KR101987109B1 - 레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법 - Google Patents

레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법 Download PDF

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Abstract

레이저 가공장치가 개시된다. 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 철판을 이송하는 이송유닛과, 이송유닛에 이웃하게 배치되며 이송유닛으로부터 전달받은 철판을 지지하는 받침유닛과, 받침유닛에 이웃하게 배치되며 철판을 미리 결정된 형상을 절단하는 절단유닛을 포함하며, 이송유닛은, 마스트부와, 마스트부에 상하방향으로 상대이동 가능하게 연결되는 업/다운(up/down) 이동부와, 업/다운(up/down) 이동부에 회동 가능하게 연결되는 회동 아암부와, 회동 아암부에 상대회전 가능하게 연결되며 철판이 부착되는 철판 부착부를 포함하며, 철판 부착부는, 회동 아암부에 연결되는 회전 몸체부와, 회전 몸체부에 결합되며 상호 이격되어 배치되는 복수의 장축 아암부와, 장축 아암부에 결합되며 상호 이격되어 배치되는 복수의 단축 아암부와, 단축 아암부에 지지되고 철판에 접촉되며 자기력에 의해 철판을 부착하는 부착용 접촉부를 포함하며, 받침유닛은, 베이스모듈과, 베이스모듈에 착탈 가능하게 결합되며 철판에 접촉되는 착탈식 지지모듈과, 베이스모듈에 지지되고 착탈식 지지모듈에 연결되며, 착탈식 지지모듈을 베이스모듈에 대해 상대이동시켜 착탈식 지지모듈과 베이스모듈의 결합 및 결합 해제를 돕는 착탈 보조모듈을 포함한다.

Description

레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법{Laser processing apparatus and processing method using the same}
본 발명은, 레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레이저 빔을 이용하여 금속 등을 절단하는 레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.
가공 대상물을 절단 가공하기 위한 수단 중 하나로 레이저 커팅기가 알려져 있다. 레이저 커팅기는 집광렌즈에 의해 고밀도로 집광된 레이저 빔을 가공대상물로 조사하여 절단 가공을 수행한다.
레이저 컷팅은 산업용으로 널리 사용되는 산소-아세틸렌 절단 등에 비해 절단 폭이 좁고 미크론 단위의 정밀 절단이 가능하여 정밀가공 분야에서 그 사용이 점차 늘어나고 있으며, 탄산가스 레이저를 사용한 판금의 절단 가공 등이 그 대표적인 예이다.
이러한 레이저 커팅기는 가공 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 헤드와, 가공 대상물을 지지하는 정반으로 이루어진다.
일반적으로 금속성 판재 등의 가공에 사용되는 정반은 소정 넓이의 평면을 형성하고, 그 위에 가공 대상물이 안착 지지되는 형태로 형성되어 있다. 레이저 커팅기의 정반은 가공 대상물을 안정적으로 지지하는 것 외에도, 가공 중 발생된 열을 효과적으로 소산시킬 수 있어야 하며, 레이저 빔에 대한 적절한 저항성을 가져야 한다.
특히, 레이저 커팅기의 정반은 레이저 빔의 간섭이나 반사광 등에 의한 영향이 고려되어야 한다는 점에서 통상적인 가공설비의 정반과는 차이점이 있다.
종래에 레이저 가공용 정반의 한 종류로 다수의 핀(pin)을 사용해 가공 대상물을 지지하는 방식이 알려져 있다. 이와 같은 방식은 가공 대상물과 정반과의 접촉면적을 최소화하여 가공 중 발생되는 열의 소산이나 슬래그(slag)의 점착에 있어 이점을 가질 수 있다.
여기서, 슬래그는 가공 대상물의 절단 가공 시 발생되는 부산물을 통칭한다. 다만, 다수의 핀을 사용하는 방식은 다수의 핀을 설치 및 교체하기 위해 많은 시간과 인력을 필요로 하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0075747호(2015.07.06.)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 훼손된 정반을 빠르고 간편하게 교체할 수 있는 레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 철판을 이송하는 이송유닛; 상기 이송유닛에 이웃하게 배치되며, 상기 이송유닛으로부터 전달받은 상기 철판을 지지하는 받침유닛; 및 상기 받침유닛에 이웃하게 배치되며, 상기 철판을 미리 결정된 형상을 절단하는 절단유닛을 포함하는 레이저 가공장치가 제공될 수 있다.
상기 이송유닛은, 마스트부; 상기 마스트부에 상하방향으로 상대이동 가능하게 연결되는 업/다운(up/down) 이동부; 상기 업/다운(up/down) 이동부에 회동 가능하게 연결되는 회동 아암부; 및 상기 회동 아암부에 상대회전 가능하게 연결되며, 상기 철판이 부착되는 철판 부착부를 포함할 수 있다.
상기 철판 부착부는, 상기 회동 아암부에 연결되는 회전 몸체부; 상기 회전 몸체부에 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 복수의 장축 아암부; 상기 장축 아암부에 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 복수의 단축 아암부; 및 상기 단축 아암부에 지지되고 상기 철판에 접촉되며, 자기력에 의해 상기 철판을 부착하는 부착용 접촉부를 포함할 수 있다.
상기 받침유닛은, 베이스모듈; 상기 베이스모듈에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 철판에 접촉되는 착탈식 지지모듈; 및 상기 베이스모듈에 지지되고 상기 착탈식 지지모듈에 연결되며, 상기 착탈식 지지모듈을 상기 베이스모듈에 대해 상대이동시켜 상기 착탈식 지지모듈과 상기 베이스모듈의 결합 및 결합 해제를 돕는 착탈 보조모듈을 포함 할 수 있다.
상기 절단유닛은, 상기 철판을 향하여 레이저 빔을 조사(irradiation)하여 상기 철판을 절단하는 커팅모듈; 상기 커팅모듈이 지지되며, 상기 커팅모듈을 제1축 방향으로 이동시키는 제1 이동모듈; 및 상기 제1 이동모듈이 지지되며, 상기 커팅모듈을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 이동시키는 제2 이동모듈을 포함할 수 있다.
상기 제1 이동모듈은, 상기 커팅모듈이 연결되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 제1 이동블록; 상기 제1 이동블록에 연결되며 제1 이동블록의 이동을 안내하는 제1 가이드 레일; 및 상기 제1 이동블록에 연결되며, 상기 제1 이동블록을 이동시키는 제1 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제2 이동모듈은, 상기 제1 이동모듈이 연결되며, 상기 제2축 방향으로 이동되는 제2 이동블록; 상기 제2 이동블록에 연결되며 제2 이동블록의 이동을 안내하는 제2 가이드 레일; 및 상기 제2 이동블록에 연결되며, 상기 제2 이동블록을 이동시키는 제2 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 커팅모듈은, 상기 제1 이동모듈에 연결되는 지지 플레이트부; 상기 지지 플레이트부에 상기 제1축 방향 및 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 레이저 빔을 상기 철판으로 조사하는 빔 헤드부; 및 상기 지지 플레이트부에 지지되며, 상기 빔 헤드부에 연결되어 상기 빔 헤드부를 상기 제3축 방향으로 이동시키는 헤드부용 이동부를 포함할 수 있다.
상기 착탈식 지지모듈은, 상기 베이스모듈에 결합되는 결합용 플레이트부;
상기 결합용 플레이트부의 상단부에 마련되어 상기 철판을 지지하며, 상기 철판의 하부면에 점접촉되는 다수개의 지지용 돌출부; 및 상기 결합용 플레이트부의 측벽에서 돌출되어 마련되는 스커트부를 포함할 수 있다.
상기 베이스모듈은, 상기 베이스 프레임부; 및 상기 베이스 프레임부에 지지되며, 상기 결합용 플레이트부가 삽입되는 삽입홈이 마련되는 소켓부를 포함하며, 상기 착탈 보조모듈은, 상기 소켓부에 회동 가능하게 결합되며, 상기 결합용 플레이트에 형성된 장홀을 관통하여 상기 결합용 플레이트부에 연결되는 연결용 돌출부재가 마련되는 회동 바아부; 및 상기 회동 바아부에 연결되며, 상기 회동 바아부를 회동시키는 핸들부를 포함할 수 있다.
상기 소켓부에는, 상기 회동 바아부의 회동과정에서 상기 연결용 돌출부재가 상기 소켓부에 간섭되는 것을 방지하기 위해 부분적으로 절개된 절개 슬릿이 형성될 수 있다.
상기 베이스모듈은, 상기 소켓부의 내부를 관통하며, 냉각수가 유동되는 냉각라인을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각라인은 상기 삽입홈에 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 레이저 가공장치를 이용하여 상기 철판을 가공하는 레이저 가공장치를 이용한 가공방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 베이스 모듈에 지지되고 착탈식 지지모듈에 연결되어 착탈식 지지모듈을 베이스모듈에 대해 상대이동시켜 착탈식 지지모듈과 베이스모듈의 결합 및 결합 해제를 돕는 착탈 보조모듈을 구비함으로써, 훼손된 착탈식 지지모듈을 빠르고 간편하게 교체하여 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치가 도시된 평면도이다.
도 2는 도 1의 이송유닛의 측면도이다.
도 3은 도 1의 받침유닛이 도시된 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 착탈 보조모듈이 도시된 사시도이다.
도 6은 도 3의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 1의 절단장치에서 벨로우즈 커버가 제거된 상태가 도시된 평면도이다.
도 8은 도 7의 C-C선에 따른 단면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
설명에 앞서 상세한 설명에 기재된 용어에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치가 도시된 평면도이고, 도 2는 도 1의 이송유닛의 측면도이며, 도 3은 도 1의 받침유닛이 도시된 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 3의 착탈 보조모듈이 도시된 사시도이고, 도 6은 도 3의 B-B선에 따른 단면도이며, 도 7은 도 1의 절단장치에서 벨로우즈 커버가 제거된 상태가 도시된 평면도이고, 도 8은 도 7의 C-C선에 따른 단면도이다.
본 실시예에 따른 레이저 가공장치는, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 철판(S)을 이송하는 이송유닛(100)과, 이송유닛(100)에 이웃하게 배치되며 이송유닛(100)으로부터 전달받은 철판(S)을 지지하는 받침유닛(200)과, 받침유닛(200)에 이웃하게 배치되며 철판(S)을 미리 결정된 형상으로 절단하는 절단유닛(300)을 포함한다.
이송유닛(100)은 철판(S)을 이송한다. 이러한 이송유닛(100)은, 지면에 지지되는 마스트부(110)와, 마스트부(110)에 상하방향으로 상대이동 가능하게 연결되는 업/다운(up/down) 이동부(120)와, 업/다운(up/down) 이동부(120)에 회동 가능하게 연결되는 회동 아암부(130)와, 회동 아암부(130)에 상대회전 가능하게 연결되며 철판(S)이 부착되는 철판 부착부(140)를 포함한다.
본 실시예에서 마스트부(110)는, 도 1 및 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 기둥 형상으로 마련되며 지면에 지지된다. 이러한 마스트부(110)에는 업/다운(up/down) 이동부(120)에 연결되어 업/다운(up/down) 이동부(120)를 상하방향으로 이동시키는 업/다운(up/down)용 이동 구동부(미도시)가 마련된다. 본 실시예에서 업/다운(up/down)용 이동 구동부(미도시)는 마스트부(110)의 내부에 배치된다.
업/다운(up/down) 이동부(120)는 마스트부(110)에 상하방향으로 상대이동 가능하게 연결된다. 이러한 업/다운(up/down) 이동부(120)는 업/다운(up/down)용 이동 구동부(미도시)에 연결되는 업/다운(up/down) 이동 본체(121)와, 업/다운(up/down) 이동 본체(121)에 회전 가능하게 결합되며 회동 아암부(130)에 연결되는 아암 회전축(122)과, 업/다운(up/down) 이동 본체(121)에 지지되며 아암 회전축(122)에 연결되어 아암 회전축(122)을 회전시키는 아암 회동 구동부(미도시)를 포함한다.
아암 회전축(122)은 아암 회동 구동부(미도시)로부터 회전 구동력을 전달받아 회전되고, 아암 회전축(122)의 회전에 따라 회동 아암부(130)가 회전된다.
회동 아암부(130)는 업/다운(up/down) 이동부(120)에 회동 가능하게 결합된다. 이러한 회동 아암부(130)는, 아암 회전축(122)에 결합되는 회동 아암 몸체(131)와, 회동 아암 몸체(131)에 회전 가능하게 결합되며 철판 부착부(140)에 연결되는 부착부용 회전축(미도시)과, 회동 아암 몸체(131)에 지지되며 부착부용 회전축(미도시)에 연결되어 부착부용 회전축(미도시)를 회전시키는 부착부용 회전 구동부(미도시)를 포함한다.
부착부용 회전 구동부(미도시)로부터 회전 구동력을 전달받아 부착부용 회전축(미도시)이 회전되고, 부착부용 회전축(미도시)이 회전에 따라 철판 부착부(140)가 회전된다.
철판 부착부(140)는 회동 아암부(130)에 상대회전 가능하게 연결된다. 이러한 철판 부착부(140)에는 철판(S)이 부착된다.
본 실시예에서 철판 부착부(140)는, 도 1 및 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 회동 아암부(130)에 연결되는 회전 몸체부(141)와, 회전 몸체부(141)에 결합되며 상호 이격되어 배치되는 복수의 장축 아암부(142)와, 장축 아암부(142)에 결합되며 상호 이격되어 배치되는 복수의 단축 아암부(143)와, 단축 아암부(143)에 지지되고 철판(S)에 접촉되며 자기력에 의해 철판(S)을 부착하는 부착용 접촉부(144)를 포함한다.
회전 몸체부(141)는 부착부용 회전축(미도시)에 결합된다. 장축 아암부(142)는 회전 몸체부(141)에 결합되어 지지되고, 단축 아암부(143)는 장축 아암부(142)에 결합되어 지지된다.
부착용 접촉부(144)는 단축 아암부(143)에 지지된다. 이러한 부착용 접촉부(144)는 철판(S)에 접촉되며 자기력에 의해 철판(S)을 부착한다. 부착용 접촉부(144)의 하단부는, 도 1 및 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 평평한 형상으로 마련되어 철판(S)에 부착된다.
본 실시예에서 부착용 접촉부(144)는 전선(미도시)을 통해 전력원(미도시)에 전기적으로 연결되어 전자기력을 발생시킨다. 즉, 부착용 접촉부(144)는 전력을 공급받아 전자석이 되어 자기력을 이용하여 철판(S)을 부착한다.
한편, 받침유닛(200)은 이송유닛(100)에 이웃하게 배치된다. 이러한 받침유닛(200)은 이송유닛(100)으로부터 전달받은 철판(S)을 지지한다.
이러한 받침유닛(200)은, 도 3 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 베이스모듈(210)과, 베이스모듈(210)에 착탈 가능하게 결합되며 철판(S)에 접촉되는 착탈식 지지모듈(220)과, 베이스모듈(210)에 지지되고 착탈식 지지모듈(220)에 연결되며 착탈식 지지모듈(220)을 베이스모듈(210)에 대해 상대이동시켜 착탈식 지지모듈(220)과 베이스모듈(210)의 결합 및 결합 해제를 돕는 착탈 보조모듈(230)을 포함한다.
베이스모듈(210)은, 지면에 지지되는 베이스 프레임부(211)와, 베이스 프레임부(211)에 지지되며 착탈식 지지모듈(220)이 삽입되는 삽입홈(212a)이 마련되는 소켓부(212)와, 소켓부(212)의 내부를 관통하며 냉각수가 유동되는 냉각라인(213)을 포함한다.
베이스 프레임부(211)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 긴 바아 형상으로 마련되어 상호 이격되어 배치된다.
소켓부(212)는 다수개로 마련되어 베이스 프레임부(211)에 지지된다. 이러한 소켓부(212)에는 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 결합용 플레이트부(221)가 삽입되는 삽입홈(212a)이 마련된다. 또한 소켓부(212)에는, 착탈 보조모듈(230)의 후술할 회동 바아부(231)의 회동과정에서 후술할 연결용 돌출부재(233)가 소켓부(212)에 간섭되는 것을 방지하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 부분적으로 절개되는 절개 슬릿(212b)이 형성된다.
냉각라인(213)은 소켓부(212)의 내부를 관통한다. 이러한 냉각라인(213)의 내부에서는 냉각수가 유동된다. 이러한 냉각라인(213)은 삽입홈(212a)에 삽입된 착탈식 지지모듈(220)과 열교환되어 착탈식 지지모듈(220)을 냉각한다. 착탈식 지지모듈(220)은 레이저 가공작업이 이루어지는 철판(S)에 직접 접촉됨으로써 고열에 노출되는데, 이렇게 고열에 노출되는 착탈식 지지모듈(220)이 냉각라인(213)의 냉각수와 열교환됨으로써 착탈식 지지모듈(220)의 열변형이 최소화될 수 있다.
본 실시예에서 냉각라인(213)은 베이스 프레임부(211)로 연장되어 베이스 프레임부(211)를 관통하여 도 3에 도시된 연결배관(P)에 연결된다. 연결배관(P)은 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환부(미도시)에 연결된다.
착탈식 지지모듈(220)은 베이스모듈(210)에 착탈 가능하게 결합된다. 이러한 착탈식 지지모듈(220)은 철판(S)에 접촉되어 철판(S)을 지지한다.
본 실시예에서 착탈식 지지모듈(220)은, 도 3 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 베이스모듈(210)에 결합되는 결합용 플레이트부(221)와, 결합용 플레이트부(221)의 상단부에 마련되어 철판(S)을 지지하며 철판(S)의 하부면에 점접촉되는 다수개의 지지용 돌출부(222)와, 결합용 플레이트부(221)의 측벽에서 돌출되어 마련되는 스커트부(223)를 포함한다.
결합용 플레이트부(221)는 삽입홈(212a)에 삽입되어 소켓부(212)에 결합된다. 본 실시예에서 결합용 플레이트부(221)는, 도 3에 도시된 바와 같이 플레이트 형상으로 마련된다. 이러한 결합용 플레이트부(221)에는 착탈 보조모듈(230)의 후술할 연결용 돌출부재(233)가 관통하는 장홀(221a)이 마련된다.
지지용 돌출부(222)는 결합용 플레이트부(221)의 상단부에 마련되어 철판(S)에 접촉된다. 이러한 지지용 돌출부(222)는 철판(S)과의 접촉면적을 최소화하기 위해 철판(S)에 점접촉된다. 본 실시예에서 지지용 돌출부(222)는 삼각형 형상으로 마련되어 꼭지점이 철판(S)의 하부면에 접촉된다.
스커트부(223)는 결합용 플레이트부(221)의 측벽에서 돌출되어 마련된다. 이러한 스커트부(223)는 철판(S)을 절단하는 과정에서 발생된 슬래그가 소켓부(212)로 이동되는 방지한다. 즉, 철판(S)의 절단면에서 발생되는 슬래그가 삽입홈(212a) 내로 유입되는 것을 방지함으로써, 착탈식 지지모듈(220)을 교체하는 과정에서 슬래그가 착탈식 지지모듈(220)과 소켓부(212)와의 결합 및 결합해제에 영향을 주는 것을 방지한다.
착탈 보조모듈(230)은 베이스모듈(210)에 지지되고 착탈식 지지모듈(220)에 연결된다. 이러한 착탈 보조모듈(230)은 착탈식 지지모듈(220)을 베이스모듈(210)에 대해 상대이동시켜 착탈식 지지모듈(220)과 베이스모듈(210)의 결합 및 결합 해제를 돕는다.
본 실시예에 따른 착탈 보조모듈(230)은, 도 3 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 소켓부(212)에 회동 가능하게 결합되며 결합용 플레이트에 형성된 장홀(221a)을 관통하여 결합용 플레이트부(221)에 연결되는 연결용 돌출부재(233)가 마련되는 회동 바아부(231)와, 회동 바아부(231)에 연결되며 회동 바아부(231)를 회동시키는 핸들부(232)를 포함한다.
회동 바아부(231)에는 결합용 플레이트에 형성된 장홀(221a)을 관통하여 결합용 플레이트부(221)에 연결되는 연결용 돌출부재(233)가 마련된다. 연결용 돌출부재(233)는 회동 바아부(231)의 일측벽에서 돌출되어 마련된다. 이러한 회동 바아부(231)에는 소켓부(212)에 결합된 회전 중심축(K)이 관통하는 관통공(234)이 마련된다. 본 실시예에서 회동 바아부(231)는 회전 중심축(K)을 회전 축심으로 하여 회전된다.
핸들부(232)는 회동 바아부(231)에 연결되어 회동 바아부(231)를 회동시킨다.
상술한 착탈 보조모듈(230)은 연결용 돌출부재(233)가 장홀(221a)을 관통하여 장홀(221a)의 측벽에 접촉되어 착탈식 지지모듈(220)에 연결된다. 이렇게 착탈 보조모듈(230)이 착탈식 지지모듈(220)에 연결된 후 핸들부(232)의 회동에 따라 회동 바아부(231)가 회동된다. 회동 바아부(231)의 회동에 따라 착탈 보조모듈(230)이 삽입홈(212a) 내로 삽입되어 소켓부(212)에 결합되고 삽입홈(212a) 밖으로 이동되어 소켓부(212)에 결합해제 된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 레이저 가공장치는, 베이스모듈(210)에 지지되고 착탈식 지지모듈(220)에 연결되어 착탈식 지지모듈(220)을 베이스모듈(210)에 대해 상대이동시켜 착탈식 지지모듈(220)과 베이스모듈(210)의 결합 및 결합 해제를 돕는 착탈 보조모듈(230)을 구비함으로써, 훼손된 착탈식 지지모듈(220)을 빠르고 간편하게 교체하여 생산성을 높일 수 있다.
한편, 절단유닛(300)은 받침유닛(200)에 이웃하게 배치된다. 이러한 절단유닛(300)은 철판(S)을 미리 결정된 형상을 절단한다. 본 실시예에 따른 절단유닛(300)은, 철판(S)을 향하여 레이저 빔을 조사(irradiation)하여 철판(S)을 절단하는 커팅모듈(330)과, 커팅모듈(330)이 지지되며 커팅모듈(330)을 제1축 방향(X축 방향)으로 이동시키는 제1 이동모듈(310)과, 제1 이동모듈(310)이 지지되며 커팅모듈(330)을 제1축 방향(X축 방향)에 교차하는 제2축 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 제2 이동모듈(320)을 포함하다.
제1 이동모듈(310)에는 커팅모듈(330)이 지지된다. 이러한 제1 이동모듈(310)은 커팅모듈(330)을 제1축 방향(X축 방향)으로 이동시킨다.
본 실시예에서 제1 이동모듈(310)은, 도 7 및 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 커팅모듈(330)이 연결되며 제1축 방향(X축 방향)으로 이동되는 제1 이동블록(311)과, 제1 이동블록(311)에 연결되며 제1 이동블록(311)의 이동을 안내하는 제1 가이드 레일(312)과, 제1 이동블록(311)에 연결되며 제1 이동블록(311)을 이동시키는 제1 이동 구동부(313)와, 제1 가이드 레일(312)과 제1 이동 구동부(313)를 차폐하는 벨로우즈 커버(VC)를 포함한다.
제1 이동 구동부(313)는 제1 이동블록(311)에 연결되어 제1 이동블록(311)을 이동시킨다. 본 실시예에서 제1 이동 구동부(313)는, 제1 이동블록(311)에 결합된 이동너트(미도시)와, 이동너트(미도시)에 치합되는 제1 볼 스크류(313a)와, 제1 볼 스크류(313a)에 연결되어 제1 볼 스크류(313a)를 회전시키는 제1 구동모터(313b)를 포함한다.
벨로우즈 커버(VC)는 제1 가이드 레일(312)과 제1 이동 구동부(313)를 차폐한다. 이러한 벨로우즈 커버(VC)는 제1 이동블록(311)에 연결되며 제1 이동블록(311)의 이동에 따라 길이가 신축된다. 본 실시예에서 벨로우즈 커버(VC)는 레이저 가공과정에서 발생되는 이물질이 제1 가이드 레일(312)과 제1 이동 구동부(313)에 묻는 것을 막아 이물질이 제1 가이드 레일(312)과 제1 이동 구동부(313)의 작동에 영향을 끼치는 것을 방지한다.
제2 이동모듈(320)에는 제1 이동모듈(310)이 지지된다. 이러한 제2 이동모듈(320)은 커팅모듈(330)을 제1축 방향(X축 방향)에 교차하는 제2축 방향(Y축 방향)으로 이동시킨다.
본 실시예에서 제2 이동모듈(320)은, 도 7 및 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 이동모듈(310)이 연결되며 제2축 방향(Y축 방향)으로 이동되는 제2 이동블록(321)과, 제2 이동블록(321)에 연결되며 제2 이동블록(321)의 이동을 안내하는 제2 가이드 레일(322)과, 제2 이동블록(321)에 연결되며 제2 이동블록(321)을 이동시키는 제2 이동 구동부(323)와, 제2 가이드 레일(322)과 제2 이동 구동부(323)를 차폐하는 벨로우즈 커버(VC)를 포함한다.
제2 이동 구동부(323)는 제2 이동블록(321)에 연결되어 제2 이동블록(321)을 이동시킨다. 본 실시예에서 제2 이동 구동부(323)는, 제2 이동블록(321)에 결합된 이동너트(미도시)와, 이동너트(미도시)에 치합되는 제2 볼 스크류(323a)와, 제2 볼 스크류(323a)에 연결되어 제2 볼 스크류(323a)를 회전시키는 제2 구동모터(323b)를 포함한다.
벨로우즈 커버(VC)는 제2 가이드 레일(322)과 제2 이동 구동부(323)를 차폐한다. 이러한 벨로우즈 커버(VC)는 제2 이동블록(321)에 연결되며 제2 이동블록(321)의 이동에 따라 길이가 신축된다. 본 실시예에서 벨로우즈 커버(VC)는 레이저 가공과정에서 발생되는 이물질이 제2 가이드 레일(322)과 제2 이동 구동부(323)에 묻는 것을 막아 이물질이 제2 가이드 레일(322)과 제2 이동 구동부(323)의 작동에 영향을 끼치는 것을 방지한다.
커팅모듈(330)은 철판(S)을 향하여 레이저 빔을 조사(irradiation)하여 철판(S)을 절단한다. 이러한 커팅모듈(330)은, 도 7 및 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 이동모듈(310)에 연결되는 지지 플레이트부(331)와, 지지 플레이트부(331)에 제1축 방향(X축 방향) 및 제2축 방향(Y축 방향)에 교차하는 제3축 방향(Z축 방향)으로 상대이동 가능하게 연결되며 레이저 빔을 철판(S)으로 조사하는 빔 헤드부(332)와, 지지 플레이트부(331)에 지지되며 빔 헤드부(332)에 연결되어 빔 헤드부(332)를 제3축 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 헤드부용 이동부(333)를 포함한다.
지지 플레이트부(331)는 제1 이동블록(311)에 결합된다. 빔 헤드부(332)는 레이저 빔을 철판(S)으로 조사한다. 이러한 빔 헤드부(332)는 지지 플레이트부(331)에 제3축 방향(Z축 방향)으로 상대이동 가능하게 연결되어 상하방향으로 이동된다.
헤드부용 이동부(333)는 지지 플레이트부(331)에 지지된다. 이러한 헤드부용 이동부(333)는 빔 헤드부(332)에 연결되어 빔 헤드부(332)를 제3축 방향(Z축 방향)으로 이동시킨다. 본 실시예에서 헤드부용 이동부(333)는, 지지 플레이트부(331)에 결합되며 빔 헤드부(332)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 헤드부용 가이드 레일(333a)과, 지지 플레이트부(331)에 결합되며 빔 헤드부(332)를 이동시키는 헤드부용 이동 구동부(333b)를 포함한다.
본 실시예에서 헤드부용 이동 구동부(333b)는 공압 또는 유압 액츄에이터로 이루어질 수 있다.
이에서 본 실시예에 따른 레이저 가공장치를 이용한 가공방법을 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명한다.
먼저, 이송유닛(100)이 철판(S)을 받침유닛(200)에 전달한다. 받침유닛(200)에 안착된 철판(S)을 절단유닛(300)이 미리 결정된 절단정보에 따라 철한을 절단한다.
이러한 이송 및 절단 작업이 반복적으로 이루어지면, 절단 과정에서 발생되는 슬래그가 착탈식 지지모듈(220)에 부착되며 착탈식 지지모듈(220)도 레이저 빔에 영향을 받아 부분적으로 절단된다.
이렇게 절단 작업에 영향을 받아 훼손된 착탈식 지지모듈(220)은 훼손되지 않은 새로운 착탈식 지지모듈(220)로 교체되어야 한다. 이하에서 착탈식 지지모듈(220)의 교체작업을 설명한다.
훼손된 착탈식 지지모듈(220)의 교체를 위해 작업자는 핸들부(232)를 회동시켜 핸들부(232)에 연결된 회동 바아부(231)를 회동시킨다.
회동 바아부(231)의 회동에 의해 연결용 돌출부재(233)가 착탈식 지지모듈(220)을 가압하여 착탈식 지지모듈(220)을 삽입홈(212a) 밖으로 이동시켜 소켓부(212)에서 훼손된 착탈식 지지모듈(220)을 결합해제 한다.
다음, 작업자는 훼손되지 않은 새로운 착탈식 지지모듈(220)의 연결용 돌출부재(233)를 장홀(221a)을 끼운 후 핸들부(232)를 회동시킨다. 핸들부(232)의 회동에 의해 회동 바아부(231)가 회동되고, 그에 따라 연결용 돌출부재(233)가 착탈식 지지모듈(220)을 가압하여 착탈식 지지모듈(220)을 삽입홈(212a) 내로 이동시켜 소켓부(212)에 훼손되지 않은 새로운 착탈식 지지모듈(220)을 결합한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 레이저 가공장치는, 베이스모듈(210)에 지지되고 착탈식 지지모듈(220)에 연결되어 착탈식 지지모듈(220)을 베이스모듈(210)에 대해 상대이동시켜 착탈식 지지모듈(220)과 베이스모듈(210)의 결합 및 결합 해제를 돕는 착탈 보조모듈(230)을 구비함으로써, 훼손된 착탈식 지지모듈(220)을 빠르고 간편하게 교체하여 생산성을 높일 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 이송유닛 110: 마스트부
120: 업/다운(up/down) 이동부 121: 업/다운(up/down) 이동 본체
122: 아암 회전축 130: 회동 아암부
131: 회동 아암 몸체 140: 철판 부착부
141: 회전 몸체부 142: 장축 아암부
143: 단축 아암부 144: 부착용 접촉부
200: 받침유닛 210: 베이스모듈
211: 베이스 프레임부 212: 소켓부
212a: 삽입홈 212b: 절개 슬릿
213: 냉각라인 220: 착탈식 지지모듈
221: 결합용 플레이트부 221a: 장홀
222: 지지용 돌출부 223: 스커트부
230: 착탈 보조모듈 231: 회동 바아부
232: 핸들부 233: 연결용 돌출부재
234: 관통공 300: 절단유닛
310: 제1 이동모듈 311: 제1 이동블록
312: 제1 가이드 레일 313: 제1 이동 구동부
313a: 제1 볼 스크류 313b: 제1 구동모터
320: 제2 이동모듈 321: 제2 이동블록
322: 제2 가이드 레일 323: 제2 이동 구동부
323a: 제2 볼 스크류 323b: 제2 구동모터
330: 커팅모듈 331: 지지 플레이트부
332: 빔 헤드부 333: 헤드부용 이동부
333a: 헤드부용 가이드 레일 333b: 헤드부용 이동 구동부
S: 철판 K: 회전 중심축
P: 연결배관 VC: 벨로우즈 커버

Claims (4)

  1. 철판(S)을 이송하는 이송유닛(100);
    상기 이송유닛(100)에 이웃하게 배치되며, 상기 이송유닛(100)으로부터 전달받은 상기 철판(S)을 지지하는 받침유닛(200); 및
    상기 받침유닛(200)에 이웃하게 배치되며, 상기 철판(S)을 미리 결정된 형상을 절단하는 절단유닛(300)을 포함하며,
    상기 이송유닛(100)은,
    마스트부(110);
    상기 마스트부(110)에 상하방향으로 상대이동 가능하게 연결되는 업/다운(up/down) 이동부(120);
    상기 업/다운(up/down) 이동부(120)에 회동 가능하게 연결되는 회동 아암부(130); 및
    상기 회동 아암부(130)에 상대회전 가능하게 연결되며, 상기 철판(S)이 부착되는 철판 부착부(140)를 포함하며,
    상기 철판 부착부(140)는,
    상기 회동 아암부(130)에 연결되는 회전 몸체부(141);
    상기 회전 몸체부(141)에 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 복수의 장축 아암부(142);
    상기 장축 아암부(142)에 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 복수의 단축 아암부(143); 및
    상기 단축 아암부(143)에 지지되고 상기 철판(S)에 접촉되며, 자기력에 의해 상기 철판(S)을 부착하는 부착용 접촉부(144)를 포함하며,
    상기 받침유닛(200)은,
    베이스모듈(210);
    상기 베이스모듈(210)에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 철판(S)에 접촉되는 착탈식 지지모듈(220); 및
    상기 베이스모듈(210)에 지지되고 상기 착탈식 지지모듈(220)에 연결되며, 상기 착탈식 지지모듈(220)을 상기 베이스모듈(210)에 대해 상대이동시켜 상기 착탈식 지지모듈(220)과 상기 베이스모듈(210)의 결합 및 결합 해제를 돕는 착탈 보조모듈(230)을 포함하며,
    상기 절단유닛(300)은,
    상기 철판(S)을 향하여 레이저 빔을 조사(irradiation)하여 상기 철판(S)을 절단하는 커팅모듈(330);
    상기 커팅모듈(330)이 지지되며, 상기 커팅모듈(330)을 제1축 방향(X축 방향)으로 이동시키는 제1 이동모듈(310); 및
    상기 제1 이동모듈(310)이 지지되며, 상기 커팅모듈(330)을 상기 제1축 방향(X축 방향)에 교차하는 제2축 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 제2 이동모듈(320)을 포함하며,
    상기 제1 이동모듈(310)은,
    상기 커팅모듈(330)이 연결되며, 상기 제1축 방향(X축 방향)으로 이동되는 제1 이동블록(311);
    상기 제1 이동블록(311)에 연결되며 제1 이동블록(311)의 이동을 안내하는 제1 가이드 레일(312); 및
    상기 제1 이동블록(311)에 연결되며, 상기 제1 이동블록(311)을 이동시키는 제1 이동 구동부(313)를 포함하며,
    상기 제2 이동모듈(320)은,
    상기 제1 이동모듈(310)이 연결되며, 상기 제2축 방향(Y축 방향)으로 이동되는 제2 이동블록(321);
    상기 제2 이동블록(321)에 연결되며 제2 이동블록(321)의 이동을 안내하는 제2 가이드 레일(322); 및
    상기 제2 이동블록(321)에 연결되며, 상기 제2 이동블록(321)을 이동시키는 제2 이동 구동부(323)를 포함하며,
    상기 커팅모듈(330)은,
    상기 제1 이동모듈(310)에 연결되는 지지 플레이트부(331);
    상기 지지 플레이트부(331)에 상기 제1축 방향(X축 방향) 및 상기 제2축 방향(Y축 방향)에 교차하는 제3축 방향(Z축 방향)으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 레이저 빔을 상기 철판(S)으로 조사하는 빔 헤드부(332); 및
    상기 지지 플레이트부(331)에 지지되며, 상기 빔 헤드부(332)에 연결되어 상기 빔 헤드부(332)를 상기 제3축 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 헤드부용 이동부(333)를 포함하고,
    상기 착탈식 지지모듈(220)은,
    상기 베이스모듈(210)에 결합되는 결합용 플레이트부(221);
    상기 결합용 플레이트부(221)의 상단부에 마련되어 상기 철판(S)을 지지하며, 상기 철판(S)의 하부면에 점접촉되는 다수개의 지지용 돌출부(222); 및
    상기 결합용 플레이트부(221)의 측벽에서 돌출되어 마련되는 스커트부(223)를 포함하며,
    상기 베이스모듈(210)은,
    베이스 프레임부(211); 및
    상기 베이스 프레임부(211)에 지지되며, 상기 결합용 플레이트부(221)가 삽입되는 삽입홈(212a)이 마련되는 소켓부(212)를 포함하며,
    상기 착탈 보조모듈(230)은,
    상기 소켓부(212)에 회동 가능하게 결합되며, 상기 결합용 플레이트에 형성된 장홀(221a)을 관통하여 상기 결합용 플레이트부(221)에 연결되는 연결용 돌출부재(233)가 마련되는 회동 바아부(231); 및
    상기 회동 바아부(231)에 연결되며, 상기 회동 바아부(231)를 회동시키는 핸들부(232)를 포함하며,
    상기 소켓부(212)에는,
    상기 회동 바아부(231)의 회동과정에서 상기 연결용 돌출부재(233)가 상기 소켓부(212)에 간섭되는 것을 방지하기 위해 부분적으로 절개된 절개 슬릿(212b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스모듈(210)은,
    상기 소켓부(212)의 내부를 관통하며, 냉각수가 유동되는 냉각라인(213)을 더 포함하며,
    상기 냉각라인(213)은 상기 삽입홈(212a)에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  4. 상기 제1항 또는 제3항의 레이저 가공장치를 이용하여 상기 철판(S)을 가공하는 레이저 가공장치를 이용한 가공방법.
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