KR101743155B1 - 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치 - Google Patents

타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치는, XY 평면상에 Y축 방향으로 이동가능하게 설치되며 각인 대상물이 놓이는 고정판, 상기 XY 평면상에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되며 내부에 Z축 방향으로 연장되는 가이드바가 설치된 본체, 상기 가이드바를 따라 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 텐션부, 상기 텐션부에 결합되어 Z축 방향으로 연동 이동가능하게 설치되며, 상기 텐션부에 의해 Z축 방향의 위치가 조절되어 상기 각인대상물을 스크래치 하여 각인하거나, 상기 각인 대상물을 Z축 방향으로 타격하여 각인하는 타각부를 포함하며, 상기 텐션부의 텐션 생성 여부에 따라 상기 타각부의 각인 방식이 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치{Marking device by stamping or scratching}
본 발명은 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치에 관한 것으로, 각인 대상물의 표면에 특정 무늬를 각인하고자 할 때 사용되는 두 가지 방식인 타각 방식과 스크래치 방식을 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치에 관한 것이다.
금속, 석재 및 플라스틱과 같은 고형재질의 표면에 특정 무늬나 문자를 음각하기 위해 크게 두 가지의 방식이 사용되고 있는데, 바로 공구의 끝이 상하로 왕복하며 각인 대상물의 표면에 원하는 형태를 새기는 타각 방식과, 공구의 끝이 각인 대상물의 일정 깊이만큼 삽입된 후 긁는 형태로 원하는 형태를 새기는 스크래치 방식으로 나뉠 수 있다. 이러한 방식의 차이는 각인된 무늬의 느낌이나 형태에 영향을 주게 되는데, 재료, 타각공구의 종류, 음각무늬의 종류 및 기타 환경에 따라 달리 사용되고 있다.
종래 사용되던 타각기에 관해서는 한국공개특허 제2012-0137872호("자동타각장치 및 이를 포함하는 자동타각시스템", 2012.12.24., 이하 종래기술)에 개시되어 있다. 종래의 타각기는 타각 방식과 스크래치 방식 중 어느 하나의 방식을 채용한 모델이 대부분이었다. 또한 종래기술과 같은 타각방식만이 채용된 타각기를 스크래치 방식이 가능하도록 변형하더라도, 각인 대상물의 높이 변화에 따라 스크래치 작업을 하는 타각 공구의 끝단이 삽입되는 깊이가 변화하지 않아 각인이 고르게 되지 않는 문제점이 있었다. 따라서 타각 방식과 스크래치 방식을 사용자가 선택 가능하고, 각인하고자 하는 각인 대상물의 높이 변화를 측정하여 고르게 각인할 수 있는 장치의 개발이 시급한 실정이다.
한국공개특허 제2012-0137872호("자동타각장치 및 이를 포함하는 자동타각시스템", 2012.12.24.)
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 타각 또는 스크래치 방식을 필요에 따라 선택하여 사용 가능하고 각인 대상물의 높이를 측정하여 고르게 각인할 수 있는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치를 제공함에 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치는, XY 평면상에 Y축 방향으로 이동가능하게 설치되며 각인 대상물이 놓이는 고정판(100), 상기 XY 평면상에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되며 내부에 Z축 방향으로 연장되는 가이드바(10)가 설치된 본체(200), 상기 가이드바(10)를 따라 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 텐션부(300), 상기 텐션부(300)에 결합되어 Z축 방향으로 연동 이동가능하게 설치되며, 상기 텐션부(300)에 의해 Z축 방향의 위치가 조절되어 상기 각인대상물을 스크래치 하여 각인하거나, 상기 각인 대상물을 Z축 방향으로 타격하여 각인하는 타각부(400)를 포함하며, 상기 텐션부(300)의 텐션 생성 여부에 따라 상기 타각부(400)의 각인 방식이 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 텐션부(300)는, 일측이 상기 가이드바(10)에 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되고, 타측이 상기 타각부(400)와 결합하며, 내부에 Z축 방향으로 관통홀(311)이 형성되는 하우징(310), 상기 관통홀(311)에 삽입되어 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 텐션 조절 볼트(320) 및 상기 관통홀(311)에서 일단이 상기 텐션 조절 볼트(320)에 결합되고 타단이 상기 타각부(400)에 맞닿게 삽입되며 상기 텐션 조절 볼트(320)의 Z축 방향의 이동에 의해 압력을 받아 상기 타각부(400)에 텐션을 부여하는 텐션 스프링(330), 상기 하우징(310)에 결합되며 잠금 및 개방여부에 따라 상기 텐션부(300)의 동작을 제어하여 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹장치의 각인 방식을 결정하는 텐션 잠금 볼트(340)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 텐션부(300)는, 상기 하우징(310)에서 상기 관통홀(311)의 외주면에 원주방향으로 함몰 형성된 함몰홈에 삽입된 보정 스프링(350)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 텐션부(300)는, 상기 관통홀(311) 측면에 설치되며 상기 타각부(400)가 상기 각인 대상물에 접촉된 이후 상기 텐션 스프링(330)의 Z축 방향 변위를 측정하는 텐션 센서(360)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 타각부(400)는, 상기 하우징(310)에 결합되며 내부에 Z축 방향으로 제2관통홀(411)이 형성된 케이스(410), 상기 케이스(410)의 Z축 방향 일단 및 Z축 방향 타단에 각각 돌출 형성된 돌출부(412), 상기 돌출부(412) 사이에 설치되며 상기 하우징(310)을 관통하는 한 쌍의 고정바(413), 상기 제2관통홀(411)에 수납되어 전력이 공급되면 자기장을 형성하는 솔레노이드(420), 상기 제2관통홀(411)에 삽입되어 상기 솔레노이드(420)를 관통하며 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치된 진동바(430), 상기 진동바(430) 외주면에 결합되어 상기 솔레노이드(420)에서 자기장이 형성되면 상기 솔레노이드(420)를 향하여 이동하면서 상기 진동바(430)를 연동 이동 시키는 슬라이더(440), 상기 진동바(430)와 상기 고정판(100) 사이에 설치되어 일단이 상기 진동바(430)와 밀착되어 상기 진동바(430)가 Z축 방향으로 이동하면 Z축 방향으로 연동 이동하여 타단이 상기 각인 대상물에 일정 형상을 각인하는 타각핀(450)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 타각부(400)는, 상기 진동바(430)와 상기 타각핀(450)의 외주면을 감싸는 고정링(460), 상기 고정링(460)의 내주면에 삽입되어 상기 진동바(430)의 Z축 방향 이동에 의해 압축되고 그 탄성에 의해 원상태로 복원되며 상기 진동바(430)에 밀착되어 있는 상기 타각핀(450)을 이동시키는 타각핀 복귀 스프링(470)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치는 높이 측정부(500)를 더 포함하며, 상기 높이 측정부(500)는, 상기 케이스(410) 일측에 결합되어 상기 케이스(410)와 Z축 방향으로 연동 이동하는 연결부(510), 상기 연결부(510)에 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 탐침 슬라이더(520), 상기 탐침 슬라이더(520)를 따라 Z축 방향으로 연동 이동 가능하게 설치되어 일단이 상기 각인 대상물에 접촉 가능하게 형성되는 탐침봉(530), 상기 탐침봉(530)에 인접하게 설치되어 상기 탐침봉(530)의 Z축 위치를 탐지하는 탐지 센서(540)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 높이 측정부(500)는, 상기 탐침봉(530) 외면에 고정 결합되어 상기 탐침봉(530)의 Z축 방향 이동에 의해 상기 탐지 센서(540)를 가리게 되는 탐침봉 가림날개(599)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치는, 상기 본체(200) 일면에 설치되며 상기 텐션부(300) 및 상기 타각부(400)를 Z축 방향으로 구동시키는 Z축 모터(210)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래 타각장치와 스크래치장치가 나뉘어 사용되던 것을 본 발명의 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치를 사용하여 한 가지 장치에서 사용 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 텐션부가 구비되어 스크래치 작업시 타각핀의 끝단이 각인 대상물의 일정깊이에 삽입되도록 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 스크래치 작업시 타각핀의 끝단이 각인 대상물에 삽입되는 깊이를 조절 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 높이 측정부를 통해 타각핀의 끝단과 각인 대상물과의 거리를 자동으로 측정 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치를 나타낸 사시도
도 2는 본 발명에 따른 텐션부를 나타낸 단면도
도 3은 도 2의 A-A′ 선에 따른 단면도
도 4는 본 발명에 따른 타각부를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명에 따른 높이 측정부를 나타낸 단면도
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치에 관하여 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치는, 고정판(100), 본체(200), 텐션부(300), 타각부(400) 및 높이 측정부(500)를 포함하여 이루어진다.
상기 고정판(100)은 XY 평면상에 Y축 방향으로 이동가능하게 설치되며 각인 대상물이 놓이는 구성으로, 상기 각인 대상물은 상기 고정판(100)의 상부에 놓이면서, 타각 또는 스크래치 작업이 진행 될 경우 용이한 작업을 위해 상기 고정판(100)의 상부에 고정된다. 상기 고정판(100) 하부에 가이드 레일(미도시)을 형성하여 상기 가이드 레일을 따라 상기 고정판(100)을 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 본체(200)는 상기 XY 평면상에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되며 내부에 Z축 방향으로 연장되는 가이드바(10)가 설치된다. 즉, 상기 본체(200)는 실제로 타각 또는 스크래치 작업이 가능하도록 X축 방향으로 이동되는 구성으로, 도 1에 도시된 바에 같이, 상기 본체(200)는 X방향 또는 Y방향 둘 중 한쪽으로만 이동되도록 도시되어 있다. 이를 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 상기 본체(200)를 이동시킬 수 있는 구성 중 하나로 별도의 프레임과 상기 프레임을 연결하는 가이드바가 설치될 수 있다. 이런 경우, 상기 본체(200)가 이동하는 방향에 수직한 방향으로 상기 고정판(100)이 유동하게 된다. 즉, 상기 본체(200) 또는 상기 고정판(100)은 서로 수직한 방향으로 움직이거나, 한 구성이 움직이지 않으면 다른 한 구성이 XY방향으로 움직이거나 하는 방식으로 작업하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 상기 텐션부(300)를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A′ 선에 따른 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 텐션부(300)는 상기 가이드바(10)를 따라 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되며, 하우징(310), 텐션 조절 볼트(320), 텐션 스프링(330), 텐션 잠금 볼트(340), 보정 스프링(350) 및 텐션 센서(360)를 포함하여 이루어진다. 상기 텐션부(300)와 상기 타각부(400)의 결합을 설명하기 위하여 상기 타각부(400)의 일부 구성을 먼저 설명한다. 상기 타각부(400)는 상기 하우징(310)에 결합되는 케이스(410)에 상기 케이스(410)의 Z축 방향 일단 및 Z축 방향 타단에 각각 돌출 형성된 돌출부(412)가 형성되고, 상기 돌출부(412) 사이에 설치되는 한 쌍의 고정바(413)가 상기 하우징(310)을 관통한다.
상기 텐션부(300)는 스크래치 작업시 필요한 구성으로 상기 타각부(400)에 텐션(탄성, 이하 텐션)을 부여하는 구성이다. 배경기술에서 상술했듯이 종래에는 스크래치 작업을 할 때에 스크래치 하는 공구의 끝단이 각인 대상물에 너무 깊이 들어가거나 얕게 들어가는 경우가 있었고, 또한 각인 대상물의 표면 높이가 변화함에 따라 삽입되는 깊이의 차등이 있는 경우가 많았다. 상기 텐션부(300)는 상기 타각부(400) 자체에 텐션을 준다. 즉, 상기 텐션부(300)의 텐션 생성 여부에 따라 상기 타각부(400)의 각인 방식이 결정되는데 이는 후술한다.
또한 상기 텐션부(300)는 상기 타각부(400)의 Z축 위치를 조절하여 스크래치 작업시 타각공구가 깊이 삽입되는 것을 방지하고 일정 깊이로 고르게 삽입되기 위한 구성이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(310)은 일측이 상기 가이드바(10)에 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되고 타측이 상기 타각부(400)와 결합하며 내부에 Z축 방향으로 관통홀(311)이 형성된다. 상기 하우징(310)은 일측이 상기 가이드바(10)에 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되고 타측이 상기 타각부(400)와 결합한다. 즉, 상기 본체(200)와 상기 타각부(400) 사이를 연결시키는 구성이다. 상기 관통홀(311)은 후술할 상기 텐션 조절 볼트(320), 텐션 스프링(330), 보정 스프링(350)이 삽입되는 구성이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(310)은 상기 타각부(400)의 상기 한 쌍의 고정바(413)가 관통되어 삽입되고, 상기 한 쌍의 고정바(413)는 상기 타각부의 상기 케이스(410)에 돌출 형성된 돌출부(412)에 결합된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(310)은 일측이 상기 돌출부(412)에서 일정 거리 이격된 채 위치해 있고, 가운데에 삽입된 상기 텐션 스프링(330)에 의해 받쳐지고 있다. 이는 상기 하우징(310)이 Z축 방향으로 유동하기 위한 공간을 확보하기 위한 것이다. 즉, 상기 하우징(310)은 상기 타각부(400)의 상기 케이스(410)에 삽입되고, 상기 타각부(400)에 형성된 일정 공간상에서 Z축 방향으로 유동하는 구성인 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 텐션 조절 볼트(320)는 상기 관통홀(311)에 삽입되어 Z축 방향으로 이동가능하게 설치되어 후술할 상기 텐션 스프링(330)을 Z축 방향으로 가압하여 상기 타각부(400)에 텐션을 부여한다.
상기 텐션 스프링(330)은 상기 관통홀(311)에서 일단이 상기 텐션 조절 볼트(320)에 결합되고 타단이 상기 타각부(400)의 Z축 타단으로 돌출된 상기 돌출부(412)에 맞닿게 삽입된다. 상기 텐션 스프링(330)은 상기 텐션 조절 볼트(320)의 Z축 방향 이동에 의해 압력을 받아 상기 타각부(400)에 텐션을 부여하는 구성이다. 정리하면, 상기 텐션 조절 볼트(320)를 회전시켜 상기 텐션 스프링(330)을 Z축 방향으로 가압하면, 상기 텐션 스프링(330)이 압축되어 텐션이 증가하고, 반대방향으로 회전시켜 상기 텐션 스프링(330)을 풀게 되면 상기 텐션 스프링(330)의 탄성이 감소하여, 스크래치 방식으로 각인시 상기 각인 대상물의 표면에 타각공구, 즉 후술될 타각핀(450)이 Z축 방향으로 삽입되는 정도를 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 텐션 스프링(330)은 직접적으로 상기 타각부(400)에 Z축 방향으로 텐션을 주기 위한 구성으로, 상기 하우징(310)에 연결된 상기 케이스(410)가 상하 유동하면 상기 케이스(410)의 위치를 복구하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 케이스(410)가 Z축 방향으로 밀려 올라갔을 경우, 상기 텐션 스프링(330)은 압축되고, 압축되어 형성된 탄성으로 상기 케이스(410)의 위치를 복귀시키게 된다. 상기 텐션 스프링(330)은 상기 텐션 조절 볼트(320)의 이동에 따라 압축되어 있는 정도를 조절하여 탄성을 조절할 수 있다.
상기 텐션 잠금 볼트(340)는 상기 하우징(310)에 결합 되며 잠금 및 개방여부에 따라 상기 텐션부(300)의 동작을 제어하여 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹장치의 각인 방식을 결정한다. 좀 더 상세하게, 상기 텐션 잠금 볼트(340)를 조여서 잠그거나 개방하여 상기 각인 대상물을 타격하여 각인하거나 스크래치로 각인하는 것을 선택할 수 있다. 상기 각인 대상물을 타격하여 각인하고자 할 때는 상기 텐션 잠금 볼트(340)를 잠가 상기 텐션부(300)의 움직임을 제한하여 상기 타각부(400)만이 Z축 방향으로 이동하여 상기 각인 대상물을 타격하게 한다. 스크래치로 각인하고자 할 때는 상기 텐션 잠금 볼트(340)를 개방하여 상기 텐션부(300)가 상기 타각부(400)에 텐션을 부여하도록 하여 스크래치로 상기 각인 대상물을 각인할 수 있다. 이에 따라 상기 타격 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹장치는 필요에 따라 선택적으로 각인 방식을 채용할 수 있는 장점이 있다.
설계 조건에 따라 상기 텐션부(300)에 별도의 텐션 잠금탭 및 텐션 사용탭을 더 설치하여 텐션 사용여부를 결정할 수 있다.
상기 보정 스프링(350)은 상기 하우징(310)에서 상기 관통홀(311)의 외주면에 원주방향으로 함몰 형성된 함몰홈에 삽입되어 상기 타각부(400)의 무게를 보정하는 역할을 한다. 상기 타각부(400)의 무게가 작용하는 힘의 방향은 상기 고정판(100)에 놓인 상기 각인 대상물을 향한 Z축 방향이다. 후술할 상기 타각부(400)의 상기 타각핀(450)이 상기 각인 대상물에 접촉하게 되면, 상기 타각부(400)가 상기 각인 대상물을 가압했던 방향과 Z축 반대 방향으로 이동하게 되고, 도 3에 도시된 R공간이 줄어들면서 상기 텐션 스프링(330)은 압축되게 되고, 상기 보정 스프링(350)은 늘어나게 될 것이다. 상기 보정 스프링(350)의 경우 상기 타각부(400)의 Z축 방향 일단에 돌출 형성된 돌출부(412)와 맞닿아 상기 타각부(400)를 밀어내고 있으므로, 상기 타각부(400)의 무게가 작용하는 힘의 방향과 반대 방향이기 때문에 상기 타각부(400)의 무게를 어느 정도 보정하는 것이다.
도 2에 도시된 상기 텐션 센서(360)는 상기 하우징(310)의 측면에 설치되며 상기 타각부(400)가 상기 각인 대상물에 접촉된 이후 상기 텐션 스프링(330)의 Z축 방향 변위를 측정한다. 상기 텐션 센서(360)가 상기 텐션 스프링(330)의 Z축 방향 변위를 측정하는 것은, 상기 타각핀(450)이 상기 각인 대상물에 접촉된 후 상기 타각부(400)의 Z축 방향 타단에 돌출 형성된 상기 돌출부(412)가 올라오는 정도를 파악하는 것이다. 이를 위해 도 5에 도시된 텐션 센서 가림날개(399)가 상기 타각부(400)에 설치되고, 일단이 상기 텐션 센서(360)에 맞닿도록 설치된다. 즉, 상기 텐션 센서 가림날개(399)는 상기 타각부(400)와 체결되어 연동된다. 각인 작업 전 즉, 상기 타각핀(450)이 상기 각인 대상물에 접촉하지 않은 시점의 상기 텐션 센서 가림날개(399)의 위치는 상기 텐션 센서(360)를 가리지 않는, 상기 텐션 센서(360)보다 아래에 위치한다. 상기 타각핀(450)이 상기 각인 대상물에 접촉하면, 상기 타각부(400)가 상기 타각핀(450)의 Z축 반대 방향으로 이동할 것이고, 이에 상기 타각부(400)에 연결되어 설치된 상기 텐션 센서 가림날개(399) 또한 동일 방향으로 이동하여 상기 텐션 센서(360)를 가리게 된다. 이 시점을 파악하면 상기 타각부(400)가 도 3에 도시된 R공간 내에서 상승한 정도를 알 수 있고, 이는 즉 상기 텐션 스프링(330)이 압축된 정도를 의미한다. 상기 텐션 스프링(330)이 압축된 정도에 따른 탄성은 비례하므로, 상기 텐션 스프링(330)에 의한 탄성을 알 수 있어 이를 조절 가능한 것이다.
본 발명에 따른 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치에 사용되는 센서는 상기 본체(200)와 상기 텐션부(300) 사이에 설치되어 상기 텐션부(300) 및 상기 타각부(400)의 Z축 방향 이동에 관하여 원점, 즉 Z축 방향의 기준점이 되는 Z축 센서(220)와 상기 텐션 센서(360) 및 후술할 탐지 센서(540)이다. 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치에 설치되는 상기 Z축 센서(220), 상기 텐션 센서(360) 및 상기 탐지 센서(540)는 광을 매체로 응용한 포토 센서(광전 센서, 이하 포토 센서)이다.
도 4는 본 발명에 따른 상기 타각부(400)를 나타낸 단면도이다.
상기 타각부(400)는 상기 텐션부(300)와 상기 고정판(100)사이에 설치되며 상기 텐션부(300)에 결합되어 Z축 방향으로 연동 이동가능하게 설치되며 상기 텐션부(300)에 의해 Z축 방향의 위치가 조절되어 상기 각인 대상물을 스크래치 하여 각인하거나, 상기 각인 대상물을 Z축 방향으로 타격하여 각인하는 구성이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 타각부(400)는 케이스(410), 솔레노이드(420), 진동바(430), 슬라이더(440), 타각핀(450), 고정링(460) 및 타각 복귀 스프링(470)을 포함하여 이루어진다.
도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(410)는 상기 하우징(310)에 결합되며 내부에 Z축 방향으로 제2관통홀(411)이 형성된다. 상기 케이스(410)는 상기 하우징(310)에 연결되어 Z축 방향으로 함께 움직이는 구성이다.
상기 솔레노이드(420)는 상기 제2관통홀(411)에 수납되어 전력이 공급되면 자기장을 형성한다. 상기 솔레노이드(420)는 일반적으로 전력에 의해 생성되는 자기장으로 물체를 유동시킬 때 사용되는 솔레노이드와 같은 구성이다.
상기 진동바(430)는 상기 제2관통홀(411)에 삽입되어 상기 솔레노이드(420)를 관통하며 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 진동바(430)는 Z축 방향으로 왕복 운동하는 구성이다. 상기 진동바(430)는 상기 솔레노이드(420) 또한 관통하여 위치한다.
상기 슬라이더(440)는 상기 진동바(430) 외주면에 결합되어 상기 솔레노이드(420)에서 자기장이 형성되면 그 자기장에 의해 상기 솔레노이드(420)를 향하여 이동하면서 상기 진동바(430)를 연동 이동 시킨다. 즉, 상기 슬라이더(440)는 상기 진동바(430)를 이동시키는 직접적인 구성으로, 도 4에 도시된 상기 슬라이더(440)와 상기 솔레노이드(420)사이의 공간이 압축되면서 상기 진동바(430)를 연동 이동 시키는 구성이다.
상기 타각핀(450)은 상기 진동바(430)와 상기 고정판(100) 사이에 설치되어 일단이 상기 진동바(430)와 밀착되게 설치된다. 상기 진동바(430)가 상기 고정판(100)을 향하는 방향으로 이동하면 상기 진동바(430)와 밀착된 상기 타각핀(450) 또한 상기 진동바(430)와 동일 방향으로 이동하여 상기 타각핀(450)의 타단이 상기 각인 대상물에 일정 형상을 각인하게 되는 구성이다. 즉, 상기 타각핀(450)은 끝단이 직접적으로 상기 각인 대상물에 접촉하여 타각을 하거나 스크래치를 하는 구성으로, 상기 진동바(430)의 일단에 밀착, 즉 맞닿아있어, 상기 각인 대상물의 특징이나 음각하고자 하는 무늬의 특징에 따라 교체 가능하다. 상기 타각핀(450)은 상기 솔레노이드(420)에서 자기장이 형성되면, 상기 슬라이더(440)가 상기 진동바(430)를 Z축 방향으로 연동 이동시키게 되고, 상기 진동바(430)에 의해 상기 타각핀(450)은 Z축 방향으로 이동되어 상기 각인 대상물에 닿게 된다. 상기 슬라이더(440), 상기 진동바(430) 및 상기 타각핀(450)은 후술할 상기 타각핀 복귀 스프링(470)을 통해 원 위치로 복귀되며, 상기 방법으로 상기 타각핀(450)은 왕복운동을 하여 타각하게 된다.
상기 고정링(460)은 상기 타각핀(450)의 외주면을 감싸는 형태로 설치된다. 상기 고정링(460)은 상기 타각핀(450)의 가이드 역할을 하고, 후술할 상기 타각핀 복귀 스프링(470)의 결합을 위한 구성이다.
상기 타각핀 복귀 스프링(470)은 상기 고정링(460)의 내주면에 삽입되어 상기 진동바(430)의 Z축 방향 이동에 의해 밀려 내려온 상기 타각핀(450)에 의해 압축되고 그 탄성에 의해 원상태로 복원되며 상기 진동바(430)에 밀착되어 있는 상기 타각핀(450)을 처음 이동하였던 Z축 방향과 반대 방향으로 이동시킨다.
좀 더 상세하게, 상기 타각핀 복귀 스프링(470)은 상기 슬라이더(440), 상기 진동바(430) 및 상기 타각핀(450)이 Z축 방향으로 이동하면 압축되어 탄성을 가져 상기 슬라이더(440), 상기 진동바(430) 및 상기 타각핀(450)을 Z축 방향 원 위치로 이동 시키는 역할을 한다. 상기 진동바(430)는 상기 솔레노이드(420)에 의해 주기적으로 상기 고정판(100)을 향하는 방향으로 이동하게 되므로, 상기 솔레노이드(420)와 상기 타각핀 복귀 스프링(470)은 상기 진동바(430)를 Z축 방향으로 진동 유동하게 하는 역할을 한다.
또한 상기 타각부(400)는 상기 타각핀(450)에 결합되며 상기 복귀 스프링(470)의 일단에 맞닿는 E링(471)을 더 설치할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 높이 측정부(500)를 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 높이 측정부(500)는 연결부(510), 탐침 슬라이더(520), 탐침봉(530) 및 탐지 센서(540)를 포함하여 이루어진다. 상기 높이 측정부(500)는 상기 타각부(400)의 타각핀(450)이 각인 대상물의 표면을 타각하거나, 스크래치 하기 위해 Z축 방향으로 이동할 때, 이동 높이 즉, Z축 방향 위치를 결정하기 위해 작업 전에 상기 타각핀(450)과 상기 각인 대상물 사이의 거리를 측정하는 구성으로, 기계식으로 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(510)는 상기 케이스(410) 일측에 결합되어 상기 케이스(410)와 Z축 방향으로 연동 이동한다. 상기 연결부(510)는 상기 타각부(400)의 일측에 상기 높이 측정부(500)를 설치하기 위한 구성이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탐침 슬라이더(520)는 상기 연결부(510)에 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 탐침 슬라이더(520)가 Z축 방향으로 이동하는 것은 도 5에 도시된 탐침 모터(550)에 의한 것이며, 상기 탐침 모터(550)에는 타이밍 벨트(560)가 걸리고, 상기 타이밍 벨트(560)에 연결된 상기 탐침 슬라이더(520)가 상기 탐침 모터(550)의 회전에 의해 Z축 방향으로 이동하는 구성이다. 상기 탐침 모터(550)는 후술할 상기 탐침봉(530)을 탐침 센서(540) 아래로 이동시키고 상기 탐침봉(530)을 이동 전 위치로 원위치 시키는 역할을 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탐침봉(530)은 상기 탐침 슬라이더(520)를 따라 Z축 방향으로 연동 이동 가능하게 설치되어 일단이 상기 각인 대상물에 접촉 가능하게 형성된다. 상기 탐침봉(530)과 상기 탐침 슬라이더(520)가 결합되어 있는 구조는 상기 탐침봉(530)이 상기 탐침 슬라이더(520)에 완전히 결합되어 있는 것이 아니라 걸쳐져 있는 결합관계이다.
상기 탐지 센서(540)는 상기 탐침봉(530)에 인접하게 설치되어 상기 탐침봉(530)의 Z축 위치를 탐지한다. 상기 탐침봉(530)은 상기 각인 대상물의 표면 높이를 측정하기 위한 구성이므로, 상기 탐지 센서(540)가 측정하는 상기 탐침봉(530)의 Z축 위치는 결과적으로 상기 각인 대상물의 표면 높이를 측정 가능하게 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 높이 측정부(500)는, 상기 탐침봉(530) 외면에 고정 결합되어 상기 탐침봉(530)의 Z축 방향 이동에 의해 상기 탐지 센서(540)를 가리는 탐침봉 가림날개(599)를 더 포함하여 이루어 질 수 있다.
상기 높이 측정부(500)가 상기 각인 대상물의 표면 높이를 측정하는 방법은, 상기 탐침 모터(550)가 상기 타이밍 벨트(560)를 상기 고정판(100)을 향하는 방향으로 이동시키면, 상기 타이밍 벨트(560)에 연결되어 있는 상기 탐침 슬라이더(520) 또한 상기 고정판(100)을 향하는 방향으로 이동하고, 상기 탐침 슬라이더(520)에 걸쳐져 있는 상기 탐침봉(530) 및 상기 탐침봉 가림날개(599) 또한 연동 이동된다. 상기 탐침 모터(550)를 구동시켜 상기 탐침봉 가림날개(599)를 상기 탐지 센서(540)가 탐지하지 않는 Z축 방향으로 아래에 위치하여야 한다. 이 상태에서, 후술할 Z축 모터(210)를 구동시켜 상기 텐션부(300) 및 타각부(400)를 상기 고정판(100)을 향하는 방향으로 이동시킨다. 상기 텐션부(300) 및 타각부(400)가 상기 고정판(100)을 향하는 방향으로 이동하면 상기 탐침봉(530)의 일단은 상기 각인 대상물에 닿을 것이고, 상기 탐침봉(530)은 고정된 채로 상기 탐침봉(530)과 상기 탐침봉 가림날개(599)를 제외한 상기 텐션부(300), 상기 타각부(400) 및 상기 높이 측정부(500)의 모든 구성이 상기 고정판(100)을 향하는 방향으로 이동할 것이다. 즉, 이에 연결된 상기 탐지 센서(540) 또한 동일한 Z축 방향으로 이동할 것이고, 상기 탐침봉 가림날개(599)가 상기 탐지 센서(540)를 가리게 된다. 이 시점까지 상기 텐션부(300) 및 상기 타각부(400)가 상기 Z축 센서(220)로부터 이동한 거리를 측정하고, 상기 각인 대상물과 접촉하는 상기 탐침봉(530)의 일단과 상기 각인 대상물에 접촉하는 상기 타각핀(450)의 일단과의 Z축 방향 위치의 차이를 알고 있다면, 두 거리의 차를 이용해 상기 타각핀(450)의 상기 각인 대상물에 접촉되는 타단과 상기 각인 대상물 사이의 Z축 방향 위치의 차이를 알 수 있고, 또한 상기 각인 대상물의 높이를 자동으로 측정하는 것이 가능하다. 즉, 상기 탐침봉(530)을 활용한 높이측정방식은 일종의 트리거 신호를 이용한 방식이다. 이때, 이동한 거리를 정확하게 알기 위해 상기 Z축 모터(210)는 스텝모터를 사용한다. 스텝 모터는 각 회전당 이동 거리를 정확하게 제어 가능하고, 정지시키는 힘이 강해 정밀제어에 사용되므로, 본 발명에 적합한 구성이다.
상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치의 일실시예에서는 상기 높이 측정부(500)가 상기 탐침봉(530)의 움직임과, 접촉함에 따라 변화하는 운동으로 상기 타각핀(450)과 상기 각인 대상물 사이의 거리를 측정하지만, 경우에 따라 상기 높이 측정부(500)에는 초음파 방식이나 전자적인 센서가 구비되어 상기 타각핀(450)과 각인 대상물 사이의 거리를 측정할 수 있다.
상기 본체(200)는 상기 본체(200) 일면에 설치되며 상기 텐션부(300) 및 상기 타각부(400)를 Z축 방향으로 구동시키는 Z축 모터(210)를 더 포함한다. 상기 Z축 모터(210)는 인접하게 설치된 Z축 센서(220)를 포함하여, 상기 텐션부(300) 및 타각부(400)의 Z축 각인 작업전과 각인 작업 후의 위치를 감지한다. 이를 위하여 상기 텐션부(300)의 외면에 결합된 Z축 센서 가림날개(230)를 더 설치할 수 있다. 이때, 상기 Z축 모터(210)는 상술한 바와 같이 스텝모터이고, 상기 텐션부(300)의 Z축 위치(작업 전, 작업 후 둘 다 가능)를 감지하며, 상기 타각부(400)의 작업 전 Z축 위치를 감지한다. 즉, 상기 Z축 모터(210)는 스텝 모터 이므로 상기 텐션부(300) 및 상기 타각부(400)의 최초 위치와 상기 Z축 모터(210) 이동 스텝별 변위량을 알면 상기 텐션부(300) 및 상기 타각부(400)의 위치 감지가 가능할 수 있다.
상기 텐션부(300)는 위치가 고정되어있기 때문에 상기 Z축 모터(210)에 의해 Z축 위치가 측정 가능하고, 상기 타각부(400)의 Z축 위치는 각인 방식에 따라, 타각 방식으로 각인할 경우 상기 텐션 잠금 볼트(340)를 잠가 텐션이 제거되므로 위치 감지가 가능하고, 스크래치 방식으로 각인할 경우 상기 각인 대상물에 접촉되어 있는 상태이므로 상기 텐션 센서(360)에 의해 위치를 감지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 타각부(400)는 상기 솔레노이드(440)와 상기 타각 복귀 스프링(470)에 의해 상기 타각핀(450)을 Z축 방향으로 왕복 운동시켜 상기 각인 대상물의 표면에 음각으로 원하는 모양을 새길 수 있다. 또한 상기 타각부(400)는 상기 높이 측정부(500)에서 측정된 상기 각인 대상물과 상기 타각핀(450)과의 거리에 따라 세부적인 타각 또는 스크래치 작업에 관련된 세팅이 가능하고, 상기 텐션부(300)에 의해 상기 타각핀(450)이 상기 각인 대상물에 삽입되는 깊이를 조절할 수 있다. 상기 타각핀(450)은 상기 Z축 모터(210)에 의해 일정 깊이만큼 삽입된 채, 상기 본체(200)가 X축 및 Y축 방향으로 움직이면 스크래치가 가능해, 스크래치 작업 또한 가능하다.
본 발명은 상기한 일실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 가이드바
100 : 고정판
200 : 본체
210 : Z축 모터
220 : Z축 센서
230 : Z축 센서 가림날개
300 : 텐션부
310 : 하우징
311 : 관통홀
320 : 텐션 조절 볼트
330 : 텐션 스프링
340 : 텐션 잠금 볼트
350 : 보정 스프링
360 : 텐션 센서
399 : 텐션 센서 가림날개
400 : 타각부
410 : 케이스
411 : 제2관통홀
412 : 돌출부
413 : 고정바
420 : 솔레노이드
430 : 진동바
440 : 슬라이더
450 : 타각핀
460 : 고정링
470 : 타각핀 복귀 스프링
471 : E링
480 : 진동바 조절 볼트
481 : 진동바 조절 너트
490 : 진동바 고정부
500 : 높이 측정부
510 : 연결부
520 : 탐침 슬라이더
530 : 탐침봉
540 : 탐지 센서
550 : 탐침 모터
560 : 타이밍 벨트
599 : 탐침봉 가림날개

Claims (9)

  1. XY 평면상에 Y축 방향으로 이동가능하게 설치되며 각인 대상물이 놓이는 고정판(100);
    상기 XY 평면상에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되며 내부에 Z축 방향으로 연장되는 가이드바(10)가 설치된 본체(200);
    상기 가이드바(10)를 따라 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 텐션부(300);
    상기 텐션부(300)에 결합되어 Z축 방향으로 연동 이동가능하게 설치되며, 상기 텐션부(300)에 의해 Z축 방향의 위치가 조절되어 상기 각인대상물을 스크래치 하여 각인하거나, 상기 각인 대상물을 Z축 방향으로 타격하여 각인하는 타각부(400);를 포함하며,
    상기 텐션부(300)의 텐션 생성 여부에 따라 상기 타각부(400)의 각인 방식이 결정되는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 텐션부(300)는,
    일측이 상기 가이드바(10)에 Z축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되고, 타측이 상기 타각부(400)와 결합하며, 내부에 Z축 방향으로 관통홀(311)이 형성되는 하우징(310),
    상기 관통홀(311)에 삽입되어 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 텐션 조절 볼트(320) 및,
    상기 관통홀(311)에서 일단이 상기 텐션 조절 볼트(320)에 결합되고 타단이 상기 타각부(400)에 맞닿게 삽입되며 상기 텐션 조절 볼트(320)의 Z축 방향의 이동에 의해 압력을 받아 상기 타각부(400)에 텐션을 부여하는 텐션 스프링(330) 및
    상기 하우징(310)에 결합되며 잠금 및 개방여부에 따라 상기 텐션부(300)의 동작을 제어하여 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹장치의 각인 방식을 결정하는 텐션 잠금 볼트(340)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 텐션부(300)는,
    상기 하우징(310)에서 상기 관통홀(311)의 외주면에 원주방향으로 함몰 형성된 함몰홈에 삽입된 보정 스프링(350)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 텐션부(300)는,
    상기 하우징(310) 측면에 설치되며 상기 타각부(400)가 상기 각인 대상물에 접촉된 후 상기 텐션 스프링(330)의 Z축 방향 변위를 측정하는 텐션 센서(360)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 타각부(400)는,
    상기 하우징(310)에 결합되며 내부에 Z축 방향으로 제2관통홀(411)이 형성된 케이스(410),
    상기 케이스(410)의 Z축 방향 일단 및 Z축 방향 타단에 각각 돌출 형성된 돌출부(412),
    상기 돌출부(412) 사이에 설치되며 상기 하우징(310)을 관통하는 한 쌍의 고정바(413),
    상기 제2관통홀(411)에 수납되어 전력이 공급되면 자기장을 형성하는 솔레노이드(420),
    상기 제2관통홀(411)에 삽입되어 상기 솔레노이드(420)를 관통하며 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치된 진동바(430),
    상기 진동바(430) 외주면에 결합되어 상기 솔레노이드(420)에서 자기장이 형성되면 상기 솔레노이드(420)를 향하여 이동하면서 상기 진동바(430)를 연동 이동 시키는 슬라이더(440),
    상기 진동바(430)와 상기 고정판(100) 사이에 설치되어 일단이 상기 진동바(430)와 밀착되어 상기 진동바(430)가 Z축 방향으로 이동하면 Z축 방향으로 이동하여 타단이 상기 각인 대상물에 일정 형상을 각인하는 타각핀(450)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 타각부(400)는,
    상기 타각핀(450)의 외주면을 감싸는 고정링(460),
    상기 고정링(460)의 내주면에 삽입되어 상기 진동바(430)의 Z축 방향 이동에 의해 압축되고 그 탄성에 의해 원상태로 복원되며 상기 진동바(430)에 밀착되어 있는 상기 타각핀(450)을 이동시키는 타각핀 복귀 스프링(470)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치는 높이 측정부(500)를 더 포함하며,
    상기 높이 측정부(500)는,
    상기 케이스(410) 일측에 결합되어 상기 케이스(410)와 Z축 방향으로 연동 이동하는 연결부(510),
    상기 연결부(510)에 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 탐침 슬라이더(520),
    상기 탐침 슬라이더(520)를 따라 Z축 방향으로 연동 이동 가능하게 설치되어 일단이 상기 각인 대상물에 접촉 가능하게 형성되는 탐침봉(530),
    상기 탐침봉(530)에 인접하게 설치되어 상기 탐침봉(530)의 Z축 위치를 탐지하는 탐지 센서(540)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 높이 측정부(500)는,
    상기 탐침봉(530)의 외면에 고정 결합되어 상기 탐침봉(530)의 Z축 방향이동에 의해 상기 탐지 센서(540)를 가리게 되는 탐침봉 가림날개(599)를 더 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치는,
    상기 본체(200) 일면에 설치되며 상기 텐션부(300) 및 상기 타각부(400)를 Z축 방향으로 구동시키는 Z축 모터(210)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타각 또는 스크래치 작업이 가능한 마킹 장치.
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