KR102016243B1

KR102016243B1 - 저축 구동기 와이어 가공 시스템

Info

Publication number: KR102016243B1
Application number: KR1020180006743A
Authority: KR
Inventors: 김영우
Original assignee: 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-08-29
Also published as: KR20190088325A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 저축 구동기 와이어 가공 시스템은, 베이스; 베이스 상에 배치되며, 와이어가 절곡되는 접촉면을 제공하는 고정대; 베이스 상에 상하로 이동 가능하게 구성되는 상하 이동부; 상하 이동부의 상부에 연결되며, 고정대 위에 수평 배치되는 수평 지지대; 수평 지지대에 결합되며, 와이어를 잡고 고정대 상에서 벤딩하도록 구성된 수평 벤딩부; 및 와이어가 인출되어 고정대로 안내되도록 구성된 고정 그립부를 포함한다. 상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 와이어 벤딩의 작업에 필요한 축수를 줄이면서 수동 방식으로 작동하도록 구성하여 제작비를 줄이며, 조작이 용이하면서 복잡한 수준의 벤딩 가공이 가능하다.

Description

저축 구동기 와이어 가공 시스템{WIRE BENDING SYSTEM WITH A SMALL NUMBER OF ACTUATORS}

본 발명은 저축 구동기 와이어 가공 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 와이어를 벤딩 가공할 수 있는 저축 구동기 와이어 가공 시스템에 관한 것이다.

강선과 같은 와이어는 필요한 절곡 형상을 만들기 위해 벤딩 가공된다. 이러한 벤딩 가공에는 와이어 벤딩머신이 사용된다.

와이어 벤딩머신에는, 와이어의 2차원 및 3차원 벤딩 가공을 위한 3차원 CNC 벤딩머신이 있다. 이러한 3차원 벤딩머신은 벤딩이 가능한 가공 공간으로 와이어를 송출하여 복수의 공구들에 의해 설정된 형상으로 벤딩 가공하는 것이다.

그러나 상기와 같은 3차원 벤딩머신은, 임의의 방향으로 와이어 벤딩이 가능하도록 하기 위해 적어도 7축 로봇이 필요하며, 이는 고가의 시스템이 될 수밖에 없는 단점으로 작용했다.

본 발명의 일 실시예는, 와이어 벤딩의 작업에 필요한 축수를 줄이면서 수동 방식으로 작동하도록 구성하여 제작비를 줄이며, 조작이 용이하면서 복잡한 수준의 벤딩 가공이 가능한 저축 구동기 와이어 가공 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저축 구동기 와이어 가공 시스템은, 베이스; 상기 베이스 상에 배치되며, 와이어가 절곡되는 접촉면을 제공하는 고정대; 상기 베이스 상에 상하로 이동 가능하게 구성되는 상하 이동부; 상기 상하 이동부의 상부에 연결되며, 상기 고정대 위에 수평 배치되는 수평 지지대; 상기 수평 지지대에 결합되며, 상기 와이어를 잡고 상기 고정대 상에서 벤딩하도록 구성된 수평 벤딩부; 및 상기 와이어가 인출되어 상기 고정대로 안내되도록 구성된 고정 그립부를 포함할 수 있다.

상기 고정 그립부는, 상하 방향으로 배치된 고정 지지대; 및 상기 고정 지지대에 위치 고정되며, 와이어를 그립 가능한 한 쌍의 그립부재를 포함하며, 상기 수평 벤딩부는, 상기 수평 지지대에 결합되며, 상부와 하부가 상대 회전 가능하게 구성된 회전부; 상기 회전부의 하부에 결합되며, 와이어가 삽입 가능한 홈부가 있는 한 쌍의 가공부재; 및 상기 회전부의 하부에 결합되며, 상기 회전부의 하부를 회전시키도록 구성된 회전 핸들을 포함할 수 있다.

상기 고정 그립부는, 상기 한 쌍의 그립부재를 상하로 이동시키기 위한 상기 고정 지지대에 배치되는 랙, 상기 한 쌍의 그립부재에 결합되는 피니언, 및 그립 핸들을 더 포함하며, 상기 수평 벤딩부는, 상기 한 쌍의 가공부재를 수평으로 이동시키기 위한 상기 수평 지지대에 배치되는 랙, 상기 한 쌍의 가공부재에 결합되는 피니언, 및 벤딩 핸들을 더 포함할 수 있다.

상기 수평 벤딩부는 상기 한 쌍의 가공부재를 회전시키기 위한 가공모터와, 수평 이동시키기 위한 위치제어 모터를 더 포함할 수 있다.

상기 고정 지지대에는 상기 와이어를 상기 한 쌍의 그립부재 사이로 인출하기 위한 인출로가 마련될 수 있다.

상기 상하 이동부의 상부는 직사각형 단면의 가이드 바이며, 그 하부는 상기 가이드 바가 삽입되어 상하 이동 가능한 가이드 레일이 마련되되, 상기 가이드 바와 상기 가이드 레일에는 상기 가이드 레일에 대한 상기 가이드 바의 높이를 고정하기 위한 브레이커가 마련될 수 있다.

상기 고정대에는 상기 와이어를 수평 고정하기 위한 수평 홀더가 마련되되, 상기 수평 홀더는 상기 와이어를 상기 고정대 상에서 덮으면서 상기 와이어의 이동을 안내하는 안내 통로가 마련된 커버와 상기 커버를 상기 고정대에 고정시키기 위한 자석을 포함할 수 있다.

상기와 같이 기술된 본 발명의 일 실시예는, 와이어 벤딩의 작업에 필요한 축수를 줄이면서 수동 방식으로 작동하도록 구성하여 제작비를 줄이며, 조작이 용이하면서 복잡한 수준의 벤딩 가공이 가능한 저축 구동기 와이어 가공 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저축 구동기 와이어 가공 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1의 일부 정면도다.
도 3은 도 1의 수평 벤딩부이다.
도 4는 도 3의 작동 상태도이다.
도 5는 도 1의 고정 그립부이다.
도 6은 도 1의 작업 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저축 구동기 와이어 가공 시스템에 의해 제작 가능한 치아 교정기를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시예들에 의해 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다. 실시예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 일 실시예에 관련하여 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 다른 실시예로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경 가능한 것으로 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 다양한 측면에 걸쳐 동일하거나 유사한 기능을 가리킬 수 있으며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 구체적인 형태는 설명 상의 편의를 위하여 과장되어 표현된 것일 수 있다.

도면의 방향과 위치는 XYZ 직교 좌표계를 상정하여 설명하며, 상하좌우는 XY좌표 평면계와 일치하며, 전후좌우는 YZ 좌표의 평면계와 일치하는 것으로 상정한다. 실시예들의 도면에서 하부 요소들이 설명되지 않은 각각의 구성 요소들은 각기 부여된 기능을 갖기 위한 통상적인 하부 요소들을 포함하는 것으로 상정하며, 도면에 도시된 하부 요소들에 제한하진 않는다. 도시되었으나 설명이 생략된 구성 요소들은 실시예들에 포함된 것으로 이해되어야 한다.

사용되는 용어들은 특별히 정의된 용어를 제외하고는 통상적인 한자, 국어 혹은 영어의 사전적인 의미 혹은 해당 분야에서 사용되는 용어와 부합하는 속성을 가진 것으로 이해되어야 한다. "포함한다, 구성된다, 또는 구비한다"는 다른 구성요소들을 더 가질 수 있음을, "고정 및 구속된다"는 이동과 움직임이 제한됨을, "회전 및 힌지"는 대상 객체의 일부 혹은 전부가 회전하여 이동될 수 있음을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어는, 주로 치아 교정과 관련된 교정기인 와이어 철물을 제작하는 데 사용하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 저축 와이어 벤딩 시스템은, 기존의 고가의 자동 벤딩 시스템을 대체하면서, 치아 교정을 위한 교정기를 제작하는 것이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저축 와이어 벤딩 시스템은, 베이스(100), 베이스(100) 상에 배치되며 와이어(10)가 절곡되는 접촉면을 제공하는 고정대(110), 베이스(100) 상에 상하로 이동 가능하게 구성되는 상하 이동부(120), 상하 이동부(120)의 상부에 연결되며 고정대 위에 수평 배치되는 수평 지지대(130), 수평 지지대(130)에 결합되며 와이어(10)를 잡고 고정대(110) 상에서 벤딩하도록 구성된 수평 벤딩부(140), 와이어(10)가 인출되어 고정대로 안내되도록 구성된 고정 그립부(160)를 포함할 수 있다.

베이스(100)는 지면에 대해 상기 시스템의 구성요소들을 안정적으로 위치시키기 위한 것으로서, 정반으로 제공될 수 있다.

고정대(110)는 베이스(100) 상에서 와이어(10)의 벤딩 작업을 수행하기 위한 받침대로 마련된 것이다. 이러한 고정대(110)는 원형 블록 형상으로 제공될 수 있다. 고정대(110)는 베이스(100) 상에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상하 이동부(120)의 상부는 직사각형 단면의 가이드 바(121)이며, 그 하부는 가이드 바(121)가 삽입되어 상하 이동 가능한 가이드 레일(122)로 마련될 수 있다.

가이드 바(121)와 가이드 레일(122)에는 가이드 레일(122)에 대한 가이드 바(121)의 높이를 고정하기 위한 브레이커(125)가 마련될 수 있다. 브레이커(125)는 다양한 방식으로 제공될 수 있다.

예를 들면 브레이커(125)는, 가이드 바(121)에 배치되며, 가이드 레일(122)의 내벽부로 접촉되는 브레이크 부재(126)와 브레이크 부재(126)를 가압하여 작동사키기 위한 브레이크 작동기(127)를 포함할 수 있다.

브레이크 부재(126)는 가이드 바(121)의 내측에서 가이드 레일(122) 측으로 접촉 가능하게 배치되며, 브레이크 작동기(127)는 솔레노이드로 제공되어 브레이크 부재(126)를 동작시킬 수 있다.

와이어(10)는 고정대(110) 상으로 인출되어 형성하고자 하는 적절한 형상으로 벤딩 가공될 수 있다. 와이어(10)는 집게와 같은 구조의 도구에 의해 벤딩될 수 있다.

수평 벤딩부(140)는 상하 이동부(120)에서 상하 방향으로 배치됨으로써 고정대(110) 상으로 인출된 와이어(10)를 고정대(110) 평면 2차원 상의 여러 방향으로 절곡 형성할 수 있는 것이다.

이러한 수평 벤딩부(140)는, 수평 지지대(130)에 결합되며 상부와 하부가 상대 회전 가능하게 구성된 회전부(141), 회전부(141)의 하부에 결합되며 와이어(10)가 삽입 가능한 홈부가 있는 한 쌍의 가공부재(142)를 포함할 수 있다.

회전부(141)는 한 쌍의 가공부재(142)의 회전을 허용하도록 구성된 것이다. 한 쌍의 가공부재(142)는 회전부(141) 하측에서 회전되면서 와이어(10)를 여러 방향으로 절곡시킬 수 있다.

이러한 한 쌍의 가공부재(142)의 와이어(10)의 절곡 시에는 와이어(10)가 한 쌍의 가공부재(142) 사이로 배치된다. 와이어(10)는 한 쌍의 가공부재(142) 사이에 위치 고정된 상태에서 여러 방향으로 절곡될 수 있다.

이때 와이어(10)는 한 쌍의 가공부재(142) 사이에 바이스 물린 것처럼 배치될 수 있다. 한 쌍의 가공부재(142)는 바이스와 같이 와이어(10)의 통로 사이에 와이어(10)를 물고 벤딩 가공할 수 있다.

와이어(10)의 벤딩 가공은 사용자로부터 가해지는 작업력에 의해 이루어지며, 후술되는 바와 같이 전동력에 의해서도 가능하다. 한 쌍의 가공부재(142)는 와이어(10)를 용이하게 꽉 잡고 회전시켜 벤딩 가공하도록 원뿔 형상으로 제공된다. 한 쌍의 가공부재(142)에는 와이어(10)가 안착 가능한 반원형 홈부가 마련될 수 있다.

수평 벤딩부(140)는, 한 쌍의 가공부재(142)를 수평으로 이동시키기 위한 수평 지지대(130)에 배치되는 랙(143), 한 쌍의 가공부재(142)에 결합되는 피니언(144), 및 원판 형상의 벤딩 핸들(145)을 더 포함할 수 있다.

한 쌍의 가공부재(142)는 벤딩 핸들(145)의 조작에 의해 수평 지지대(130)를 따라 이동될 수 있다. 벤딩 핸들(145)이 회전됨에 따라 피니언(144)이 회전되면, 피니언(144)이 랙(143)에 물리어 이동됨으로써 한 쌍의 가공부재(142)의 위치 조절이 가능한다.

한편, 도 6을 참조하면, 수평 벤딩부(140)는 한 쌍의 가공부재(142)를 회전시키기 위한 가공모터(146)와, 수평 이동시키기 위한 위치제어 모터(147)를 더 포함할 수 있다. 가공모터(146)가 한 쌍의 가공부재(142)의 회전축에 연결되며, 위치제어 모터(147)가 피니언(144)에 연결될 수 있다.

가공모터(146)의 회전에 의해 한 쌍의 가공부재(142)가 회전되어 한 쌍의 가공부재(142) 사이에 물린 와이어(10)가 절곡되며, 위치제어 모터(147)가 작동되어 피니언(144)이 회전됨으로써 한 쌍의 가공부재(142)의 위치가 조절될 수 있다.

도 1과 도 6을 참조하면, 고정 그립부(160)는 와이어(10)를 공급하는 것이다. 이러한 고정 그립부(160)는, 상하 방향으로 배치된 고정 지지대(161), 고정 지지대(161)에 위치 고정되며 와이어(10)를 그립 가능한 한 쌍의 그립부재(162)를 포함한다.

고정 지지대(161)는 수직하게 기립되어 위치 고정된 것이다. 이러한 고정 지지대(161)에는 와이어(10)를 인출 안내하기 위한 한 쌍의 그립부재(162)가 배치된다. 한 쌍의 그립부재(162) 사이로는 와이어(10)가 인출 안내된다. 한 쌍의 그립부재(162)는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.

고정 지지대(161)에는 와이어(10)를 한 쌍의 그립부재(162) 사이로 인출하기 위한 인출로(163)가 마련될 수 있다.

한 쌍의 그립부재(162) 중 한쪽에 와이어(10)의 인출을 위한 사각형상의 통로가 마련될 수 있다. 다른 한쪽의 그립부재(162)는 와이어(10)의 인출을 돕도록 커버한다.

고정 그립부(160)는, 한 쌍의 그립부재(162)를 상하로 이동시키기 위한 고정 지지대(161)에 배치되는 랙(164), 한 쌍의 그립부재(162)에 결합되는 피니언(165), 및 원판 형상의 그립 핸들(166)을 더 포함할 수 있다.

이에 따라 한 쌍의 그립부재(162)는 그립 핸들(166)에 의해 회전되며, 랙(164)에 물리어 이동 가능한 피니언(165)에 의해 상하로 위치가 조정될 수 있다. 한 쌍의 그립부재(162)는 그립 핸들(166)에 의한 위치 조절에 의해 위치가 정해진 후에 기어 물림에 의해 위치가 고정된다.

한 쌍의 그립부재(162)의 위치를 고정하기 위한 고정 핀(167)이나 스토퍼(168)가 그립 핸들(166) 측에 배치될 수 있다. 고정 핀(167)은 그립 핸들(166)을 관통하여 그립 핸들(166)의 회전을 방지할 수 있으며, 스토퍼(168)는 그립 핸들(166)에 접촉되어 그립 핸들(166)의 회전을 방지할 수 있다.

한편, 고정대(110)에는 와이어(10)를 수평 고정하기 위한 수평 홀더(170)가 마련된다.

수평 홀더(170)는 와이어(10)를 고정대(110) 상에서 덮으면서 와이어(10)의 이동을 안내하는 안내 통로(172)가 마련된 커버(171)와 커버(171)를 고정대(110)에 고정시키기 위한 자석(175)을 포함할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.

10: 와이어 100: 베이스
110: 고정대 120: 상하 이동부
121: 가이드 바 122: 가이드 레일
125: 브레이커 126: 브레이크 부재
127: 솔레노이드 130: 수평 지지대
140: 수평 벤딩부 141: 회전부
142: 가공부재 143: 랙
144: 피니언 145: 벤딩 핸들
146: 가공모터 147: 위치제어 모터
160: 고정 그립부 161: 고정 지지대
162: 그립부재 163: 인출로
164: 랙 165: 피니언
166: 그립 핸들 167: 고정 핀
168: 스토퍼 170: 수평 홀더
171: 커버 172: 안내 통로
175: 자석

Claims

베이스;
상기 베이스 상에 배치되며, 와이어가 절곡되는 접촉면을 제공하는 고정대;
상기 베이스 상에 상하로 이동 가능하게 구성되는 상하 이동부;
상기 상하 이동부의 상부에 연결되며, 상기 고정대 위에 수평 배치되는 수평 지지대;
상기 수평 지지대에 결합되며, 상기 와이어를 잡고 상기 고정대 상에서 벤딩하도록 구성된 수평 벤딩부; 및
상기 와이어가 인출되어 상기 고정대로 안내되도록 구성된 고정 그립부를 포함하고,
상기 고정 그립부는, 상하 방향으로 배치된 고정 지지대; 및 상기 고정 지지대에 위치 고정되며, 와이어를 그립 가능한 한 쌍의 그립부재를 포함하며,
상기 수평 벤딩부는, 상기 수평 지지대에 결합되며, 상부와 하부가 상대 회전 가능하게 구성된 회전부; 상기 회전부의 하부에 결합되며, 와이어가 삽입 가능한 홈부가 있는 한 쌍의 가공부재; 및 상기 회전부의 하부에 결합되며, 상기 회전부의 하부를 회전시키도록 구성된 회전 핸들을 포함하며,
상기 고정 그립부는, 상기 한 쌍의 그립부재를 상하로 이동시키기 위한 상기 고정 지지대에 배치되는 랙, 상기 한 쌍의 그립부재에 결합되는 피니언, 및 그립 핸들을 포함하고,
상기 수평 벤딩부는, 상기 한 쌍의 가공부재를 수평으로 이동시키기 위한 상기 수평 지지대에 배치되는 랙, 상기 한 쌍의 가공부재에 결합되는 피니언, 및 벤딩 핸들을 포함하는 저축 구동기 와이어 가공 시스템.
삭제
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 수평 벤딩부는 상기 한 쌍의 가공부재를 회전시키기 위한 가공모터와, 수평 이동시키기 위한 위치제어 모터를 더 포함하는 저축 구동기 와이어 가공 시스템.
제1 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 고정 지지대에는 상기 와이어를 상기 한 쌍의 그립부재 사이로 인출하기 위한 인출로가 마련되는 저축 구동기 와이어 가공 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 상하 이동부의 상부는 직사각형 단면의 가이드 바이며, 그 하부는 상기 가이드 바가 삽입되어 상하 이동 가능한 가이드 레일이 마련되되, 상기 가이드 바와 상기 가이드 레일에는 상기 가이드 레일에 대한 상기 가이드 바의 높이를 고정하기 위한 브레이커가 마련되는 저축 구동기 와이어 가공 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 고정대에는 상기 와이어를 수평 고정하기 위한 수평 홀더가 마련되되, 상기 수평 홀더는 상기 와이어를 상기 고정대 상에서 덮으면서 상기 와이어의 이동을 안내하는 안내 통로가 마련된 커버와 상기 커버를 상기 고정대에 고정시키기 위한 자석을 포함하는 저축 구동기 와이어 가공 시스템.