KR101539740B1 - 워터젯용 지그 장치 - Google Patents

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KR101539740B1
KR101539740B1 KR1020140108593A KR20140108593A KR101539740B1 KR 101539740 B1 KR101539740 B1 KR 101539740B1 KR 1020140108593 A KR1020140108593 A KR 1020140108593A KR 20140108593 A KR20140108593 A KR 20140108593A KR 101539740 B1 KR101539740 B1 KR 101539740B1
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    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

본 발명은 가이드링을 따라 회전 이동하는 회전링에 제2이송유닛 및 제2이송유닛이 장착되어 이루어짐으로써, 여러 방향으로 이동할 수 있어 구면을 갖는 가공 대상물을 다양한 형상으로 가공시킬 수 있는 워터젯용 지그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 워터젯용 지그 장치는, 원형의 링 형상인 가이드링(100); 상기 가이드링(100)의 내주연을 따라 회전하는 회전링(200); 상기 가이드링(100)의 직경 방향으로 길게 형성되어 상기 회전링(200)의 전면에 장착되는 제1연결대(300); 상기 제1연결대(300)와 교차되는 방향으로 길게 형성되어 상기 회전링(200)의 전면에 장착되는 제2연결대(400); 상기 제1연결대(300)에 장착되어 상기 회전링(200)이 상기 가이드링(100)의 내주연을 따라 회전되게 하는 제1이송유닛(500), 상기 제2연결대(400)에 장착되며, 워터젯 분사노즐(N)을 상기 제2연결대(400)의 길이 방향으로 이동시키는 제2이송유닛(600); 상기 제2이송유닛(600)에 장착되며, 상기 분사노즐(N)을 상기 가이드공의 축방향으로 이동시키는 제3이송유닛(700); 을 포함한다.

Description

워터젯용 지그 장치 {Apparatus of jig for waterjet}
본 발명은 워터젯용 지그 장치에 관한 것으로서, 특히 가공 대상물에 장착되며, 분사노즐(N)을 3축으로 이동시켜 가공 대상물을 가공하기 위한 워터젯용 지그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 워터젯(water jet) 커팅장치는 유압펌프에서 유입된 압력을 증압시켜 고압을 발생시키는 증압기를 이용해 물을 음속의 3배에 달하는 속도로 분사하여 가공 대상물을 절단하는 장치를 일컫는다.
워터젯은 가공 대상물에 부착되어 분사노즐을 이동시키는 지그 장치에 장착되며, 상기 지그 장치는 제어부에 입력된 경로를 따라 상기 워터젯의 분사노즐을 이동시키면서 가공 대상물을 절단하게 된다.
이러한 워터젯은 임가공 및 기계가공산업분야, 자동차산업분야, 석재 및 타일산업분야, 항공기분야, 식품가공분야, 제지산업분야 등에 널리 사용된다.
그러나 종래의 워터젯 지그 장치는 상하 및 좌우, 즉 2축으로 이동하여 대형 유조탱크나 그 밖의 위험물질이 내장되었던 원통형, 즉 표면이 구면인 가공 대상물(S)은 절단하기 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1085484호 대한민국 등록특허 제10-1202407호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가이드링을 따라 회전 이동하는 회전링에 이송유닛이 장착되어 이루어짐으로써, 여러 방향으로 이동할 수 있어 구면을 갖는 가공 대상물을 다양한 형상으로 가공시킬 수 있는 워터젯용 지그 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 워터젯용 지그 장치는, 원형의 링 형상인 가이드링(100); 상기 가이드링(100)의 내주연을 따라 회전하는 회전링(200); 상기 가이드링(100)의 직경 방향으로 길게 형성되어 상기 회전링(200)의 전면에 장착되는 제1연결대(300); 상기 제1연결대(300)와 교차되는 방향으로 길게 형성되어 상기 회전링(200)의 전면에 장착되는 제2연결대(400); 상기 제1연결대(300)에 장착되어 상기 회전링(200)이 상기 가이드링(100)의 내주연을 따라 회전되게 하는 제1이송유닛(500), 상기 제2연결대(400)에 장착되며, 워터젯 분사노즐(N)을 상기 제2연결대(400)의 길이 방향으로 이동시키는 제2이송유닛(600); 상기 제2이송유닛(600)에 장착되며, 상기 분사노즐(N)을 상기 가이드링(100)의 축방향으로 이동시키는 제3이송유닛(700); 을 포함한다.
상기 가이드링(100)의 외주연에는 기어부(120)가 형성되고, 상기 제1이송유닛(500)은 상기 기어부(120)에 맞물리는 제1회전기어(510)와, 상기 제1회전기어(510)를 회전시키는 제1모터(520)를 포함한다.
상기 제2이송유닛(600)은, 상기 제2연결대(400)의 길이 방향으로 길게 형성된 볼스크류(610); 상기 볼스크류(610)의 회전시 상기 볼스크류(610)를 따라 이동하는 제1받침대(620); 를 포함한다.
상기 제3이송유닛(700)은, 상기 제1이송유닛(500)에 장착되어 길이 방향으로 이동하는 제2받침대(710); 상기 제2받침대(710)에 상기 가이드링(100)의 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 랙기어(720); 상기 제2받침대(710)에 회전 가능하게 장착되며, 상기 랙기어(720)와 맞물려 상기 랙기어(720)를 축방향으로 이동시키는 제2회전기어(730); 상기 제2회전기어(730)를 회전시키는 제2모터(740); 를 포함한다.
일단이 상기 가이드링(100)의 후면에 장착되고, 타단에 가공 대상물(S)과 결합되는 고정수단이 구비된 고정지지대(800); 를 더 포함하되, 상기 고정수단은 흡기장치 또는 자석 중 어느 하나로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 워터젯용 지그 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
상기 제1이송장치, 제2이송장치 및 제3이송장치에 의해 워터젯의 분사노즐(N)을 3가지 방향으로 이동시킬 수 있어 가공 대상물(S)을 다양한 형상으로 가공할 수 있는 효과가 발생 된다.
또한, 상기 고정지지대에 흡기장치 또는 자석으로 이루어진 고정수단이 구비됨으로써, 가공 대상물에 탈부착이 용이한 효과가 발생 되며, 가공시 상기 가이드링이 이동하는 것을 차단하여 가공을 정확하게 이루어지도록 하는 효과가 발생 된다.
또한, 상기 제1모터와 제2모터가 종래의 유압 모터 또는 전기모터가 아닌 공압모터로 이루어짐으로써, 유압펌프 등의 장비의 무게로 인해 이동이 어려웠던 문제점을 해결하고, 전기로 인해 쇼트나 폭발 발생을 방지하는 효과가 발생된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 일방향 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 타방향 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 분해 사시도,
도 4는 도 1의 A-A에서 바라본 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 정면도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 일방향 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 타방향 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 분해 사시도, 도 4는 도 1의 A-A에서 바라본 단면도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치의 정면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 가이드링(100), 회전링(200), 제1연결대(300), 제2연결대(400), 제1이송유닛(500), 제2이송유닛(600), 제3이송유닛(700) 및 고정지지대(800)로 이루어진다.
상기 가이드링(100)은 납작한 원형의 링 형상으로, 전면의 가운데에는 내주연을 따라 원형의 삽입홈(110)이 형성된다.
이러한 상기 가이드링(100)의 삽입홈(110)에는 상기 제1이송유닛(500)에 의해 상기 회전링(200)이 회전 가능하게 장착되며, 전면에는 후술할 상기 제1연결대(300) 및 제2연결대(400)가 배치되고, 후면에는 후술할 상기 고정지지대(800)가 장착된다.
여기에서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드링(100)은 후술할 상기 고정지지대(800)에 의해 가공 대상물(S)에 이동 및 회전되지 않게 고정된다.
또한, 상기 가이드링(100)의 외주연에는 후술할 상기 제1이송유닛(500)의 제1회전기어(510)와 맞물리는 기어부(120)가 형성된다.
상기 회전링(200)은 상기 가이드링(100)과 동일한 두께의 판재로 이루어지며, 원형의 링 형상으로 형성되어 상기 가이드링(100)의 삽입홈(110)에 삽입된다.
이러한 상기 회전링(200)은 외주연이 상기 삽입홈(110)의 내주연과 접하여 자전하게 되며, 후술할 상기 제1연결대(300) 및 상기 제2연결대(400)와 결합된다.
한편, 상기 제1연결대(300)는 상기 가이드링(100)의 직경 방향으로 긴 직사각형의 판재 형상으로 형성되며, 양단이 상기 가이드링(100)의 외측으로 돌출되고, 상기 회전링(200)의 전면에 고정 장착되어 상기 회전링(200)과 함께 회전하게 된다.
이러한 상기 제1연결대(300)의 양단 후면에는 후술할 상기 제1이송유닛(500)이 장착된다.
상기 제2연결대(400)는 상기 제1연결대(300)와 교차되는 방향으로 긴 직사각형의 판재 형상이며, 상기 제1연결대(300)와 동일한 길이이고, 상기 제1연결대(300)와 마찬가지로 상기 회전링(200)의 전면에 고정 장착된다.
이러한 상기 제2연결대(400)의 전면에는 후술할 상기 제2이송유닛(600) 및 제3이송유닛(700)이 장착된다.
여기에서, 도 3에 도시된 바와 같이. 상기 제1연결대(300)와 상기 제2연결대(400)에는 서로 교차하여 접하는 부분에 각각 오목한 제1도피부(310)와 제2도피부(410)가 각각 형성되며, 상기 제1도피부(310)와 제2도피부(410)의 상호 결합에 의해 상기 제1연결대(300)와 상기 제2연결대(400)는 십자가 형상으로 결합된다.
한편, 상기 제1이송유닛(500)은 상기 제1연결대(300)에 장착되어 상기 회전링(200)이 상기 가이드링(100)의 내주연을 따라 회전되게 한다.
구체적으로 상기 제1이송유닛(500)은 상기 기어부(120)에 제1회전기어(510)와, 상기 제1회전기어(510)를 회전시키는 제1모터(520)로 이루어진다.
상기 제1회전기어(510)는 상기 제1연결대(300)의 양단에 각각 장착되며, 상기 가이드링(100)의 외주연과 접하여 상기 기어부(120)에 맞물리게 되고, 상기 제1모터(520)는 상기 제1연결대(300)에 고정 장착되어 어느 하나의 상기 제1회전기어(510)를 회전시키기 된다.
여기에서 상기 제1모터(520)는 공압모터로 이루어진다. 물론 종래와 같이 유압모터나 전동모터로 이루어질 수도 있으나, 유압모터의 경우 유압펌프 등의 장비가 추가되어 무게가 무겁고 이동이 어려운 문제점이 있으며, 전동모터의 경우 폭발 등의 사고 위험이 있으므로, 본 고안의 실시예에서와 같이 상기 제1모터(520)는 공압모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 상기 제1이송유닛(500)은 상기 제1회전기어(510)가 회전함에 따라 상기 가이드링(100)의 외주연을 따라 회전하면서 상기 제1연결대(300), 제2연결대(400) 및 상기 회전링(200)을 함께 회전시키게 된다.
한편, 상기 제2이송유닛(600)은 상기 제2연결대(400)에 장착되며, 워터젯 분사노즐(N)을 상기 제2연결대(400)의 길이 방향으로 이동시킨다.
구체적으로 상기 제2이송유닛(600)은 볼스크류(610)와 제1받침대(620)로 이루어진다.
상기 볼스크류(610)는 볼트와 너트의 원리를 이용하여 회전운동을 직선 운동으로 변환시킨 일반적인 이송수단으로, 상기 제2연결대(400) 전면에 길이 방향으로 길게 형성된다.
상기 제1받침대(620)는 대략 육면체 형상이며, 상기 볼스크류(610)의 회전시 상기 볼스크류(610)를 따라 직선 왕복 이동 가능하게 장착된다.
이러한 상기 제1받침대(620)에는 후술할 제3이송유닛(700)의 제2받침대(710)가 고정 장착된다.
상기 제3이송유닛(700)은 상기 제2이송유닛(600)에 장착되어 상기 분사노즐(N)을 상기 가이드공의 축방향으로 이동시키는 것으로, 구체적으로 제2받침대(710), 랙기어(720), 제2회전기어(730) 및 제2모터(740)로 이루어진다.
상기 제2받침대(710)는 대략 육면체 형상으로 형성되며, 상기 가이드링(100)의 축방향으로 관통된 가이드홈(611)이 형성되고, 상기 제1이송유닛(500)의 제1받침대(620)에 장착되어 상기 제1연결대(300)의 길이방향으로 이동한다.
이러한 상기 제2받침대(710)의 상기 가이드홈(611)에는 상기 랙기어(720)가 슬라이딩 가능하게 장착된다.
상기 랙기어(720)는 일반적인 평기어와 맞물려 회전력을 직선 운동으로 변환하는 기구로, 상기 가이드링(100)의 축 방향으로 길게 형성되며, 상기 가이드홈(611)에 삽입되어 상기 가이드홈(611)을 따라 이동하게 된다.
또한, 상기 랙기어(720)는 워터젯의 분사노즐(N)과 직접 결합되어 분사노즐(N)과 함께 축방향, 즉 전후 방향으로 이동된다.
상기 제2회전기어(730)는 상기 랙기어(720)와 맞물리는 평기어이며, 상기 제2받침대(710)에 상기 제2모터(740)에 의해 회전 가능하게 장착된다.
상기 제2모터(740)는 상기 제2받침대(710)의 외측에 장착되어 상기 제2회전기어(730)를 회전시키며, 상기 제1모터(740)와 마찬가지로 공압모터로 이루어진다.
한편, 상기 고정지지대(800)는 상기 가이드링(100)을 가공 대상물(S)에 탈부착 가능하게 고정시키기 위한 것으로, 전후 방향, 즉 상기 가이드링(100)의 축 방향으로 긴 막대 형상이며, 일단이 상기 가이드링(100)의 후면에 고정 장착된다.
여기에서 상기 고정지지대(800)는 4개로 이루어져 약 90도 간격으로 이격되게 배치된다.
또한, 상기 고정지지대(800)의 타단에는 가공 대상물(S)에 탈부착 가능하게 결합되는 고정수단(미도시)이 구비된다.
상기 고정수단은 가공 대상물(S)이 철제로 이루어질 경우 자석으로 이루어지고, 비철제로 이루어질 경우 흡입력에 의해 가공 대상물(S)에 흡착되는 흡기장치로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 고정지지대(800)는 길이 조절이 가능하여 구면의 가공 대상물(S)에도 쉽게 고정할 수 있도록 이루어진다.
위 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 랙기어(720)에 장착된 분사노즐(N)은, 상기 제2회전기어(730)가 회전하게 되면 상기 랙기어(720)가 상기 가이드링(100)의 축 방향으로 이동함에 따라 함께 이동되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 볼스크류(610)가 회전하게 되면 상기 제1받침대(620)가 상기 제2연결대(400)의 길이방향으로 이동함에 따라 함께 길이 방향으로 이동되고, 또한, 상기 제1회전기어(510)가 회전하여 상기 가이드링(100)의 외주연을 따라 공전함에 따라 상기 회전링(200)과 함께 360도 회전하게 된다.
여기에서 상기 제1이송유닛(500), 제2이송유닛(600) 및 제3이송유닛(700)은 제어부(미도시)에 의해 입력된 형상을 따라 이동되도록 제어된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 워터젯용 지그 장치는 워터젯의 분사노즐(N)을 3가지 방향으로 이동시킬 수 있어 가공 대상물(S)을 다양한 형상으로 가공할 수 있는 효과가 발생 된다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구 범위의 사상 및 영역을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 형태로 변형 실시될 수 있으며, 따라서 이와 같은 변형은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 해석해야 할 것이다.
100 : 가이드링 110 : 삽입홈
120 : 기어부 200 : 회전링
300 : 제1연결대 310 : 제1도피부
400 : 제2연결대 410 : 제2도피부
500 : 제1이송유닛 510 : 제1회전기어
520 : 제1모터 600 : 제2이송유닛
610 : 볼스크류 620 : 제1받침대
700 : 제3이송유닛 710 : 제2받침대
720 : 랙기어 730 : 제2회전기어
740 : 제2모터 800 : 고정지지대

Claims (5)

  1. 원형의 링 형상인 가이드링(100);
    상기 가이드링(100)의 내주연을 따라 회전하는 회전링(200);
    상기 가이드링(100)의 직경 방향으로 길게 형성되어 상기 회전링(200)의 전면에 장착되는 제1연결대(300);
    상기 제1연결대(300)와 교차되는 방향으로 길게 형성되어 상기 회전링(200)의 전면에 장착되는 제2연결대(400);
    상기 제1연결대(300)에 장착되어 상기 회전링(200)이 상기 가이드링(100)의 내주연을 따라 회전되게 하는 제1이송유닛(500),
    상기 제2연결대(400)에 장착되며, 워터젯 분사노즐(N)을 상기 제2연결대(400)의 길이 방향으로 이동시키는 제2이송유닛(600);
    상기 제2이송유닛(600)에 장착되며, 상기 분사노즐(N)을 상기 가이드링(100)의 축방향으로 이동시키는 제3이송유닛(700); 을 포함하고,
    상기 가이드링(100)의 외주연에는 기어부(120)가 형성되고,
    상기 제1이송유닛(500)은, 상기 기어부(120)에 맞물리는 제1회전기어(510)와, 상기 제1회전기어(510)를 회전시키는 제1모터(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯용 지그 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2이송유닛(600)은,
    상기 제2연결대(400)의 길이 방향으로 길게 형성된 볼스크류(610);
    상기 볼스크류(610)의 회전시 상기 볼스크류(610)를 따라 이동하는 제1받침대(620); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯용 지그 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3이송유닛(700)은,
    상기 제1이송유닛(500)에 장착되어 길이 방향으로 이동하는 제2받침대(710);
    상기 제2받침대(710)에 상기 가이드링(100)의 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 랙기어(720);
    상기 제2받침대(710)에 회전 가능하게 장착되며, 상기 랙기어(720)와 맞물려 상기 랙기어(720)를 축방향으로 이동시키는 제2회전기어(730);
    상기 제2회전기어(730)를 회전시키는 제2모터(740); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯용 지그 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    일단이 상기 가이드링(100)의 후면에 장착되고, 타단에 가공 대상물(S)과 결합되는 고정수단이 구비된 고정지지대(800); 를 더 포함하되,
    상기 고정수단은 흡기장치 또는 자석 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 워터젯용 지그 장치.
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