KR101970720B1 - 드릴공구교환수단이 구비된 형강용 3축 천공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협소한 공간에 배치된 3개의 드릴부 각각에 전용드릴교환부를 제공하여, 3개의 드릴부에 드릴공구를 교체하는 작업을 자동으로 구현시켜서 형강재의 천공작업효율을 종래보다 증대시킬 수 있는 형강용 3축 천공장치에 관한 것이다.

Description

드릴공구교환수단이 구비된 형강용 3축 천공장치{3 axis perforating apparatus for shape steel beam provided wiht drill tool changing means}

본 발명은 형강용 3축 천공장치에 관한 것으로서, 협소한 공간에 배치된 3축 드릴 각각에 복수개의 드릴공구를 선택하여 장전할 수 있는 형강용 3축 천공장치에 관한 것이다.

각종 건축물이나 기타 철골 구조물에는 많은 에이치빔 등과 같은 형강재가 사용되는데, 이러한 형강재에는 그 조립을 위해 X축 및 Y축 방향으로 관통되는 다수의 관통구멍이 형성되어야 한다.

이러한 다수의 관통구멍을 형강재에 형성시키는 것을 천공작업이라 하며, 이러한 천공작업을 하나의 드릴을 이용하여 수행하게 되면, 상기 하나의 드릴이 3차원적으로 자세 변경되는 것이 필요하여 천공작업을 지연시킨다고 하는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 3축천공장치가 본 출원인에 의해 특허출원되어 특허등록된 등록특허 제10-1478341호에 개시되어 있다.

상기 개시된 3축천공장치는 피가공물로서 Z축 방향으로 투입되는 형강재를 사이에 두고 서로 마주하게 배치되어 X축을 중심으로 회전하는 좌측수평드릴부와 우측수평드릴부, 상기 형강재의 위에 배치되어 Y축을 중심으로 회전하는 수직드릴부를 구비하고서, 상기 3개의 드릴부들이 3차원적인 자세변경없이 상기 형강재에 X축 및 Y축 방향으로 관통되는 다수의 관통구멍을 형성시키는 것으로 되어 있다.

그리고, 상기 복수개의 관통구멍들은 형강재의 크기마다 또는 소비자의 요구에 따라 상이한 구경을 갖게 되어 상기 개시된 3축천공장치에는 드릴교환부가 구비되어 있다.

상기 드릴교환부는 복수개의 드릴공구를 탑재한 상태에서 X축과 Y축으로 이동하면서 드릴부에 드릴공구를 선택하여 공급하는 작용을 한다.

이러한 드릴교환부는 3개의 드릴부와 피가공물인 형강재에 의해 구획형성된 협소한 공간으로 인하여 3개의 드릴부 중 어느 하나에만 2차원적으로 자세변경하면서 드릴공구를 선택적으로 공급하게 되어 있다.

따라서, 상기 개시된 3축천공장치는 협소한 공간에서 위보기 또는 옆보기 자세를 취하면서 여전히 수동으로 공구교환작업을 요구하게 되어 작업효율이 낮다고 하는 문제를 가진다.

본 발명은 상기된 문제를 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은 좌측수평드릴부, 우측수평드릴부 및 수직드릴부 각각이 2개의 볼스크류를 이용하여 X축과 Y축 방향으로 이동가능하게 하고, 하나의 실린더에 의해 Z축으로 이동가능하도록 우측수평드릴부에 인접하게 우측드릴교환부를 배치하고, 다른 하나의 실린더에 의해 Z축으로 이동가능하도록 좌측수평드릴부에 인접하여 좌측드릴교환부를 배치하고, 또 다른 하나의 실린더에 의해 Z축으로 이동가능하게 수직드릴부에 인접하여 수직드릴교환부를 배치함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제해결수단에 의해 협소한 공간에 배치된 3개의 드릴부 각각에 전용드릴교환부를 제공하여, 3개의 드릴부에 드릴공구를 교체하는 작업을 자동으로 구현시켜서 형강재의 천공작업효율을 종래보다 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 형강용 3축 천공장치를 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 사시도,
도 3은 도 2의 3축천공장치에서 드릴교환부들을 분리하여 도시한 분해사시도,
도 4는 도 2의 우측드릴교환부에 대한 분해사시도, 및
도 5는 도 2의 좌측드릴교환부와 수직드릴교환부에 대한 분해사시도.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 형강용 3축 천공장치가 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 본 실시예의 형강용 3축 천공장치가 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 3축 천공장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 피가공물이 Z축 방향으로 지나게 되는 통로(101)를 사이에 두고 본체(110)의 좌측에 장착된 좌측수평드릴부(120), 상기 본체(110)의 우측에 장착된 우측수평드릴부(130) 및 상기 본체(110)의 상부에 장착된 수직드릴부(140)를, 상기 본체(110)에 대하여 X축과 Y축 방향으로 이동가능하게 하게 포함하고 있다.

상기 좌측수평드릴부(120)는 본체(110)에 좌측에 수평방향으로 뻗어서 마련된 좌측수평가이드레일(121), 상기 좌측수평가이드레일(121)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 좌측캐리어(122), 상기 좌측캐리어(122)의 정면에 연직방향으로 뻗어서 마련된 좌측수직가이드레일(123), 상기 좌측수직가이드레일(123)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 좌측수평드릴장치(124), 상기 본체(110)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수평방향으로 뻗어서 상기 좌측캐리어(122)의 뒷면에 마련된 좌측수평너트부(125)에 체결되어 있는 좌측수평볼스크류(126), 및 상기 좌측캐리어(122)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수직방향으로 뻗어서 상기 좌측수평드릴장치(124)의 몸체 뒷면에 마련된 좌측수직너트부(127)에 체결되어 있는 좌측수직볼크류(128)를 포함하고 있다.

상기 우측수평드릴부(130)는 본체(110)에 우측에 수평방향으로 뻗어서 마련된 우측수평가이드레일(131), 상기 우측수평가이드레일(131)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 우측캐리어(132), 상기 우측캐리어(132)의 정면에 연직방향으로 뻗어서 마련된 우측수직가이드레일(133), 상기 우측수직가이드레일(133)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 우측수평드릴장치(134), 상기 본체(110)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수평방향으로 뻗어서 상기 우측캐리어(132)의 뒷면에 마련된 우측수평너트부(도시되지 않음)에 체결되어 있는 우측수평볼스크류(136), 및 상기 우측캐리어(132)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수직방향으로 뻗어서 상기 우측수평드릴장치(134)의 몸체 뒷면에 마련된 우측수직너트부(도시되지 않음)에 체결되어 있는 우측수직볼크류(138)를 포함하고 있다.

상기 수직드릴부(140)는 본체(110)에 중앙 상단에 수평방향으로 뻗어서 마련된 상단수평가이드레일(141), 상기 상단수평가이드레일(141)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 상단캐리어(142), 상기 상단캐리어(142)의 정면에 연직방향으로 뻗어서 마련된 상단수직가이드레일(143), 상기 상단수직가이드레일(143)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 상단수직드릴장치(144), 상기 본체(110)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수평방향으로 뻗어서 상기 상단캐리어(142)의 뒷면에 마련된 상단수평너트부(도시되지 않음)에 체결되어 있는 상단수평볼스크류(146), 및 상기 상단캐리어(142)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수직방향으로 뻗어서 상기 상단수직드릴장치(144)의 몸체 뒷면에 마련된 상단수직너트부(도시되지 않음)에 체결되어 있는 상단수직볼크류(148)를 포함하고 있다.

또한, 상기 3축 천공장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 피가공물이 지나게 되는 통로(101)를 사이에 두고 본체(110)의 좌측에 장착된 좌측드릴교환부(150), 우측드릴교환부(160) 및 수직드릴교환부(170)를 더 포함하고 있다.

상기 좌측드릴교환부(150)는 좌측실린더(151)에 의해 Z축으로 이동가능하도록 좌측수평드릴부(120)에 인접하게 배치되어 있고, 상기 우측드릴교환부(160)은 우측실린더(161)에 의해 Z축으로 이동가능하도록 우측수평드릴부(130)에 인접하여 배치되고, 그리고 상기 수직드릴교환부(170)는 중앙실린더(171)에 의해 Z축으로 이동가능하도록 수직드릴부(140)에 인접하여 배치되어 있다.

상기 우측드릴교환부(160)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110) 우측 상단에서 Z축 방향으로 돌출되어 장착된 우측현수대(162), 상기 우측현수대(162)의 밑면에 Z축방향으로 뻗어 장착된 우측현수가이드레일(163), 상기 우측현수가이드레일(163)에 브래킷을 개재하여 미끄럼이동가능하게 장착되어 수직으로 뻗어 있는 우측선반대(164), 상기 우측선반대(164)에 Y축방향으로 간격을 두고서 X축방향으로 뻗은 자세로 배열되어 탈착가능하게 탑재된 복수개의 우측드릴공구(165), 로드(166)가 Z축방향으로 뻗어 상기 우측선반대(164)의 상단에 장착되어 있는 상태에서 상기 우측현수대(162)에 장착되어 있는 상기 우측실린더(161)을 포함하고 있다.

상기 좌측드릴교환부(150)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110) 좌측 상단에서 Z축 방향으로 돌출되어 장착된 좌측현수대(152), 상기 좌측현수대(152)의 밑면에 Z축방향으로 뻗어 장착된 좌측현수가이드레일(153), 상기 좌측현수가이드레일(153)에 브래킷을 개재하여 미끄럼이동가능하게 장착되어 수직으로 뻗어 있는 좌측선반대(154), 상기 좌측선반대(154)에 Y축 방향으로 간격을 두고서 X축 방향으로 뻗은 자세로 배열되어 탈착가능하게 탑재된 복수개의 좌측드릴공구(155), 로드(156)가 Z축방향으로 뻗어 상기 좌측선반대(154)의 상단에 장착되어 있는 상태에서 상기 좌측현수대(152)에 장착되어 있는 상기 좌측실린더(151)을 포함하고 있다.

상기 수직드릴교환부(170)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 좌측현수대(152)의 일측면에 Z축방향으로 뻗어 장착된 중앙가이드레일(173), 상기 중앙가이드레일(173)에 브래킷을 개재하여 미끄럼이동가능하게 장착되어 수직으로 뻗었다가 X축방향으로 뻗어 있는 중앙선반대(174), 상기 중앙선반대(174)에 X축 방향으로 간격을 두고서 Y축 방향으로 뻗은 자세로 배열되어 탈착가능하게 탑재된 복수개의 수직드릴공구(175), 로드(176)가 Z축방향으로 뻗어 상기 중앙선반대(174)의 상단에 장착되어 있는 상태에서 상기 좌측현수대(152)에 장착되어 있는 상기 중앙실린더(171)을 포함하고 있다.

상기와 같이 구성된 3축 천공장치(100)에서는,

좌측수평볼스크류(126) 및 좌측수직볼스크류(128)를 구동하여 좌측수평드릴장치(124)를 위치이동시키고 그리고 좌측실린더(151)을 구동하여 복수개의 좌측드릴공구(155)를 위치이동시켜서 상기 복수개의 좌측드릴공구(155) 중 어느 하나를 상기 좌측수평드릴장치(124)에 장전한 다음, 복수개의 좌측드릴공구(155)와 상기 좌측수평드릴장치(124)를 원위치로 이동시키고,

우측수평볼스크류(136) 및 우측수직볼스크류(138)를 구동하여 우측수평드릴장치(134)를 위치이동시키고 그리고 우측실린더(161)을 구동하여 복수개의 우측드릴공구(165)를 위치이동시켜서 상기 복수개의 우측드릴공구(165) 중 어느 하나를 상기 우측수평드릴장치(134)에 장전한 다음, 복수개의 우측드릴공구(165)와 상기 우측수평드릴장치(134)를 원위치로 이동시키고, 그리고

상단수평볼스크류(146) 및 상단수직볼스크류(148)를 구동하여 상단수직드릴장치(144)를 위치이동시키고 그리고 중앙실린더(171)을 구동하여 복수개의 수직드릴공구(175)를 위치이동시켜서 상기 복수개의 수직드릴공구(175) 중 어느 하나를 상기 상단수직드릴장치(144)에 장전한 다음, 복수개의 수직드릴공구(175)와 상기 상단수직드릴장치(144)를 원위치로 이동시켜서,

피가공물에 대한 드릴가공준비가 수행되게 된다.

그 다음, 상기와 같이 구성된 3축 천공장치(100)에서는, 피가공물이 통로(101) 내로 Z축 방향으로 진입하여 위치결정되면,

좌측수평볼스크류(126) 및 좌측수직볼스크류(128)를 구동하여 좌측수평드릴장치(124)를 위치이동시키면서 상기 피가공물에 대한 드릴가공을 수행한 다음, 상기 좌측수평드릴장치(124)를 원위치로 이동시키고,

우측수평볼스크류(136) 및 우측수직볼스크류(138)를 구동하여 우측수평드릴장치(134)를 위치이동시키면서 상기 피가공물에 대한 드릴가공을 수행한 다음, 상기 우측수평드릴장치(134)를 원위치로 이동시키고, 그리고

상단수평볼스크류(146) 및 상단수직볼스크류(148)를 구동하여 상단수직드릴장치(144)를 위치이동시키면서, 상기 피가공물에 대한 드릴가공을 수행한 다음, 상기 상단수직드릴장치(144)를 원위치로 이동시켜서,

피가공물의 드릴가공이 수행되게 된다.

그리고 상기와 같이 구성된 3축 천공장치(100)에서는, 상기 통로(101) 내로 Z축 방향으로 진입되는 피가공물이 동일한 피가공물이 경우에는 상기 드릴가공이 수행되고, 상이한 피가공물인 경우에는 상기 드릴가공준비 단계를 수행하여 상기 복수개의 좌측드릴공구(155) 중 어느 다른 하나를 상기 좌측수평드릴장치(124)에 장전하고, 상기 복수개의 우측드릴공구(165) 중 어느 다른 하나를 상기 우측수평드릴장치(134)에 장전하고, 그리고 상기 복수개의 수직드릴공구(175) 중 어느 다른 하나를 상기 상단수직드릴장치(144)에 장전한 다음, 상기 드릴가공이 수행되게 되어, 협소한 공간에서 피가공물에 대한 X축과 Y축 방향에서의 드릴가공을 동시에 수행하면서 X축과 Y축 방향으로 뻗은 3개의 드릴부에 드릴공구를 교체하는 작업도 자동으로 수행하게 되어 형강재의 천공작업효율이 종래보다 증대될 수 있다.

100; 3축 천공장치, 110; 본체, 120; 좌측수평드릴부, 130; 우측수평드릴부, 140; 수직드릴부, 150; 좌측드릴교환부, 160; 우측드릴교환부, 170; 수직드릴교환부

Claims (3)

1. 피가공물이 Z축 방향으로 지나게 되는 통로(101)를 사이에 두고 본체(110)의 좌측에 장착된 좌측수평드릴부(120), 상기 본체(110)의 우측에 장착된 우측수평드릴부(130) 및 상기 본체(110)의 상부에 장착된 수직드릴부(140)를, 상기 본체(110)에 대하여 X축과 Y축 방향으로 이동가능하게 하게 포함하고,
   상기 피가공물이 지나게 되는 통로(101)를 사이에 두고 본체(110)의 좌측에 장착된 좌측드릴교환부(150), 우측드릴교환부(160) 및 수직드릴교환부(170)를 더 포함하며,
   상기 좌측드릴교환부(150)는 좌측실린더(151)에 의해 Z축으로 이동가능하도록 좌측수평드릴부(120)에 인접하게 배치되어 있고, 상기 우측드릴교환부(160)은 우측실린더(161)에 의해 Z축으로 이동가능하도록 우측수평드릴부(130)에 인접하여 배치되고, 그리고 상기 수직드릴교환부(170)는 중앙실린더(171)에 의해 Z축으로 이동가능하도록 수직드릴부(140)에 인접하여 배치되어 있고,
   상기 우측드릴교환부(160)은 상기 본체(110) 우측 상단에서 Z축 방향으로 돌출되어 장착된 우측현수대(162), 상기 우측현수대(162)의 밑면에 Z축방향으로 뻗어 장착된 우측현수가이드레일(163), 상기 우측현수가이드레일(163)에 브래킷을 개재하여 미끄럼이동가능하게 장착되어 수직으로 뻗어 있는 우측선반대(164), 상기 우측선반대(164)에 Y축방향으로 간격을 두고서 X축방향으로 뻗은 자세로 배열되어 탈착가능하게 탑재된 복수개의 우측드릴공구(165), 로드(166)가 Z축방향으로 뻗어 상기 우측선반대(164)의 상단에 장착되어 있는 상태에서 상기 우측현수대(162)에 장착되어 있는 상기 우측실린더(161)을 포함하고,
   상기 좌측드릴교환부(150)는 상기 본체(110) 좌측 상단에서 Z축 방향으로 돌출되어 장착된 좌측현수대(152), 상기 좌측현수대(152)의 밑면에 Z축방향으로 뻗어 장착된 좌측현수가이드레일(153), 상기 좌측현수가이드레일(153)에 브래킷을 개재하여 미끄럼이동가능하게 장착되어 수직으로 뻗어 있는 좌측선반대(154), 상기 좌측선반대(154)에 Y축 방향으로 간격을 두고서 X축 방향으로 뻗은 자세로 배열되어 탈착가능하게 탑재된 복수개의 좌측드릴공구(155), 로드(156)가 Z축방향으로 뻗어 상기 좌측선반대(154)의 상단에 장착되어 있는 상태에서 상기 좌측현수대(152)에 장착되어 있는 상기 좌측실린더(151)을 포함하고, 그리고
   상기 수직드릴교환부(170)는 상기 좌측현수대(152)의 일측면에 Z축방향으로 뻗어 장착된 중앙가이드레일(173), 상기 중앙가이드레일(173)에 브래킷을 개재하여 미끄럼이동가능하게 장착되어 수직으로 뻗었다가 X축방향으로 뻗어 있는 중앙선반대(174), 상기 중앙선반대(174)에 X축 방향으로 간격을 두고서 Y축 방향으로 뻗은 자세로 배열되어 탈착가능하게 탑재된 복수개의 수직드릴공구(175), 로드(176)가 Z축방향으로 뻗어 상기 중앙선반대(174)의 상단에 장착되어 있는 상태에서 상기 좌측현수대(152)에 장착되어 있는 상기 중앙실린더(171)을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴공구교환수단이 구비된 형강용 3축 천공장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 좌측수평드릴부(120)는 본체(110)에 좌측에 수평방향으로 뻗어서 마련된 좌측수평가이드레일(121), 상기 좌측수평가이드레일(121)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 좌측캐리어(122), 상기 좌측캐리어(122)의 정면에 연직방향으로 뻗어서 마련된 좌측수직가이드레일(123), 상기 좌측수직가이드레일(123)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 좌측수평드릴장치(124), 상기 본체(110)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수평방향으로 뻗어서 상기 좌측캐리어(122)의 뒷면에 마련된 좌측수평너트부(125)에 체결되어 있는 좌측수평볼스크류(126), 및 상기 좌측캐리어(122)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수직방향으로 뻗어서 상기 좌측수평드릴장치(124)의 몸체 뒷면에 마련된 좌측수직너트부(127)에 체결되어 있는 좌측수직볼크류(128)를 포함하고,
   상기 우측수평드릴부(130)는 본체(110)에 우측에 수평방향으로 뻗어서 마련된 우측수평가이드레일(131), 상기 우측수평가이드레일(131)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 우측캐리어(132), 상기 우측캐리어(132)의 정면에 연직방향으로 뻗어서 마련된 우측수직가이드레일(133), 상기 우측수직가이드레일(133)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 우측수평드릴장치(134), 상기 본체(110)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수평방향으로 뻗어서 상기 우측캐리어(132)의 뒷면에 마련된 우측수평너트부에 체결되어 있는 우측수평볼스크류(136), 및 상기 우측캐리어(132)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수직방향으로 뻗어서 상기 우측수평드릴장치(134)의 몸체 뒷면에 마련된 우측수직너트부에 체결되어 있는 우측수직볼크류(138)를 포함하고, 그리고
   상기 수직드릴부(140)는 본체(110)에 중앙 상단에 수평방향으로 뻗어서 마련된 상단수평가이드레일(141), 상기 상단수평가이드레일(141)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 상단캐리어(142), 상기 상단캐리어(142)의 정면에 연직방향으로 뻗어서 마련된 상단수직가이드레일(143), 상기 상단수직가이드레일(143)에 미끄럼이동가능하게 탑재된 상단수직드릴장치(144), 상기 본체(110)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수평방향으로 뻗어서 상기 상단캐리어(142)의 뒷면에 마련된 상단수평너트부에 체결되어 있는 상단수평볼스크류(146), 및 상기 상단캐리어(142)에 탑재된 상태에서 스크류축이 수직방향으로 뻗어서 상기 상단수직드릴장치(144)의 몸체 뒷면에 마련된 상단수직너트부에 체결되어 있는 상단수직볼크류(148)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴공구교환수단이 구비된 형강용 3축 천공장치.
   
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