KR101702526B1 - 베벨 가공 장치 - Google Patents

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송건영
김기선
천경현
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삼성중공업(주)
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Abstract

본 발명은 베벨 가공 장치에 관한 것으로, 본 실시 예에 따른 베벨 가공 장치는 부재가 지지되는 지지대; 지지대의 측부에 설치된 레일부; 레일부를 따라 이동하여 부재의 모서리부를 베벨 가공하는 가공기; 지지대 상에 설치되고, 부재의 모서리부를 가공기 측으로 노출시키고, 부재의 절삭칩이 지지대로 유입하는 것을 차단하는 커튼부; 지지대 및 가공기 중 적어도 하나에 설치되고, 에어를 분사하여 커튼부 상의 절삭칩을 하부로 이송시키는 에어 분사부; 지지대의 하부 측에 설치되고, 에어 분사부에 의해 하강된 절삭칩을 수집하는 칩받이부; 및 가공기의 하부 측에 설치되고, 칩받이부에 수집된 절삭칩을 흡입하는 칩흡입부를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 의하면 베벨 가공에 의해 비산된 절삭칩을 효율적으로 회수할 수 있다.

Description

베벨 가공 장치{BEVEL PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 베벨 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베벨 가공에 의해 비산되는 절삭칩을 회수하는 베벨 가공 장치에 관한 것이다.
금속류를 절단하는 작업은 많은 자동화 장비의 개발을 통해서 생산성 및 정밀도 향상이 이루어져 왔다. 특히 대형 선박 건조에 있어서 후판(조선용 강재)의 절단은 가장 중요한 공정으로 여겨진다. 대형 선박은 넓은 판재를 절단하여 용접으로 접합해 가면서 제작하기 때문에 절단 공정의 생산성 및 품질은 건조 공정의 효율을 좌우할 수 있다.
넓은 판재의 1차 절단후 추가 가공을 위한 작업은 일반적으로 수작업으로 이루어진다. 절단된 부재의 형상 및 크기가 매우 다양하기 때문에 추가 가공의 자동화는 매우 어렵다고 인식되어 있다. 특히 2차 개선절단이라고 불리는 베벨 가공의 경우에는 가스절단으로 토치를 조절하여 각 모서리에 각도를 가진 가공작업을 수행해야 하는 것으로, 작업 효율 및 품질향상에 어려움이 있다.
베벨 가공에 있어서 전통적인 화염절단을 대신해 기계가공 방식을 통해서 작업품질 향상 및 자동 가공 시스템을 통한 작업시수 절감 등의 생산효율 향상이 가능하다. 이런 장점에 비해 기계가공의 적용에 있어서 절삭칩이 발생되고 이 절삭칩이 주변으로 비산되면서 다양한 문제점들이 나타나게 된다. 베벨 가공에 의해 발생하는 절삭칩은 가공기의 각 구동부에 고장을 일으킬 수 있으며, 작업장 주변에 비산하여 청소하기가 난해하게 된다. 또한 날카로운 칩이 주변 작업자에게 위협이 될 수 있다.
본 발명은 베벨 가공에 의해 비산된 절삭칩을 효율적으로 회수할 수 있는 베벨 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 베벨 가공 장치는 부재가 지지되는 지지대; 상기 지지대의 측부에 설치된 레일부; 상기 레일부를 따라 이동하여 상기 부재의 모서리부를 베벨 가공하는 가공기; 상기 지지대 상에 설치되고, 상기 부재의 모서리부를 상기 가공기 측으로 노출시키고, 상기 부재의 절삭칩이 상기 지지대로 유입하는 것을 차단하는 커튼부; 상기 지지대 및 상기 가공기 중 적어도 하나에 설치되고, 에어를 분사하여 상기 커튼부 상의 절삭칩을 하부로 이송시키는 에어 분사부; 상기 지지대의 하부 측에 설치되고, 상기 에어 분사부에 의해 하강된 절삭칩을 수집하는 칩받이부; 및 상기 가공기의 하부 측에 설치되고, 상기 칩받이부에 수집된 절삭칩을 흡입하는 칩흡입부를 포함한다.
상기 칩흡입부는 상기 가공기의 하부 일측에 설치되는 제1 칩흡입기와, 상기 가공기의 하부 타측에 설치되는 제2 칩흡입기를 포함하고, 상기 가공기의 이송 방향에 따라 상기 제1 칩흡입기와 상기 제2 칩흡입기가 선택적으로 동작할 수 있다.
상기 에어 분사부는, 상기 지지대에 설치되고, 에어를 분사하여 상기 커튼부 상의 절삭칩을 상기 칩받이부로 떨어뜨리는 제1 에어 분사기; 및 상기 가공기의 전면에 설치되고, 에어를 분사하여 상기 절삭칩을 상기 칩받이부로 떨어뜨리는 제2 에어 분사기를 포함할 수 있다.
상기 가공기의 전면에는 상기 절삭칩을 상기 칩받이부로 유도하는 슬로프부가 형성될 수 있다.
상기 커튼부는 고무커튼으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 베벨 가공에 의해 비산된 절삭칩을 효율적으로 회수할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치(100)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A'부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치(100)의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치를 구성하는 가공기(130)를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치를 구성하는 제1 에어 분사기(150)를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치를 구성하는 가공기(130)를 후면 측에서 바라본 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 베벨 가공 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치(100)의 사시도이다. 도 2는 도 1의 'A'부의 확대도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치(100)의 측면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 베벨 가공 장치(100)는 지지대(110), 레일부(120), 가공기(130), 커튼부(140), 에어 분사부(150), 칩받이부(160), 및 칩흡입부(170)를 포함한다.
베벨 가공이 수행될 부재(10)는 지지대(110) 상에 지지된다. 지지대(110)에는 부재(10)를 클램핑하여 지지하는 수단과, 부재(10)를 가공기(130) 측으로 이송하는 기구가 제공될 수 있다. 지지대(110)의 프레임 하부 전면에는 부재(10) 가공에 따라 발생하는 절삭칩이 지지대(110) 측으로 유입되는 것을 차단하는 커버(112)가 제공될 수 있다.
레일부(120)는 지지대(110)의 측부에 설치된다. 가공기(130)는 레일부(120)를 따라 이동하여 부재(10)의 모서리부를 베벨 가공한다. 가공기(130)는 랙/피니언 구조, 스크류 기어구조, 유압실린더 등의 다양한 방식으로 레일부(120)를 따라 이동할 수 있으며, 특별한 구동메커니즘으로 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치를 구성하는 가공기(130)를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 가공기(130)는 가공기 본체(132), 가공기 본체(132)의 전면부에 설치되는 베벨 가공기(134a,134b)를 포함할 수 있다. 제1 베벨 가공기(134a)는 부재(10)의 상부 모서리를 베벨 가공하고, 제2 베벨 가공기(134b)는 부재(10)의 하부 모서리를 베벨 가공할 수 있다.
베벨 가공기(134a,134b)는 상하 및 전후 방향으로 움직일 수 있으며, 틸팅(tilting) 기능을 포함하여 3축으로 동작하도록 제공될 수 있다. 베벨 가공기(134a,134b)는 구동모터, 유압실린더 등에 의해 구동될 수 있으나, 특정 구동매커니즘으로 제한되지 않고 다양한 구동방식에 의해 3축으로 구동될 수 있다. 가공기(130)의 전면에는 절삭칩을 칩받이부(160)로 유도하는 슬로프부(136,138)가 형성될 수 있다.
커튼부(140)는 지지대(110) 상에 설치되고, 부재(10)의 모서리부를 가공기(130) 측으로 노출시킨다. 커튼부(140)는 부재(10)의 절삭칩이 지지대(110)로 유입하는 것을 차단한다. 커튼부(140)는 고무커튼으로 제공될 수 있다. 부재(10)의 모서리가 지지대(110) 상에서 커튼부(140)로 유도되면, 커튼부(140)는 곡면 형상으로 변형되고, 부재(10)의 상면에 접촉하여 절삭칩이 커튼부(140) 안쪽으로 유입되는 것을 방지한다.
에어 분사부(150,180)는 에어를 분사하여 커튼부(140) 상의 절삭칩과 가공기(130) 전면에 쌓인 절삭칩을 하부로 이송시킨다. 에어 분사부는 제1 에어 분사기(150)와 제2 에어 분사기(180)를 포함한다. 제1 에어 분사기(150)는 지지대(110)에 설치되고, 에어를 하방으로 분사하여 커튼부(140) 상의 절삭칩을 칩받이부(160)로 떨어뜨린다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베벨 가공 장치를 구성하는 제1 에어 분사기(150)를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제1 에어 분사기(150)는 에어 공급부(도시생략)로부터 공급된 에어를 전달하는 에어 공급관(152)과, 에어 공급관(152)을 통해 공급된 에어를 커튼부(140)로 분사하여 커튼부(140) 상의 절삭칩을 칩받이부(160)로 유도하는 복수의 에어 노즐(154)을 포함한다. 복수의 에어 노즐(154)은 커튼부(140)의 상부 측에 일정 간격으로 형성될 수 있다. 도시에서, 제1 에어 분사기(150)는 지지대(110) 상에 설치되어 있으나, 제1 에어 분사기(150)를 가공기(130) 상에 설치하는 것도 가능하다.
제2 에어 분사기(180)는 가공기(130)의 전면에 설치되고, 에어를 분사하여 가공기(130) 전면의 슬로프부(136, 138) 상에 쌓인 절삭칩을 칩받이부(160)로 떨어뜨린다. 칩받이부(160)는 지지대(110)의 전면 하부 측에 가공기(130)의 이동 방향을 따라 통 형태로 설치되어, 에어 분사부(150, 180)에 의해 하강된 절삭칩을 수집한다.
칩흡입부(170)는 가공기(130)의 하부 측에 설치되고, 칩받이부(160)에 수집된 절삭칩을 흡입한다. 칩흡입부(170)는 공압실린더에 의해 절삭칩을 흡입할 수 있다. 칩흡입부(170)는 링브로워, 에어이젝트 등으로 제공될 수 있다. 칩흡입부(170)는 가공기(130)의 하부 일측에 설치되는 제1 칩흡입기(172)와, 가공기(130)의 하부 타측에 설치되는 제2 칩흡입기(174)를 포함한다.
가공기(130) 좌, 우측에 각각 칩흡입기(172,174)를 설치한 것은 가공기(130)의 폭방향 길이에 의하여 칩받이부(160) 중에 절삭칩이 흡입되지 않는 보류 영역이 존재하기 때문이다. 본 실시 예에서 제1 칩흡입기(172)와 제2 칩흡입기(174)는 가공기(130)의 이송 방향에 따라 선택적으로 동작할 수 있다. 이에 대하여는 이후 도 7 내지 도 9를 참조하여 후술한다. 제1 칩흡입기(172)와 제2 칩흡입기(174)에 의해 흡입된 절삭칩은 칩흡입라인(도 6의 도면부호 176)을 통해 절삭칩통으로 전달된다. 칩흡입부(170)에 의해 모아진 절삭칩은 주기적으로 작업자에 의해 비워질 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 베벨 가공 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서 도 1, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 실시 예에 따른 베벨 가공 장치의 작동 과정에 대해 설명한다. 도 7의 도시와 같이, 가공기(130)는 초기 위치에서 레일부(120)를 따라 이동하면서 지지대(110)에 클램핑된 부재의 측면을 가공(예를 들어, 모따기 작업)하게 된다.
부재 가공시 비산되는 절삭칩은 부재가 가공기(130) 측으로 이동하는 과정에서 슬로프 형상으로 된 커튼부(140)의 상부에 쌓이게 되는데, 이때 제1 에어 분사기(150)에서 하방으로 에어가 분사되어 커튼부(140)에 쌓인 절삭칩이 칩받이부(160)로 유도된다.
제1 에어 분사기(150)에 의해 커튼부(140)에서 제거된 절삭칩의 일부는 가공기(130) 전면에 쌓일 수 있는데, 이때 가공기(130) 전면 상단에 설치된 제2 에어 분사기(180)를 동작시켜, 가공기(130) 전면에 쌓인 절삭칩을 하부 측의 칩받이부(160)로 유도할 수 있다. 절삭칩은 가공기(130) 전면에 형성된 슬로프부(136,138)에 의해 칩받이부(160)로 유도된다.
부재가 가공되는 동안 칩받이부(160)에 수집된 절삭칩은 도 7에서 가공기(130) 하부 좌측에 설치된 제1 칩흡입기(172)에 의해 흡입되어 제거된다. 이때 제2 칩흡입기(174)는 폐쇄된 상태이다. 부재 가공이 끝나면, 칩받이부(160)의 끝부분 영역에는 제1 칩흡입기(172)에 의해 흡입되지 않은 보류 영역(30)이 발생하게 된다.
칩받이부(160)의 절삭칩 중에서 제1 칩흡입기(172)에 의해 흡입되지 않은 잔류 절삭칩은 가공기(130)가 복귀하는 동안 도 7에서 가공기(130) 하부 우측에 설치된 제2 칩흡입기(174)에 의해 흡입된다. 즉 가공기(130)가 가공하는 동안에는 제1 칩흡입기(172)가 개방되고 제2 칩흡입기(174)는 폐쇄되며, 가공기(130)가 복귀할 때는 제2 칩흡입기(174)가 개방되고 제1 칩흡입기(172)는 폐쇄된다. 이에 따라 칩받이부(160)의 절삭칩을 효과적으로 제거할 수 있으며, 칩흡입부(170)의 성능을 최적화할 수 있으며, 베벨 가공 장치의 크기와 비용을 줄일 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 부재 100: 베벨 가공 장치
110: 지지대 120: 레일부
130: 가공기 140: 커튼부
150: 제1 에어 분사기 160: 칩받이부
170: 칩흡입부 172: 제1 칩흡입기
174: 제2 칩흡입기 180: 제2 에어 분사기

Claims (5)

  1. 부재가 지지되는 지지대;
    상기 지지대의 측부에 설치된 레일부;
    상기 레일부를 따라 이동하여 상기 부재의 모서리부를 베벨 가공하는 가공기;
    상기 지지대 상에 설치되고, 상기 부재의 모서리부를 상기 가공기 측으로 노출시키고, 상기 부재의 절삭칩이 상기 지지대로 유입하는 것을 차단하는 커튼부;
    상기 지지대 및 상기 가공기 중 적어도 하나에 설치되고, 에어를 분사하여 상기 커튼부 상의 절삭칩을 하부로 이송시키는 에어 분사부;
    상기 지지대의 하부 측에 설치되고, 상기 에어 분사부에 의해 하강된 절삭칩을 수집하는 칩받이부; 및
    상기 가공기의 하부 측에 설치되고, 상기 칩받이부에 수집된 절삭칩을 흡입하는 칩흡입부를 포함하며,
    상기 칩흡입부는:
    상기 가공기의 하부 좌측단에 설치되고, 상기 가공기의 이송 방향에 따라 동작하는 제1 칩흡입기; 및
    상기 가공기의 하부 우측단에 설치되고, 상기 가공기의 이송 방향에 따라 동작하는 제2 칩흡입기를 포함하고,
    상기 가공기가 상기 레일부를 따라 제1 방향으로 이동하면서 상기 부재가 가공되는 동안, 상기 제2 칩흡입기는 폐쇄되고, 상기 제1 칩흡입기가 작동되어 상기 칩받이부에 수집된 절삭칩을 흡입하여 제거하고,
    상기 부재의 가공이 종료된 후, 상기 가공기가 상기 레일부를 따라 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하여 복귀하는 동안, 상기 제1 칩흡입기는 폐쇄되고, 상기 제2 칩흡입기가 작동되어 상기 칩받이부에 수집된 절삭칩 중 상기 제1 칩흡입기에 의해 흡입되지 않은 잔류 절삭칩을 흡입하여 제거하는 베벨 가공 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 에어 분사부는,
    상기 지지대에 설치되고, 에어를 분사하여 상기 커튼부 상의 절삭칩을 상기 칩받이부로 떨어뜨리는 제1 에어 분사기; 및
    상기 가공기의 전면에 설치되고, 에어를 분사하여 상기 절삭칩을 상기 칩받이부로 떨어뜨리는 제2 에어 분사기를 포함하는 베벨 가공 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가공기의 전면에는 상기 절삭칩을 상기 칩받이부로 유도하는 슬로프부가 형성되는 베벨 가공 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 커튼부는 고무커튼으로 제공되는 베벨 가공 장치.
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