 동시에 모재의 전면 및 후면에 가공되는 홀의 크기와 형상을 각각 다르게 가공할 수 있도록 상기 제1 홀가공장치(30)의 대향측인 본체(10)의 내측 전방에 설치되는 것을 특징으로 하는 3축 홀 가공장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3 홀가공장치(60)의 드릴유닛트(62)는 전방측 수평지지대(42)와 동일한 높이를 유지하도록 베이스부(16)에 일정 높이로 양쪽에 설치되는 후방측 수직지지대(63) 및 상기 양쪽 후방측 수직지지대(63)의 상부에 수평설치되는 후방측 수평지지대(64)에 고정 설치되되, 상기 후방측 수평지지대(64)에 전면에는 상하 수직방향으로 복수의 가이드레일로 구성되는 이동안내수단(67)과, 상기 이동안내수단(67)에 일측면이 결합되고 타측면에 복수의 드릴이 하방을 향하도록 고정 설치된 상하이동체(69)와, 상기 상하이동체(69)의 일측면에 결합되어 일정한 회전력으로 상하이동체(69)를 승강시키는 구동수단(65)과, 상기 구동수단(65)의 회전력을 전달받아 상하이동체(69)를 이동시키는 이동수단(66)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 홀 가공장치.

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