KR101799959B1

KR101799959B1 - 로터리 타입 샷시 커터 장치

Info

Publication number: KR101799959B1
Application number: KR1020170085253A
Authority: KR
Inventors: 박철우
Original assignee: 박철우
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2017-12-20

Abstract

로터리 타입 샷시 커터 장치가 개시된다. 본 발명의 로터리 타입 샷시 커터 장치는, 다수의 작업을 연속적이면서 순차적으로 진행 가능한 로터리 타입의 커터 장치로서, 서로 연결되며 워크피스를 그 상면에 로딩 가능한 복수의 제1 회전 지지바와, 상기 복수의 제1 회전 지지바를 지면에 대해 수평인 제1 수평 회전경로를 따라 간헐 회전시키는 제1 회전 지지바 회전유닛을 갖는 제1 워크피스 회전기; 상기 제1 수평 회전경로 중의 커팅 존에 설치되고, 상기 제1 회전 지지바 상에 안착된 워크피스에 제1 커팅 라인을 형성 가능하고, 상기 제1 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 적어도 일부가 상기 제1 수평 회전경로와 수직한 제1 수직 회전경로를 따라 회전 가능한 제1 워크피스 커팅기; 서로 연결되며 워크피스를 그 상면에 로딩 가능한 복수의 제2 회전 지지바와, 상기 복수의 제2 회전 지지바를 지면에 대해 수평인 제2 수평 회전경로를 따라 간헐 회전시키는 제2 회전 지지바 회전유닛을 갖는 제2 워크피스 회전기; 상기 제2 수평 회전경로 중의 커팅 존에 설치되고, 상기 제2 회전 지지바 상에 안착된 워크피스에 제2 커팅 라인을 형성 가능하고, 상기 제2 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 적어도 일부가 상기 제2 수평 회전경로와 수직한 제2 수직 회전경로를 따라 회전 가능한 제2 워크피스 커팅기; 및 상기 제1 워크피스 회전기와 상기 제2 워크피스 회전기 사이에 마련되어 상기 제1 회전 지지바 상의 워크피스를 상기 제2 회전 지지바 상으로 이동시키되 상하 반전시켜 이동시키는 것이 가능한 상하반전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다각형 단면 형상의 커팅바의 다각면 상에 각각 커팅라인의 폭과 깊이를 서로 다르게 형성할 수 있는 복수의 커팅라인 형성부를 각각 마련함으로써, 현재 커팅 작업 중에 급격한 작업 요구 상황 변경(커팅 폭, 길이 등 변동) 상황 발생시에도 제1 및 제2 워크피스 커팅기 전체의 교체 없이 변경 작업 요청에 유연하게 대처할 수 있으며, 신속하게 작업진행 상황 변경 작업을 실시할 수 있다.

Description

로터리 타입 샷시 커터 장치{ROTARY TYPE CUTTER APPARATUS}

본 발명은, 커터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플라스틱 재질의 샷시 커팅 작업을 자동화로 구현할 수 있고, 작업 현장의 작업 요구상황 변경(절단 폭, 길이 등 변동) 요청에도 관련 장비의 교체없이 유연하게 대처하여 신속한 작업이 가능하도록 할 뿐 아니라, 작업장에서 전체 장치가 차지하는 설치면적을 최소화하여 작업장 공간 활용성을 크게 향상시킬 수 있으며, 회전체가 상당한 중량을 가지는 경우에도 더욱 정확한 위치에 정지하도록 하여 작업 정확도를 향상시킬 수 있고, 회전체와 대상체를 서로 분리 가능한 구조로 마련함으로써 수리 및 교체 작업이 용이해질 수 있도록 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 채광이나 환기를 위해 건물 외벽에 형성되는 창문에는 창문의 개폐를 원활하게 하기 위하여 창호를 설치하게 되는데, 이러한 창호는 창문 개구부의 내면에 고정하는 창문틀과, 상기 창문틀에서 개폐되도록 미닫이 또는 여닫이 방식으로 설치되는 창틀로 구성된다.

한편, 과거의 창호는 주로 목재로 만들어졌으나, 빗물 등 수분에 대한 저항성과, 물리적 강도 및 내마모성이 약한 단점으로 인하여 창호의 재질은 목재에서 알루미늄재로 바뀌게 되었으나, 알루미늄 창호는 재료의 가격이 비싸고 다양한 색상으로 제조하기 어려울 뿐만 아니라, 단열성이 떨어지는 단점이 있었다.

이러한 알루미늄 창호의 단점을 보완하여 개발된 것이 폴리염화비닐(PVC) 창호(이하, 'PVC 창호'라 함)인데, 이러한 PVC 창호는 알루미늄 창호와 비교할 때, 가격이 저렴하고, 단열성이 우수한 장점을 가지고 있다.

이러한 PVC 창호는 일정 이상의 크기를 갖는 모재를 다수회 커팅하고 서로 연결하여 제작되는데, 종래에는 이러한 커팅 작업 효율이 자동화가 이루어지지 못해 작업 효율이 감소하는 단점이 있었다. 자동화가 되지 못함으로 인해 제조비용의 증가가 발생하는 문제가 있다. 구체적으로 종래의 커팅장치는, 작업자가 일정 이상의 사이즈를 갖는 PVC창호를 적정 길이로 커팅하기 위해 수작업으로 커팅하고 있는 것이 현 상황이다.

또한, 종래의 커팅장치는 전술한 바와 같이 수작업으로 커팅작업이 진행되므로 급격한 커팅 스펙 변경 요청, 예를 들면 단순 직선 커팅이 아니라 다수회 절곡된 다각 형상으로의 커팅 같은 변경 요청이 발생하는 경우 유연하게 대응하기 힘든 문제가 있었다. 이러한 경우 종래에는 작업자가 대상체를 일방향으로 커팅한 후 배치 각도를 수동으로 변하게 한 후 커팅하는 작업을 수차례 반복해야 하는 불편함이 발생하였다.

한국 등록실용신안공보 제20-0358364호 (2004. 07. 30 등록) 한국 등록특허공보 제10-0919677호 (2009. 09. 23 등록)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 플라스틱 재질의 샷시 커팅 작업을 자동화로 구현할 수 있고, 현재 작업 중에 급격한 작업 요구 상황 변경(절단 폭, 길이 등 변동) 상황 발생시에 유연하게 대처할 수 있으며, 장비의 교체없이 신속하게 작업진행 상황 변경 작업을 실시할 수 있는 로터리 타입 샷시 커터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 작업 대상체인 워크피스를 360도 회전 방식으로 순차적 이송하여 클리닝, 커팅 작업을 실시하고, 상하 반전시키고 마찬가지로 360도 회전 방식을 적용하여 반대면의 클리닝, 커팅 작업을 실시할 수 있으므로 작업장에서 전체 장치가 차지하는 설치면적을 최소화하여 작업장 공간 활용성을 크게 향상시킬 수 있는 로터리 타입 샷시 커터 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은, 워크피스의 로딩, 클리닝, 커팅, 상하 반전, 불량 판별, 불량품 이탈, 정상품 이송, 클리닝, 커팅 작업 등을 작업 진행중에 정지상태 없이 연속적으로 진행할 수 있으므로 생산성을 최대한 향상시킬 수 있는 로터리 타입 샷시 커터 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은, 워크피스를 360도 회전시키는 구조체가 상당한 중량을 가지는 경우 회전 관성에 의해 설정된 정확한 위치에 정지하지 못하고 일정 이상 정상 위치에서 벗어나는 현상이 발생하는 것을 최대한 방지하여 작업 불량이 발생하는 것을 방지하고 작업 정확도를 향상시키는 로터리 타입 샷시 커터 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 작업을 연속적이면서 순차적으로 진행 가능한 로터리 타입의 커터 장치로서, 서로 연결되며 워크피스를 그 상면에 로딩 가능한 복수의 제1 회전 지지바와, 상기 복수의 제1 회전 지지바를 지면에 대해 수평인 제1 수평 회전경로를 따라 간헐 회전시키는 제1 회전 지지바 회전유닛을 갖는 제1 워크피스 회전기; 상기 제1 수평 회전경로 중의 커팅 존에 설치되고, 상기 제1 회전 지지바 상에 안착된 워크피스에 제1 커팅 라인을 형성 가능하고, 상기 제1 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 적어도 일부가 상기 제1 수평 회전경로와 수직한 제1 수직 회전경로를 따라 회전 가능한 제1 워크피스 커팅기; 서로 연결되며 워크피스를 그 상면에 로딩 가능한 복수의 제2 회전 지지바와, 상기 복수의 제2 회전 지지바를 지면에 대해 수평인 제2 수평 회전경로를 따라 간헐 회전시키는 제2 회전 지지바 회전유닛을 갖는 제2 워크피스 회전기; 상기 제2 수평 회전경로 중의 커팅 존에 설치되고, 상기 제2 회전 지지바 상에 안착된 워크피스에 제2 커팅 라인을 형성 가능하고, 상기 제2 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 적어도 일부가 상기 제2 수평 회전경로와 수직한 제2 수직 회전경로를 따라 회전 가능한 제2 워크피스 커팅기; 및 상기 제1 워크피스 회전기와 상기 제2 워크피스 회전기 사이에 마련되어 상기 제1 회전 지지바 상의 워크피스를 상기 제2 회전 지지바 상으로 이동시키되 상하 반전시켜 이동시키는 것이 가능한 상하반전기;를 포함하는 로터리 타입 샷시 커터 장치를 제공한다.

상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에 설치되고 상기 제1 회전 지지바에 안착된 워크피스의 일면의 불량상태를 감지하는 제1 불량감지부; 상기 제2 수평 회전경로 중의 작업대기 존에 설치되고 상기 제2 회전 지지바에 안착된 워크피스의 타면의 불량상태를 감지하는 제2 불량감지부; 상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에 설치되고 상기 제1 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 상기 제1 불량감지부에 의해 불량으로 판별된 경우 상기 제1 회전 지지바 상의 상기 반전대기 존에 있는 워크피스를 불량 배출영역으로 배출하는 제1 불량 배출부; 및 상기 제2 수평 회전경로 중의 작업대기 존에 설치되고 상기 제2 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 상기 제2 불량감지부에 의해 불량으로 판별된 경우 상기 제2 회전 지지바 상의 상기 작업대기 존에 있는 워크피스를 불량 배출영역으로 배출하는 제2 불량 배출부;를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에 상기 제1 워크피스 회전기에 이격되게 마련되고 상기 제1 불량감지부에 의해 정상으로 판별된 상기 워크피스를 상기 상하반전기 측으로 이송하기 위한 정상품 이송부;를 더 포함하되, 상기 정상품 이송부는, 상기 워크피스를 상기 상하반전기 측으로 푸시하도록 직선 왕복 이동 가능한 푸시 이동부; 및 상기 푸시 이동부를 직선 왕복 이동시키는 푸시 구동부;를 포함할 수 있다.

상기 상하반전기는, 상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에서 정상품으로 판별된 상기 워크피스를 순차적으로 이송시키는 제1 컨베이어; 상기 제1 컨베이어로부터 이송된 상기 워크피스를 상하 반전시키는 반전부; 및 상기 반전부를 통해 상하 반전된 상기 워크피스를 상기 제2 수평 회전경로 중의 작업 대기 존으로 이송시키는 제2 컨베이어;를 포함하되, 상기 반전부에는 상기 워크피스를 진공 흡입하여 고정하기 위한 구조가 마련될 수 있다.

상기 제1 불량 배출부 및 상기 제2 불량 배출부는 각각, 상기 워크피스를 푸시하여 상기 제1 수평 회전경로 및 상기 제2 수평 회전경로로부터 이탈시키기 위한 불량 푸시부; 상기 불량 푸시부를 직선 왕복 구동하기 위한 불량 푸시 구동부; 및 상기 불량 푸시부에 의해 상기 제1 수평 회전경로 및 상기 제2 수평 회전경로로부터 이탈된 워크피스를 불량품 적재 섹터로 이송하기 위한 불량품 이송컨베이어;를 포함할 수 있다.

상기 제1 회전 지지바 회전유닛과 상기 제2 회전 지지바 회전유닛은 각각, 유성기어 모듈을 포함하는 구조로 이루어지고 상기 유성기어 모듈은 상기 제1 회전 지지바와 상기 제2 회전 지지바의 순간적인 정지를 위한 백래쉬 방지 구조가 마련되며, 상기 제1 회전 지지바와 상기 제2 회전 지지바는 상기 제1 회전 지지바 회전유닛과 상기 제2 회전 지지바 회전유닛에 대해 분리 가능하도록 결합될 수 있다.

상기 제1 워크피스 커팅기와 상기 제2 워크피스 커팅기는 각각, 다각형 단면 형상을 갖는 커팅바; 상기 커팅바를 스텝 방식으로 회전시키되 스텝 회전 각도를 가변적으로 조절 가능한 커팅바 회전구동부; 상기 커팅바 및 상기 커팅바 회전구동부를 설치 바닥면에 대해 승강시키는 커팅바 승강부; 및 상기 커팅바의 다각면 상에 각각 마련되어 상기 워크피스 상에 커팅라인을 형성하되, 상기 커팅라인의 폭과 깊이를 서로 다르게 형성하도록 이루어져 필요에 따라 상기 워크피스 상의 커팅라인 스펙을 조절 가능한 복수의 커팅라인 형성부;를 포함할 수 있다.

상기 제1 워크피스 커팅기와 상기 제2 워크피스 커팅기는 각각, 상기 복수의 커팅라인 형성부를 상기 커팅바의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 직선 왕복 이동시킬 수 있는 커팅 이송부;를 더 포함하되, 상기 커팅 이송부는 볼 스크루, 기어-래크 유닛, 실린더 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 복수의 제1 회전 지지바 및 상기 제2 회전 지지바에는 상기 워크피스를 진공 흡입하여 고정하기 위한 진공 흡입 경로가 마련되고, 상기 복수의 제1 회전 지지바 및 상기 제2 회전 지지바에는 상기 워크피스의 정위치 배치를 위한 스토퍼가 마련되되, 상기 스토퍼는 필요에 따라 상기 복수의 제1 회전 지지바 및 상기 제2 회전 지지바 내측으로 도피 또는 외측으로 노출 가능하도록 마련될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 로터리 타입 샷시 커터 장치에 의하면, 다각형 단면 형상의 커팅바의 다각면 상에 각각 커팅라인의 폭과 깊이를 서로 다르게 형성할 수 있는 복수의 커팅라인 형성부를 각각 마련함으로써, 현재 커팅 작업 중에 급격한 작업 요구 상황 변경(커팅 폭, 길이 등 변동) 상황 발생시에도 제1 및 제2 워크피스 커팅기 전체의 교체 없이 변경 작업 요청에 유연하게 대처할 수 있으며, 신속하게 작업진행 상황 변경 작업을 실시할 수 있다.

또한, 서로 연결된 복수의 제1 회전 지지바와 제2 회전 지지바를 제1 회전 지지바 회전유닛과 제2 회전 지지바 회전유닛을 통해 360도 수평 회전시키면서 클리닝, 커팅 작업을 실시하고, 상하 반전시키고 마찬가지로 360도 회전 방식을 적용하여 반대면의 클리닝, 커팅 작업을 실시할 수 있으므로 작업장에서 전체 장치가 차지하는 설치면적을 최소화하여 작업장 공간 활용성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 워크피스 회전기, 제1 워크피스 커팅기, 제2 워크피스 회전기, 제2 워크피스 커팅기를 통해 워크피스의 로딩, 클리닝, 커팅작업을 연속적으로 실시하고, 제1 불량감지부 및 제2 불량감지부를 통해 워크피스의 상하면 불량 판별을 작업의 끊김없이 연속적으로 진행할 수 있으며, 제1 불량 배출부 및 제2 불량 배출부를 통해 불량이 발생한 워크피스도 마찬가지로 신속하게 작업라인에서 이탈시킬 수 있으며, 상하 반전기를 통해 정상 판별된 워크피스를 후작업을 위해 작업 정지 없이 이송시킬 수 있는 것과 같이 현재 작업 진행중에 정지상태 없이 연속적으로 모든 작업을 진행할 수 있으므로 생산성을 최대한 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 회전 지지바 회전유닛과 제2 회전 지지바 회전유닛에 각각 제1 회전 지지바와 제2 회전 지지바의 순간적인 정지를 위한 백래쉬 방지 구조를 마련함으로써, 제1 회전 지지바와 제2 회전 지지바가 상당한 중량을 가지는 경우 회전 관성에 의해 설정된 정확한 위치에 정지하지 못하고 일정 이상 정상 위치에서 벗어나는 현상이 발생하는 것을 최대한 방지하여 작업 불량이 발생하는 것을 방지하고 작업 정확도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 회전 지지바와 제2 회전 지지바를 상기 제1 회전 지지바 회전유닛과 상기 제2 회전 지지바 회전유닛에 대해 분리 가능한 구조를 채용함으로써, 제1 회전 지지바와 제2 회전 지지바의 불량 및 파손이 발생하는 경우 다른 정상품으로 용이하게 교체할 수 있을 뿐 아니라 제1 회전 지지바 회전유닛과 제2 회전 지지바 회전유닛의 손상 및 파손시에도 쉽게 수리 및 교체할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 주요 부분을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 워크피스의 로딩 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치의 주요부 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 백래쉬 발생 방지를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 회전 지지바와 회전 지지바 회전유닛의 분리 가능한 결합구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 워크피스가 커팅되는 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치의 워크피스 커팅기를 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치의 워크피스 커팅기를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 커팅라인의 폭과 깊이가 조절된 다양한 경우를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 커팅라인을 다양하게 변경하여 다양한 형태로 커팅된 워크피스를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 워크피스를 상하 반전시키는 상하반전기를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 불량을 감지하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 불량 판별된 워크피스를 이탈시키는 모습을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치에서 정상 판별된 워크피스를 후공정 라인으로 이송시키는 모습을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리 타입 샷시 커터 장치(이하, '커터장치')는, 설정된 길이를 갖는 판상 형태의 워크피스(workpiece)를 중앙 영역을 기준으로 둘레방향을 따라 360도 회전시키면서 순차적으로 표면 세척하고 이물질을 블로잉하여 제거하고 설정된 길이로 커팅할 수 있도록 마련된다.

이러한 워크피스는 창호를 형성하는 샷시 프레임, 구체적으로 PVC, ABS, PP, PC 등의 플라스틱 재질로 이루어지는 프레임으로 적용 가능하다.

덧붙이자면, 본 발명은, 워크피스를 폭 방향 또는 길이 방향을 기준으로 원하는 폭 또는 길이로 커팅할 수 있도록 가변적으로 커팅 방향을 변경할 수 있도록 마련되므로 다양한 폭 또는 길이를 갖는 워크피스 편을 형성할 수 있는 커다란 이점을 갖게 된다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 커터장치는, 다수의 작업을 연속적이면서 순차적으로 진행 가능한 장치로서, 워크피스(W)를 중앙 회전축을 중심으로 둘레방향을 따라 360도 방향으로 스텝 방식으로 회전시키는 제1 워크피스 회전기(100)와, 제1 워크피스 회전기(100) 주변에 마련되어 워크피스(W)를 가변적으로 커팅 가능하되 두께 방향으로 전체가 아닌 일부를 커팅하는 제1 워크피스 커팅기(200)와, 워크피스(W)를 중앙 회전축을 중심으로 둘레방향을 따라 360도 방향으로 스텝 방식으로 회전시키는 제2 워크피스 회전기(300)와, 제2 워크피스 회전기(300) 주변에 마련되어 워크피스(W)를 가변적으로 커팅 가능하되 두께 방향으로 전체가 아닌 나머지 일부를 커팅하는 제2 워크피스 커팅기(400)를 포함한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 워크피스 회전기(100)는, 복수의 제1 회전 지지바(101)와, 복수의 제1 회전 지지바(101)를 제1 수평 회전경로(C1)를 따라 360도 간헐 회전시키는 제1 회전 지지바 회전유닛(102)을 포함한다.

본 발명에서 복수의 제1 회전 지지바(101)는 서로 연결되어 동시에 회전이 이루어지며, 관련 도면에서는 총 4개로 십자 형태로 마련되어 있지만 실질적인 커팅 공정 전의 다양한 공정 수의 증감에 따라 마찬가지로 증가 또는 감소될 수 있다. 제1 회전 지지바 회전유닛(102)은 제1 회전 지지바(101)를 지면과 수직인 회전축을 회전 중심으로 하여 일정 각도씩(예컨대, 90도) 간헐 회전시킴으로써, 복수의 제1 회전 지지바(101)를 지면에 대해 수평인 제1 수평 회전경로(C1)를 따라 차례로 이송시키게 된다.

제1 수평 회전경로(C1) 중에는 제1 회전 지지바(101)가 정지함과 더불어 제1 회전 지지바(101) 중 어느 하나에 워크피스(W)를 로딩하기 위한 로딩 존(Z1), 워크피스의 표면 세척을 위한 클리닝 존(Z2), 워크피스(W)를 두께 방향으로 일부(대략 1/2 깊이 커팅) 커팅하기 위한 커팅 존(Z3) 및 제2 워크피스 회전기(300)로 대략 1/2 커팅된 워크피스(W)를 전달하기 위한 반전대기 존(Z4)이 차례로 배치된다.

로딩 존(Z1)에는 워크피스(W)를 제1 회전 지지바(101)로 로딩하기 위한 로봇암 등과 같은 별도의 워크피스 로딩부(103)가 설치될 수 있고, 클리닝 존(Z2)에는 제1 회전 지지바(101)에 고정된 워크피스(W)의 일면을 클리닝하기 위한 클리닝 장치(104)가 설치된다. 클리닝 장치(104)는 공기를 분사하는 공기 분사 노즐이나, 클리닝 롤러나, 플라즈마 처리기 등 워크피스(W)의 표면을 클리닝할 수 있는 다양한 클리닝 기구를 가질 수 있다.

본 발명의 관련 도면에는 제1 회전 지지바 회전유닛(102)이 제1 회전 지지바(101)를 90도씩 간헐 회전시켜 제1 수평 회전경로(C1) 중에 네 개의 작업 존이 마련되는 것으로 나타냈으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 수평 회전경로(C1) 중에 배치되는 작업 존의 개수도 다양하게 변경될 수 있고, 작업 존의 종류도 다양하게 변경될 수 있으며, 각 작업 존에는 해당 작업 존에서의 작업에 필요한 다양한 장치가 설치될 수 있다.

본 발명에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 회전 지지바(101) 및 후술하는 제2 회전 지지바(301)에는 워크피스(W)를 진공 흡입하여 고정하기 위한 진공 흡입 경로(105)가 마련되며, 진공 흡입 경로(105)는 외부 진공펌프(미도시)와 배관을 통해 연결되어 제1 회전 지지바(101) 및 제2 회전 지지바(301) 상부에 안착된 워크피스(W)의 하면에 진공 흡입압을 제공하여 제1 회전 지지바(101)의 360도 회전시 워크피스(W)가 주변 작업장 바닥으로 낙하하거나 초기 로딩 위치가 좌우로 흔들리는 현상을 최대한 방지할 수 있게 된다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 회전 지지바(101)에는 워크피스(W)의 정위치 배치를 위한 스토퍼(106)가 마련되며, 스토퍼(106)는 필요에 따라 복수의 제1 회전 지지바(101) 내측으로 도피 또는 외측으로 노출 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 덧붙이자면, 전술한 설명에서는 제1 회전 지지바(101)에 워크피스를 초기 로딩할 때 로봇암이 적용 가능하다고 했지만 이외에도 이송컨베이어 등이 적용될 수도 있다. 이와 같이 로딩수단으로서 이송 컨베이어가 적용되는 경우, 제1 회전 지지바(101) 상에 초기 로딩되는 워크피스(W)의 로딩 위치를 일률적으로 정하여 설정된 위치에 로딩되도록 기준을 확립해야 한다. 스토퍼(106)는 상기 이송컨베이어로부터 제1 회전 지지바(101)의 측방향으로부터 이송되어 온 워크피스(W)의 더 이상의 이동을 제한함으로써 워크피스(W)가 제1 회전 지지바(101)의 설정된 정위치에 로딩되도록 할 수 있다. 이러한 스토퍼(106)는 제1 회전 지지바(101)의 회전시에 상측으로 노출된 상태를 유지하거나 하측으로 이동하여 도피된 상태를 가질 수도 있으나, 후술하는 제1 워크피스 커팅기(200)에 의한 커팅 작업이 이루어지는 동안에는 커팅 작업을 간섭하거나 위치적으로 제한하지 않도록 제1 회전 지지바(101) 내측으로 도피되는 것이 바람직하다. 이러한 스토퍼(106)의 하강(내측 도피) 및 상승(외측 노출)을 위해 제1 회전 지지바(101)의 내부에는 스토퍼(106)를 직선 왕복 이동시키기 위한 실린더, 기어-래크 유닛 등과 같은 스토퍼 직선이동부(107)가 더 마련될 수 있다. 제어부(미도시)는 제1 회전 지지바(101)가 회전하여 커팅존(Z4)에 위치한 것을 감지하면 커팅존(Z4)에 위치하는 제1 회전 지지바(101)의 스토퍼(106)를 하강시켜 도피하도록 스토퍼 직선이동부(107)에 구동신호를 전달하게 된다.

다음, 제1 회전 지지바(101)를 장치 설치 바닥면에 대해 수평인 제1 수평 회전경로(C1)를 따라 간헐적으로 회전시키는 제1 회전 지지바 회전유닛(102)을 설명한다. 이하 후술하는 제2 회전 지지바(301)를 간헐 회전시키는 제2 회전 지지바 회전유닛(302) 또한 제1 회전 지지바 회전유닛(102)과 동일한 구조로 이루어지므로 이하 설명에서는 제1 회전 지지바 회전유닛(102)을 위주로 설명하며 제2 회전 지지바 회전유닛(302)에 대한 별도 설명은 생략하기로 한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 회전 지지바 회전유닛(102)과 제2 회전 지지바 회전유닛(302)은 각각, 유성기어 모듈을 포함하는 구조로 이루어지고 유성기어 모듈은 제1 회전 지지바(101)와 제2 회전 지지바(301)의 순간적인 정지를 위한 백래쉬 방지 구조가 마련되어 있다,

구체적으로, 유성기어 모듈은, 링기어(108)와, 구동모터(미도시)의 구동에 의해 회전 가능한 sun 기어(109)와, sun 기어(109)와 링기어(108) 사이에 서로 이격되게 복수로 마련되는 복수의 유성기어(110)와, 복수의 유성기어(110)를 연결하여 sun 기어(109)의 구동에 의한 유성기어(110)의 회전발생시 동시에 회전하는 캐리어(111)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 서로 연결된 복수의 제1 회전 지지바(101)는 캐리어(111)에 연결되어 캐리어(111)의 회전과 연동하여 회전하게 된다. 이와 같은 구조에서, 상기 구동모터(미도시)가 구동하게 되면 유성기어(110)의 회전에 따라 캐리어(111)도 마찬가지로 회전하게 되며, 캐리어(111)의 회전에 따라 결국 제1 회전 지지바(101)의 순차적이면서 간헐적인 회전이 이루어진다.

한편, 복수의 제1 회전 지지바(101)의 자중이 클수록 회전 관성에 의해 복수의 제1 회전 지지바(101)를 로딩존, 클리닝 존, 커팅 존, 작업대기 존 각각의 정확한 위치에 정지시키는 것이 용이하지 않게 된다. 이와 같이 복수의 제1 회전 지지바(101)를 정확한 위치에 정지시키지 못할 경우 워크피스(W)의 커팅 불량이 발생할 수 밖에 없는 커다란 문제가 발생하게 된다. 이에 따라, 이러한 불량 발생을 방지하도록 본 발명에서 유성기어 모듈에는 제1 회전 지지바(101)를 한층 정확한 위치에 신속하면서도 밀리지 않는 상태로 회전 정지시킬 수 있는 구조가 마련된다. 구체적으로, 도 5에 도시한 바와 같이 유성기어 모듈에는 회전 정지시 회전 관성에 의해 서로 치형 결합하는 기어들 사이에서 발생할 수 있는 백래쉬(backlash)를 최대한 방지하기 위한 구조가 마련되며, sun 기어(109)를 이중 구조로 하여 이를 가능하게 한다.

sun 기어(109)를 하나의 구조체로 형성하지 않고 동일한 2개의 sun 기어(109)를 생성하여 서로 겹친 상태로 마련하며 유성기어(110)의 두께를 2개로 겹쳐진 상태의 sun 기어(109) 두께와 대응하도록 형성한다. 2개의 sun 기어(109)는 구동모터의 구동에 의해 동일하게 회전 가능하지만 서로가 직접적으로 연결되어 있지는 않으므로 구동모터의 정지시 2개의 sun 기어(109)로 인해 sun 기어(109)와 유성기어(110) 사이의 백래쉬 발생이 한층 방지될 수 있다.

구체적으로, 다수의 기어 이빨 중 어느 하나를 기준으로 하여 백래쉬 방지 구조를 설명하기로 하며, 도 5에 도시한 바와 같이 상측에서 바라 보았을 때 구동모터의 구동 정지시 2개의 sun 기어(109) 중 어느 하나의 기어 이빨 하나는 유성기어(110)의 대응하는 기어 이빨의 왼쪽 면에 최대한 접촉하여 접촉 지지된 상태를 가질 수 있고, 2개의 sun 기어(109) 중 나머지 하나의 기어 이빨 하나는 유성기어(110)의 대응하는 기어 이빨의 오른쪽 면에 최대한 접촉하여 접촉 지지된 상태를 가질 수 있다. 이와 같이 2개의 sun 기어(109)의 기어 이빨이 유성기어(110)의 대응하는 기어 이빨의 좌우 측면에 모두 접촉될 수 있는 구조를 가지므로, 제1 회전 지지바(101)가 일정 이상의 중량을 갖는 상태로 회전하다가 급속도로 정지하더라도 회전 관성에 의해 밀리는 현상이 발생하는 것을 한층 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 회전 지지바(101)와 제2 회전 지지바(301)는 제1 회전 지지바 회전유닛(102)과 제2 회전 지지바 회전유닛(302)에 대해 분리 가능하도록 결합될 수 있다.

이와 같이 분리 가능한 구조를 채용할 경우, 전술한 워크피스 로딩 작업, 클리닝 작업, 커팅작업, 반전 대기 작업과 같은 4개의 순차적인 작업 외에 다른 작업을 더 추가하거나 일부 작업을 생략할 경우 그에 대응하는 갯수를 갖는 제1 회전 지지바(101)로 쉽게 교체할 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 3개, 5개 이상의 서로 연결된 제1 회전 지지바(101)를 유성기어 모듈에 교체 설치하여 작업 개수를 유연하게 조절할 수 있다. 본 발명에서는, 제1 회전 지지바(101)의 하측 부위에 다수의 관통공(112)이 마련되고 관통공(112)의 내주면에 나사산을 형성하며, 캐리어(111)에는 관통공(112)이 형성된 돌기부가 삽입되도록 삽입홀(113)과 관통공(112)과 연통하도록 측면 연통홀(114)이 마련된다. 작업자는 캐리어(111)의 복수의 삽입홀(113)에 제1 회전 지지바(101)의 복수의 돌기부를 삽입하고 관통공(112)과 측면 연통홀(114)이 서로 연통되도록 한 후 스크루 등을 이용하여 제1 회전 지지바(101)를 고정할 수 있으며 필요시 용이하게 결합 해제하여 다른 것으로 교체할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같은 분리 가능 구조로 인해, 제1 회전 지지바(101)와 제2 회전 지지바(301)의 불량 및 파손이 발생하는 경우, 다른 정상품으로 용이하게 교체할 수 있을 뿐 아니라 제1 회전 지지바 회전유닛(102)과 제2 회전 지지바 회전유닛(302)의 손상 및 파손시에도 쉽게 수리 및 교체할 수 있는 이점이 있다.

다음, 제1 회전 지지바(101) 상에 고정된 워크피스(W)의 일면 상에 커팅 라인을 형성하여 일부 커팅하기 위한 제1 워크피스 커팅기(200)를 설명한다. 후술하는 제2 워크피스 커팅기(400) 또한 동일한 구조로 이루어짐을 미리 밝혀두고 제2 워크피스 커팅기(400)에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 수평 회전경로(C1) 중의 커팅 존(Z3)에는 제1 워크피스 커팅기(200)가 설치된다. 관련 도면을 참조하면, 제1 워크피스 커팅기(200)는 커팅 존(Z3)에서 제1 회전 지지바(101)에 의해 운반된 워크피스(W)의 일면 상에 제1 커팅 라인(L1)을 형성하기 위한 것으로 제1 워크피스 회전기(100)와는 일정 이상 이격된 위치에 마련된다. 이러한 제1 워크피스 커팅기(200)는 적어도 일부가 제1 수평 회전경로(C1)와 수직한 제1 수직 회전경로(C2)를 따라 회전 가능하도록 이루어진다.

구체적으로, 도 1, 도 2, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 워크피스 커팅기(200)와 제2 워크피스 커팅기(400)는 각각, 다각형 단면 형상을 갖는 커팅바(201)와, 커팅바(201)를 스텝 방식으로 회전시키되 스텝 회전 각도를 가변적으로 조절 가능한 커팅바 회전구동부(202)와, 커팅바(201) 및 커팅바 회전구동부(202)를 설치 바닥면에 대해 승강시키는 커팅바 승강부(203)와, 커팅바(201)의 다각면 상에 각각 마련되어 워크피스(W) 상에 제1 커팅라인(L1)과 제2 커팅라인(L2)을 형성하되, 도 10에 도시한 바와 같이 제1 커팅라인(L1)과 제2 커팅라인(L2)의 폭과 깊이를 서로 다르게 형성하도록 이루어져 필요에 따라 워크피스(W) 상의 커팅라인 스펙을 조절 가능한 복수의 커팅라인 형성부(204)를 포함한다.

또한, 제1 워크피스 커팅기(200)와 제2 워크피스 커팅기(400)는 각각, 복수의 커팅라인 형성부(204)를 커팅바(201)의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 직선 왕복 이동시킬 수 있는 커팅 이송부(205)를 포함한다. 여기서 커팅 이송부(205)는 볼 스크루, 기어-래크 유닛, 실린더 중 적어도 하나를 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.

먼저, 커팅바(201)는 다각형 단면 형상을 갖는 일종의 바(bar) 형태로 이루어질 수 있으며, 관련 도면에서는 도시의 편의를 위해 4각형 단면 형상을 갖는 경우가 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다음, 커팅바 회전구동부(202)는 커팅바(201)를 스텝 방식으로 간헐 회전시키도록 커팅바(201)의 회전 각도를 가변적으로 조절 가능한 것으로서, 예를 들어 커팅바(201)가 4각형 단면 형상을 갖는다면 커팅바(201)를 90도 간격으로 회전시켜 커팅바(201)의 측면이 제1 회전 지지바(101) 상의 워크피스(W)와 평행한 상태로 마주보게 한다. 이와 같이 커팅바(201)가 5각형, 6각형 단면 형상을 갖는다면 커팅바 회전구동부(202)는 커팅바(201)를 72도, 60도 간격으로 회전시켜 커팅바(201)의 측면이 각각 제1 회전 지지바(101) 상의 워크피스(W)와 평행한 상태로 마주보게 한다. 이에 대한 추가 설명은 후술하기로 한다.

다음, 커팅바 승강부(203)는 커팅바(201) 및 커팅바 회전구동부(202)를 설치 바닥면에 대해 승강시키는 것으로서, 제1 회전 지지바(101)에 안착된 워크피스(W)가 커팅 존(Z3)으로 진입하여 이동 완료하면 커팅바 승강부(203)는 커팅바(201)를 초기 위치에서 일정 이상 하강하여 커팅라인 형성부(204)에 의한 실질적인 커팅 작업이 이루어지도록 작업 위치(높이)를 설정하게 된다. 즉, 커팅바 승강부(203)는 전술한 바와 같이 커팅 작업을 위해서는 커팅바(201)를 일정 이상 하강하여 커팅라인 형성부(204)가 워크피스(W) 측으로 접근하도록 하고 커팅 작업이 완료되면 다시 커팅바(201)를 초기 위치로 상승시켜 커팅라인 형성부(204)가 후속 작업을 위한 대기 상태가 되도록 한다. 본 발명에서, 커팅바 승강부(203)는 커팅바(201) 및 커팅바 회전구동부(202)를 승강시킬 수 있는 실린더, 볼 스크루 유닛, 기어-래크 유닛, LM 가이드 유닛 중 적어도 하나의 조합으로 이루어질 수 있다.

다음, 도 10에 도시한 바와 같이, 커팅라인 형성부(204)는 커팅바(201)의 다각면 상에 각각 마련되어 워크피스(W) 상에 제1 커팅라인(L1) 및 제2 커팅라인(L2)을 형성하는데, 제1 커팅라인(L1), 제2 커팅라인(L2)의 폭과 깊이를 서로 다르게 형성하도록 이루어진다. 즉, 복수의 커팅라인 형성부(204)는 필요에 따라 워크피스(W) 상의 제1 커팅라인(L1) 및 제2 커팅라인(L2)의 스펙(폭, 깊이)을 조절 가능하도록 서로 상이하게 이루어진다.

예를 들어, 커팅라인 형성부(204)는 실질적으로 워크피스(W) 상에 제1 커팅라인(L1)을 형성하는 것으로서 물리적인 회전 접촉에 의한 커팅, 레이저 조사에 의한 커팅을 수행할 수 있는 회전 커팅날, 레이저 조사기 등으로 적용될 수 있다. 커팅라인 형성부(204)가 회전 커팅날로 적용되는 경우 4각형 단면 커팅바(201)의 네 단면상에 각각 마련된 4개의 회전 커팅날은 서로 폭이 다르게 마련되는 것이 바람직하며, 회전 커팅날을 회전하기 위한 구동부는 별도로 마련된다.

또한, 커팅라인 형성부(204)가 레이저 조사기로 적용되는 경우 4각형 단면 커팅바(201)의 네 단면상에 각각 마련된 4개의 레이저 조사기는 서로 다른 파장의 레이저를 발산하도록 규격이 서로 다른게 이루어지는 것이 바람직하며, 레이저 조사를 위한 발진기 등은 추가적으로 마련된다.

본 발명은 이와 같이 워크피스(W)의 재질, 두께 등에 따라 작업자가 커팅바(201)를 회전시켜 적절한 규격의 커팅라인 형성부(204)가 설치된 커팅바(201)의 일면이 워크피스(W)를 향하도록 함으로써, 워크피스(W) 상에 제1 커팅라인(L1)의 폭과 깊이를 필요에 따라 가변적으로 조절할 수 있으며, 이러한 변경 작업을 신속하면서도 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다. 덧붙이자면, 워크피스(W) 상에 제1 커팅라인(L1)의 폭과 깊이를 가변적으로 쉽게 조절할 수 있으므로 현재 10T 두께의 워크피스가 작업라인 상에 있는 상황에서 얘기치 못한 상황이 발생하여 20T 두께의 워크피스 커팅작업을 신속하게 수행해야 하는 상황이 발생하는 경우, 본 발명은 커팅바 회전구동부(202)를 구동하여 적절한 커팅라인 형성부(204)가 설치된 커팅바(201)의 일면이 워크피스(W)를 마주보게 함으로써 급격한 제조 요구 사항에도 신속하게 반응하여 생산 효율성을 향상시킬 수 있다.

제1 워크피스 커팅기(200)에 의한 1차 제1 커팅라인(L1) 형성과 워크피스(W)를 반전시킨 후 제2 워크피스 커팅기(400)에 의한 2차 제2 커팅라인(L2) 형성을 통해 워크피스(W)를 완전하게 두께 방향으로 커팅할 수 있게 된다.

다음, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 커팅 이송부(205)는 회전 커팅날 또는 레이저 조사기를 커팅바(201)의 폭 방향(X 방향) 및 길이 방향(Y 방향)을 따라 직선 왕복 이동시킬 수 있는 것으로서, 커팅 이송부(205)의 헤드 블록 부분에 커팅라인 형성부(204)가 설치되며 커팅 이송부(205)의 직선 왕복 이동에 의해 전술한 커팅 작업이 실질적으로 실행 가능하게 된다.

즉, 본 발명은 커팅라인 형성부(204)를 필요에 따라 적절하게 커팅바(201)의 폭 방향 또는/및 길이 방향을 따라 선택적으로 이동시킬 수 있으며, 도 11에 도시한 바와 같이, 커팅바(201)의 폭방향을 따라 이동하면서 커팅할 경우 워크피스(W)의 길이를 감소시킬 수 있으며, 커팅바(201)의 폭방향을 따라 이동하면서 커팅할 경우 워크피스(W)의 길이를 감소시킬 수 있으며, 커팅바(201)의 길이 방향을 따라 이동하면서 커팅할 경우 워크피스(W)의 폭을 감소시킬 수 있으며, 커팅바(201)의 폭방향과 길이 방향을 따라 교대로 이동하면서 커팅할 경우 워크피스(W)를 다수의 모서리가 형성된 다양한 단면을 갖는 형태로 커팅할 수 있게 된다.

커팅 이송부(205)는 볼 스크루, 기어-래크 유닛, 실린더 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 커팅라인 형성부(204)가 헤드 블록 부분에 설치되고, 커팅라인 형성부(204)를 커팅바(201)의 폭 방향(X 방향)을 따라 직선 왕복 이동시키는 제1 커팅 이송부(206)와, 커팅라인 형성부(204)를 커팅바(201)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 직선 왕복 이동시키는 제2 커팅 이송부(207)를 포함할 수 있다. 제1 커팅 이송부(206)와 제2 커팅 이송부(207)는 커팅바(201)의 4 측면에 각각 별도로 마련된다.

이와 같이 본 발명은 X,Y방향으로 자유롭게 커팅라인 형성부(204)를 이동시킬 수 있는 커팅 이송부(205)를 통해 워크피스(W)를 다양한 단면 형상으로 커팅할 수 있는 이점이 있다.

도 1, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 커터 장치는 제1 워크피스 회전기(100)와 이격된 위치에 제2 워크피스 회전기(300)와 제2 워크피스 커팅기(400)가 마련되어 있다.

제2 워크피스 회전기(300)는, 서로 연결되며 워크피스(W)를 그 상면에 로딩 가능한 복수의 제2 회전 지지바(301)와, 복수의 제2 회전 지지바(301)를 지면에 대해 수평인 제2 수평 회전경로(C3)를 따라 간헐 회전시키는 제2 회전 지지바 회전유닛(302)을 갖는다. 이러한 제2 워크피스 회전기(300)는 전체적으로 제1 워크피스 회전기(100)와 동일하게 이루어져 있는데 다만 작업 존의 배치 순서만 다르다. 구체적으로, 제1 워크피스 회전기(100)로부터 상하 반전되어 이송된 워크피스(W)를 작업 대기시키는 작업대기 존(Z5), 워크피스의 표면 세척을 위한 클리닝 존(Z6), 워크피스(W)를 두께 방향으로 나머지 일부(대략 1/2 깊이 커팅) 커팅하기 위한 커팅 존(Z7) 및 두께 방향으로 완전히 커팅된 워크피스(W)를 후공정을 위한 다른 작업 영역이나 포장하기 위한 배출 존(Z8)이 순차적으로 배치되어 있다. 제2 워크피스 회전기(300)의 구체적인 구조는 제1 워크피스 회전기(100)와 동일/유사하므로 자세한 설명은 생략한다.

다음, 제2 워크피스 커팅기(400)는 제2 수평 회전경로(C3) 중의 커팅 존(Z7)에 설치되고, 제2 회전 지지바(301) 상에 안착된 워크피스(W)에 제2 커팅 라인(L2)을 형성 가능하고, 제2 워크피스 회전기(300)와 이격된 위치에 마련되고, 적어도 일부가 제2 수평 회전경로(C3)와 수직한 제2 수직 회전경로(C4)를 따라 회전하게 된다. 이러한 제2 워크피스 커팅기(400) 또한 구체적인 구조는 제1 워크피스 커팅기(200)와 유사 및 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 제2 워크피스 커팅기(400)는 제1 워크피스 커팅기(200)에 의해 두께방향으로 대략 1/2정도 커팅된 워크피스(W)의 반대면에 제2 커팅라인(L2)을 형성하여 나머지 두께 1/2을 커팅하여 두께 방향으로 완전히 커팅할 수 있게 된다.

도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 커터 장치는, 상하반전기(500)와, 제1 불량감지부(600)와 제2 불량감지부(650)와 제1 불량 배출부(800)와 제2 불량 배출부(850)를 더 포함한다.

먼저, 도 12에 도시한 바와 같이 상하반전기(500)는, 제1 워크피스 회전기(100)와 제2 워크피스 회전기(300) 사이에 마련되어 제1 회전 지지바(101) 상의 워크피스(W)를 제2 회전 지지바(301) 상으로 이동시키되 상하 반전시켜 이동시키게 된다. 즉, 상하반전기(500)는 제1 회전 지지바(101) 상에 안착되어 두께 방향으로 1/2 정도 커팅된 워크피스(W)를 상하 반전시켜 다시 나머지 두께 방향으로 1/2 정도 커팅하는 작업을 수행할 수 있도록 워크피스(W)를 상하 반전시키는 작업을 수행한다. 여기서, 상하반전기(500)는 후술하는 제1 불량감지부(600)를 통해 정상품으로 판별된 워크피스(W)를 상하 반전시키며 제1 불량감지부(600)에 대해서는 후술하기로 한다.

구체적으로, 상하반전기(500)는 제1 수평 회전경로(C1) 중의 반전대기 존(Z4)에서 정상품으로 판별된 워크피스(W)를 순차적으로 이송시키는 제1 컨베이어(501)와, 제1 컨베이어(501)로부터 이송된 워크피스(W)를 상하 반전시키는 반전부(502)와, 반전부(502)를 통해 상하 반전된 워크피스(W)를 제2 수평 회전경로(C3) 중의 작업대기 존(Z5)으로 이송시키는 제2 컨베이어(503)를 포함한다.

여기서, 제1 컨베이어(501)와 제2 컨베이어(503)는 별도의 구동부를 통해 구동 가능하도록 마련되며 워크피스(W)를 안정적으로 이송시킬 수 있는 구조의 벨트 컨베이어 또는 롤러 컨베이어 등으로 적용 가능하다. 또한 도면에 구체적으로 도시하지는 않았으나 제2 컨베이어(503)는 반전부(502)의 회전반경에 간섭되지 않도록 별도의 구동부에 의해 왕복 이동 가능하도록 마련될 수 있다.

반전부(502)는, 서로 이격된 제1 컨베이어(501)와 제2 컨베이어(503) 사이에 마련되어 일측으로부터 인입되어 온 워크피스(W)가 안착 가능하도록 안착면을 제공하는 복수의 반전 플레이트(504)와, 반전 플레이트(504)를 설정 각도로 회전시키는 회전구동부(미도시)를 포함한다. 관련 도면에서 복수의 반전 플레이트(504)는 중앙부를 중심으로 대략 90도의 각도를 가지면서 방사형태로 마련되어 있으며 이에 따라 90도의 회전 스텝 방식으로 회전하면서 워크피스(W)를 연속적으로 이송시킬 수 있다.

또한, 반전부(502)는 워크피스(W)가 반전 플레이트(504) 상에 안착된 상태에서 회전시 워크피스(W)가 낙하하지 않도록 워크피스(W)를 반전 플레이트(504)에 견고하게 고정하는 워크피스 고정부(505)를 포함한다. 여기서, 워크피스 고정부(505)는 각각의 반전 플레이트(504)에 모두 마련되어 진공 흡입 또는 기구적인 클램핑 방식으로 워크피스(W)를 고정할 수 있다. 관련 도면에는 도시의 편의를 위해 진공 흡입 방식이 적용된 경우가 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 기구적인 클램핑 구조가 적용될 수도 있다. 기구적인 클램핑 구조는 첫째, 그리퍼, 그리퍼로 공압을 제공하는 라인 상에 마련되어 공압을 조절하는 솔레노이드 밸브 등으로 적용될 수 있고, 다른 추가적인 예로 반전 플레이트(504)의 가장자리 부분에 서로 이격되게 복수로 마련되어 워크피스(W)의 가장자리를 반전 플레이트(504)의 면 측으로 푸시하여 고정하기 위한 실린더, 볼 스크루 등으로 적용될 수도 있다.

도 12에는 워크피스 고정부(505)가 진공 흡입 방식을 통해 워크피스(W)를 고정하는 경우가 도시되어 있으며, 반전 플레이트(504)에는 워크피스(W)의 바닥면을 진공흡입하도록 진공압을 제공하는 복수의 진공 경로가 마련되어 있다. 이러한 진공 경로는 진공펌프(미도시)와 연결되며, 연결하는 연결관에는 진공 제공을 허용 또는 불허하기 위한 솔레노이드 밸브(506)가 마련되는 것이 바람직하다.

다음, 제1 불량감지부(600)와 제2 불량감지부(650)를 설명한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 제1 불량감지부(600)는 제1 수평 회전경로(C1) 중의 반전대기 존(Z4)에 설치되고 제1 회전 지지바(101)에 안착된 워크피스(W)의 일면의 불량상태를 감지하게 되는데 제1 워크피스 커팅기(200)에 의해 일차 커팅된 상태의 불량을 감지한다. 마찬가지로 제2 불량감지부(650)는 제2 수평 회전경로(C3) 중의 작업대기 존(Z5)에 설치되고 제2 회전 지지바(301)에 안착된 워크피스(W)의 타면의 불량상태를 감지하게 되는데 제2 워크피스 커팅기(400)에 의해 이차 커팅되기 전의 워크피스(W) 반대면 불량상태를 감지하게 된다.

제1 불량감지부(600)와 제2 불량감지부(650)는 각각 동일한 구성 및 동일한 불량감지 방법을 적용하고 있다. 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 불량감지부(600)와 제2 불량감지부(650)는 각각, 상하반전기(500) 양측의 제1 회전 지지바(101) 및 제2 회전 지지바(301) 상측에 각각 마련되어 워크피스(W)의 양면을 각각 촬영하는 CCD 카메라(601)와, 워크피스(W)의 제1 커팅라인(L1)의 정상 폭, 길이, 깊이 및 이에 대응하는 반대면의 형상이 기저장되어 있는 메모리부(602)와, CCD 카메라(601)의 촬영 영상을 전달받아 메모리부(602)에 기저장된 정보와 비교한 후 워크피스(W)의 불량을 판단하는 불량 판단부(603)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 불량감지부(600)와 제2 불량감지부(650)는 불량 판단부(603)의 판단을 기초로 불량으로 판단되면 소리 또는 빛으로 작업자에게 불량 발생을 인식시키는 불량 경보부(604)를 더 포함할 수 있으며, 불량 경보부(604)는 LED 램프, 스피커, 진동모터 등으로 적용 가능하다.

CCD 카메라(601)는 전술한 워크피스(W)의 제1 커팅라인(L1)의 폭, 깊이, 길이 등과 이에 대응하는 부위의 워크피스(W) 반대면 형상을 촬영하게 되며, 불량 판단부(603)는 이러한 제1 커팅라인(L1)의 폭, 깊이, 길이 이외에도 표면에 스크래치 등이 발생했는 지의 여부 등을 감지하여 최종적으로 워크피스(W)의 합부 판정을 내리게 된다. 도 13에 도시한 바와 같이 CCD 카메라(601)는 상측에서 워크피스(W)의 제1 커팅라인(L1)의 폭과 길이 등을 촬영하는 제1 CCD 카메라(606)와 측면에서 워크피스(W)의 제1 커팅라인(L1)의 깊이 등을 촬영하는 제2 CCD 카메라(607)를 포함할 수 있으며, 마찬가지로 상하 반전된 상태의 워크피스(W)를 상측에서 촬영하고 측면에서 촬영하는 제1 및 제2 CCD 카메라가 마련된다.

다음, 제1 불량 배출부(800)와 제2 불량 배출부(850)를 설명한다.

도 14에 도시한 바와 같이, 제1 불량 배출부(800)는, 제1 수평 회전경로(C1) 중의 반전대기 존(Z4)에 설치되고 제1 워크피스 회전기(100)와 이격된 위치에 마련되고, 제1 불량감지부(600)에 의해 불량으로 판별된 경우 제1 회전 지지바(101) 상의 반전대기 존(Z4)에 있는 워크피스(W)를 불량 배출영역으로 배출한다.

또한, 제2 불량 배출부(850)는, 제2 수평 회전경로(C3) 중의 작업대기 존(Z5)에 설치되고 제2 워크피스 회전기(300)와 이격된 위치에 마련되고, 제2 불량감지부(650)에 의해 불량으로 판별된 경우 제2 회전 지지바(301) 상의 작업대기 존(Z5)에 있는 워크피스(W)를 불량 배출영역으로 배출한다.

제1 불량 배출부(800) 및 제2 불량 배출부(850)는 제1 워크피스 회전기(100)와 제2 워크피스 회전기(300)의 회전을 간섭하지 않도록 설정된 상황(불량품 배출)시에만 제1 워크피스 회전기(100)와 제2 워크피스 회전기(300) 측으로 접근 이동하여 작동하도록 마련될 수 있다. 불량품을 배출 완료하면 초기 위치로 복원 가능하다.

도 14에 도시한 바와 같이, 제1 불량 배출부(800) 및 제2 불량 배출부(850)는 대략 동일한 구조로 이루어지며 각각, 워크피스(W)를 측면에서 푸시하여 제1 수평 회전경로(C1) 및 제2 수평 회전경로(C3)로부터 이탈시키기 위한 불량 푸시부(801)와, 불량 푸시부(801)를 직선 왕복 구동하기 위한 불량 푸시 구동부(802)와, 불량 푸시부(801)에 의해 제1 수평 회전경로(C1) 및 제2 수평 회전경로(C3)로부터 이탈된 워크피스(W)를 불량품 적재 섹터로 이송하기 위한 불량품 이송컨베이어(803)와, 제1 불량감지부(600)와 제2 불량감지부(650)의 불량 판단 신호를 전달받아 불량 푸시 구동부(802)의 구동 ON/OFF를 제어하는 불량 푸시 제어부(미도시)를 포함한다.

여기서, 불량 푸시 구동부(802)는 불량 푸시부(801)를 직선 왕복 운동시킬 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 실린더, 볼 스크루, 기어-래크 유닛, LM 가이드 유닛 중 적어도 하나이거나 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명은, 제1 불량감지부(600)를 통해 정상 상태로 판별된 워크피스(W)를 상하반전기(500) 측으로 이송하기 위한 정상품 이송부(900)를 포함한다.

이러한 정상품 이송부(900)는, 제1 수평 회전경로(C1) 중의 반전대기 존(Z4)에 제1 워크피스 회전기(100)에 이격되게 마련되고 제1 불량감지부(600)에 의해 정상으로 판별된 워크피스(W)를 상하반전기(500) 측으로 이송한다.

정상품 이송부(900)는, 워크피스(W)를 상하반전기(500) 측으로 푸시하도록 직선 왕복 이동 가능한 푸시 이동부(901)와, 푸시 이동부(901)를 직선 왕복 이동시키는 푸시 구동부(902)와, 제1 불량감지부(600)의 불량 판단 신호(구체적으로, 정상 판별 신호)를 전달받아 푸시 구동부(902)의 구동 ON/OFF를 제어하는 정상품 푸시 제어부(미도시)를 포함한다.

여기서, 푸시 구동부(902)는 푸시 이동부(901)를 직선 왕복 운동시킬 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 실린더, 볼 스크루, 기어-래크 유닛, LM 가이드 유닛 중 적어도 하나이거나 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

W: 워크피스 C1: 제1 수평 회전경로
C2: 제1 수직 회전경로 C3: 제2 수평 회전경로
C4: 제2 수직 회전경로 L1: 제1 커팅라인
L2: 제2 커팅라인 100: 제1 워크피스 회전기
101: 제1 회전 지지바 102: 제1 회전 지지바 회전유닛
106: 스토퍼 107: 스토퍼 직선이동부
110: 유성기어 200: 제1 워크피스 커팅기
201: 커팅바 204: 커팅라인 형성부
205: 커팅 이송부 300: 제2 워크피스 회전기
301: 제2 회전 지지바 302: 제2 회전 지지바 회전유닛
400: 제2 워크피스 커팅기 500: 상하반전기
502: 반전부 504: 반전 플레이트
505: 워크피스 고정부 600: 제1 불량감지부
601: CCD 카메라 602: 메모리부
603: 불량 판단부 604: 불량 경보부
650: 제2 불량감지부 800: 제1 불량 배출부
801: 불량 푸시부 ` 802: 불량 푸시 구동부
850: 제2 불량 배출부 900: 정상품 이송부

Claims

다수의 작업을 연속적이면서 순차적으로 진행 가능한 로터리 타입의 커터 장치로서,
서로 연결되며 워크피스를 그 상면에 로딩 가능한 복수의 제1 회전 지지바와, 상기 복수의 제1 회전 지지바를 지면에 대해 수평인 제1 수평 회전경로를 따라 간헐 회전시키는 제1 회전 지지바 회전유닛을 갖는 제1 워크피스 회전기;
상기 제1 수평 회전경로 중의 커팅 존에 설치되고, 상기 제1 회전 지지바 상에 안착된 워크피스에 제1 커팅 라인을 형성 가능하고, 상기 제1 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 적어도 일부가 상기 제1 수평 회전경로와 수직한 제1 수직 회전경로를 따라 회전 가능한 제1 워크피스 커팅기;
서로 연결되며 워크피스를 그 상면에 로딩 가능한 복수의 제2 회전 지지바와, 상기 복수의 제2 회전 지지바를 지면에 대해 수평인 제2 수평 회전경로를 따라 간헐 회전시키는 제2 회전 지지바 회전유닛을 갖는 제2 워크피스 회전기;
상기 제2 수평 회전경로 중의 커팅 존에 설치되고, 상기 제2 회전 지지바 상에 안착된 워크피스에 제2 커팅 라인을 형성 가능하고, 상기 제2 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 적어도 일부가 상기 제2 수평 회전경로와 수직한 제2 수직 회전경로를 따라 회전 가능한 제2 워크피스 커팅기; 및
상기 제1 워크피스 회전기와 상기 제2 워크피스 회전기 사이에 마련되어 상기 제1 회전 지지바 상의 워크피스를 상기 제2 회전 지지바 상으로 이동시키되 상하 반전시켜 이동시키는 것이 가능한 상하반전기;를 포함하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에 설치되고 상기 제1 회전 지지바에 안착된 워크피스의 일면의 불량상태를 감지하는 제1 불량감지부;
상기 제2 수평 회전경로 중의 작업대기 존에 설치되고 상기 제2 회전 지지바에 안착된 워크피스의 타면의 불량상태를 감지하는 제2 불량감지부;
상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에 설치되고 상기 제1 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 상기 제1 불량감지부에 의해 불량으로 판별된 경우 상기 제1 회전 지지바 상의 상기 반전대기 존에 있는 워크피스를 불량 배출영역으로 배출하는 제1 불량 배출부; 및
상기 제2 수평 회전경로 중의 작업대기 존에 설치되고 상기 제2 워크피스 회전기와 이격된 위치에 마련되고, 상기 제2 불량감지부에 의해 불량으로 판별된 경우 상기 제2 회전 지지바 상의 상기 작업대기 존에 있는 워크피스를 불량 배출영역으로 배출하는 제2 불량 배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에 상기 제1 워크피스 회전기에 이격되게 마련되고 상기 제1 불량감지부에 의해 정상으로 판별된 상기 워크피스를 상기 상하반전기 측으로 이송하기 위한 정상품 이송부;를 더 포함하되,
상기 정상품 이송부는,
상기 워크피스를 상기 상하반전기 측으로 푸시하도록 직선 왕복 이동 가능한 푸시 이동부; 및
상기 푸시 이동부를 직선 왕복 이동시키는 푸시 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제2항에 있어서,
상기 상하반전기는,
상기 제1 수평 회전경로 중의 반전대기 존에서 정상품으로 판별된 상기 워크피스를 순차적으로 이송시키는 제1 컨베이어;
상기 제1 컨베이어로부터 이송된 상기 워크피스를 상하 반전시키는 반전부; 및
상기 반전부를 통해 상하 반전된 상기 워크피스를 상기 제2 수평 회전경로 중의 작업 대기 존으로 이송시키는 제2 컨베이어;를 포함하되,
상기 반전부에는 상기 워크피스를 진공 흡입하여 고정하기 위한 구조가 마련되는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 불량 배출부 및 상기 제2 불량 배출부는 각각,
상기 워크피스를 푸시하여 상기 제1 수평 회전경로 및 상기 제2 수평 회전경로로부터 이탈시키기 위한 불량 푸시부;
상기 불량 푸시부를 직선 왕복 구동하기 위한 불량 푸시 구동부; 및
상기 불량 푸시부에 의해 상기 제1 수평 회전경로 및 상기 제2 수평 회전경로로부터 이탈된 워크피스를 불량품 적재 섹터로 이송하기 위한 불량품 이송컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 회전 지지바 회전유닛과 상기 제2 회전 지지바 회전유닛은 각각, 유성기어 모듈을 포함하는 구조로 이루어지고 상기 유성기어 모듈은 상기 제1 회전 지지바와 상기 제2 회전 지지바의 순간적인 정지를 위한 백래쉬 방지 구조가 마련되며, 상기 제1 회전 지지바와 상기 제2 회전 지지바는 상기 제1 회전 지지바 회전유닛과 상기 제2 회전 지지바 회전유닛에 대해 분리 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 워크피스 커팅기와 상기 제2 워크피스 커팅기는 각각,
다각형 단면 형상을 갖는 커팅바;
상기 커팅바를 스텝 방식으로 회전시키되 스텝 회전 각도를 가변적으로 조절 가능한 커팅바 회전구동부;
상기 커팅바 및 상기 커팅바 회전구동부를 설치 바닥면에 대해 승강시키는 커팅바 승강부; 및
상기 커팅바의 다각면 상에 각각 마련되어 상기 워크피스 상에 커팅라인을 형성하되, 상기 커팅라인의 폭과 깊이를 서로 다르게 형성하도록 이루어져 필요에 따라 상기 워크피스 상의 커팅라인 스펙을 조절 가능한 복수의 커팅라인 형성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 워크피스 커팅기와 상기 제2 워크피스 커팅기는 각각,
상기 복수의 커팅라인 형성부를 상기 커팅바의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 직선 왕복 이동시킬 수 있는 커팅 이송부;를 더 포함하되,
상기 커팅 이송부는 볼 스크루, 기어-래크 유닛, 실린더 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 회전 지지바 및 상기 제2 회전 지지바에는 상기 워크피스를 진공 흡입하여 고정하기 위한 진공 흡입 경로가 마련되고,
상기 복수의 제1 회전 지지바 및 상기 제2 회전 지지바에는 상기 워크피스의 정위치 배치를 위한 스토퍼가 마련되되, 상기 스토퍼는 필요에 따라 상기 복수의 제1 회전 지지바 및 상기 제2 회전 지지바 내측으로 도피 또는 외측으로 노출 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 로터리 타입 샷시 커터 장치.