KR102021329B1 - 금속제품 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소재를 공급하는 소재공급부의 공급컨베어 사이에 적어도 2개이상 구비되어 소재를 공급컨베어상으로 공급해주는 공급장치; 다수의 롤러가 배치되는 공급컨베어가 구비되고, 상기 공급컨베어의 측단부에 소재정렬장치를 구비하여 공급된 소재를 측부로 밀어 정렬을 행한 후 정렬된 소재를 전진 이송시키는 소재공급부; 상기 소재 공급부에 의해 공급되는 소재를 셋팅하는 소재세팅부; 셋팅이 완료된 소재를 입력된 CAD/CAM프로그램에 의해 아크절단장치에 의해 절단 가공을 행하는 가공부; 절단 가공이 완료된 소재를 크기에 따라 자동으로 선별 이송하여 적재함으로 각각 보내는 자동선별장치; 및 상기 소재세팅부에 의해 공급되는 소재의 투입 길이를 측정할 때에 소재와 회전감지롤러가 접촉되지 않으면서 소재의 투입 길이가 틀리게 측정되는 것을 방지하는 오작동감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

금속제품 절단장치 {CUTTING DEVICE FOR METAL GOODS}

본 발명은 금속제품 절단장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원활한 소재의 공급과 공급 후 소재의 절단 가공을 위한 정확한 셋팅을 하여 소재의 명확한 절단 가공을 행하여 불량률을 최소화할 수 있는 소재 공급 및 셋팅이 용이하고, 소재의 공급 속도 및 공급량을 정확히 측정하면서 금속제품의 절단부위를 정확히 판단하여 절단할 수 있는 금속제품 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 금속판이나 금속튜브 등과 같은 금속모재의 절단에 사용되는 장치 중에서 플라즈마 원리를 이용한 플라즈마 절단기(Plasma cutting machine)는, 금속모재의 절단시 발생되는 소음과 분진을 차단하여 쾌적한 작업환경을 조성할 수 있음은 물론이고, 버(Burr)가 거의 발생하지 않는 우수한 절단면을 얻을 수 있는 등, 기존의 기계식 절단장치가 제공하지 못하는 유리한 장점으로 인하여 금속모재의 절단작업에 널리 이용되고 있다.

상기와 같은 플라즈마 절단기를 이용한 금속모재의 절단과정은, 플라즈마 토치의 노즐과 전극 사이에 아크를 발생시켜 토치의 내부 공간을 플라즈마 상태로 1차 조성시킨 다음, 이 플라즈마를 압축공기 또는 실드가스(차폐가스) 등을 이용하여 절단하고자 하는 금속모재 측으로 불어냄으로서, 플라즈마 토치의 전극 및 금속모재 사이를 플라즈마 상태로 조성하는 한편, 전극과 금속모재 사이의 플라즈마 상태에서 절단전류를 흘려 보냄에 따라 금속 모재를 고온플라즈마에 의하여 절단시키는 과정으로 이루어진다.

상기와 같은 플라즈마 절단기를 이용하여 파이프 형상을 가지는 금속튜브를 절단시키도록 한 거의 모든 종래기술은, 플라즈마 절단기상에 플라즈마 절단토치를 고정시켜 놓은 다음, 금속튜브의 절단면을 절단토치와 인접시켜 금속튜브를 회전시킴에 따라 절단토치에 의하여 금속튜브가 절단되도록 한 것이며, 가장 대표적인 종래기술 문헌으로 국내특허공보 제 10-0722792호(등록일자: 2007년 05월 22일)에 기재된 플라즈마를 이용한 파형강관 절단장치를 들 수 있다.

상기와 같이 플라즈마 절단기상에 금속튜브를 장착하여 금속튜브를 회전시키도록 한 상태에서 플라즈마 절단토치로 금속튜브를 절단시키도록 하게 되면, 플라즈마 절단기상에서 금속튜브를 회전시키는 장치가 매우 정밀하게 제작되어 금속튜브의 회전작동이 한치의 오차없이 완벽하게 이루어져야만 절단토치에 의한 금속튜브의 절단 시작점과 절단 종료점이 어긋나지 않게 된다.

그러나 금속튜브의 회전 시 발생하는 각종 진동이나 충격 및 장치의 기계적 결함 등과 같은 요인으로 인하여, 금속튜브의 회전이 한치의 오차 없이 정확하게 이루어진다는 것은 거의 불가능하게 되므로, 플라즈마 절단토치에 의하여 금속튜브의 절단이 시작되는 지점과 플라즈마 절단토치에 의하여 금속튜브의 절단이 종료되는 지점이 정확하게 일치하지 못하는 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같이 절단토치에 의하여 금속튜브의 절단이 시작되는 지점과 금속튜브의 절단이 종료되는 지점이 정확하게 일치하지 못하게 되면, 절단작업이 완료된 금속튜브의 절단면을 연마가공이나 밀링가공과 같은 추가적인 기계가공을 수행하여 평활하게 처리하여야 함에 따라, 금속튜브의 절단작업에 소요되는 시간과 비용이 과도하게 증가됨은 물론, 금속튜브를 이용한 각종 제품 특히, 가스용기 등의 제조원가를 상승시키는 문제점이 있었다.

상기와 같이 플라즈마 절단토치에 의한 절단면의 어긋남을 최소화시킬 수 있도록, 금속튜브의 절단이 요구되는 금속튜브의 외주면을 따라 다수 개의 플라즈마 절단토치가 배치되도록 할 수도 있으나, 이러한 경우에도 서로 인접하는 각각의 플라즈마 절단토치에 의한 절단면이 완전하게 일치한다는 보장이 없을 뿐만 아니라, 다수 개의 플라즈마 절단토치를 적용시킴에 따라 플라즈마 절단기의 제조와 설비 및 사용과 유지보수에 따른 비용 또한 크게 상승하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 금속튜브 절단용 플라즈마 절단기가 개발되었으며, 종래기술에 따른 절단기는, 절단기의 기초프레임이 되는 베드프레임의 길이 방향을 따라 금속튜브의 이송롤러가 설치되고, 베드프레임의 선단측에는 금속튜브의 고정과 금속튜브의 절단길이를 제한하는 스토퍼가 설치되며, 스토퍼와 일정한 거리를 두고 이격된 위치에는 금속튜브가 중앙부를 따라 삽입되는 링 형상의 가이드레일과 가이드바디가 베드프레임의 바디브라켓에 설치되고, 가이드레일에는 서보모터와 플라즈마 절단토치가 결합된 토치가동기가 설치되며, 토치가동기에는 서보모터와 플라즈마 절단토치의 작동을 위한 토치케이블이 연결되는 한편, 서보모터의 동력을 전달받아 토치가동기가 가이드레일을 따라 회전 이동시키는 구동기어와 토치가 동기의 회전 이동을 안내하는 가동롤러가 각각 설치되며, 가이드레일에는 토치가동기의 구동기어와 맞물리는 기어레일과 토치가동기의 가동롤러와 맞물리는 롤러레일이 형성된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0995149호(2010년 11월 18일 공고, 발명의 명칭 : 금속튜브 절단용 플라즈마 절단기)에 개시되어 있다.

종래기술에 따른 절단기는, 이송되는 금속튜브의 이동량을 정확히 측정할 수 있는 기술구성이 구비되지 않고, 금속튜브의 절단부위를 결정하기 때문에 정확한 위치를 절단하기 어려운 문제점이 있고, 금속튜브의 이동량을 측정하여 절단부위를 결정할 때에 이동 중인 금속튜브와 센서가 슬립되는 오작동이 발생되면 절단작동이 정확한 위치에서 이루어지고 있는지 판단할 수 없어 금속튜브의 절단이 완료된 후에 오작동을 판단할 수 있고, 이러한 이유로 금속튜브의 사용을 필요 이상으로 증가될 수 있는 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 원활한 소재의 공급과 공급 후 소재의 절단 가공을 위한 정확한 셋팅을 하여 소재의 명확한 절단 가공을 행하여 불량률을 최소화할 수 있는 소재 공급 및 셋팅이 용이하고, 소재의 공급 속도 및 공급량을 정확히 측정하면서 금속제품의 절단부위를 정확히 판단하여 절단할 수 있는 금속제품 절단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 소재를 공급하는 소재공급부의 공급컨베어 사이에 적어도 2개이상 구비되어 소재를 공급컨베어상으로 공급해주는 공급장치; 다수의 롤러가 배치되는 공급컨베어가 구비되고, 상기 공급컨베어의 측단부에 소재정렬장치를 구비하여 공급된 소재를 측부로 밀어 정렬을 행한 후 정렬된 소재를 전진 이송시키는 소재공급부; 상기 소재 공급부에 의해 공급되는 소재를 셋팅하는 소재세팅부; 셋팅이 완료된 소재를 입력된 CAD/CAM프로그램에 의해 아크절단장치에 의해 절단 가공을 행하는 가공부; 절단 가공이 완료된 소재를 크기에 따라 자동으로 선별 이송하여 적재함으로 각각 보내는 자동선별장치; 및 상기 소재세팅부에 의해 공급되는 소재의 투입 길이를 측정할 때에 소재와 회전감지롤러가 접촉되지 않으면서 소재의 투입 길이가 틀리게 측정되는 것을 방지하는 오작동감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 오작동감지부는, 이송되는 소재 측면에 일정한 간격을 유지하며 물결 모양의 패턴을 그리는 패턴성형부; 소재 측면에 그려지는 패턴의 돌출부위를 촬영하여 영상신호를 송신하는 포토센서; 및 상기 포토센서로부터 제공되는 영상신호에서 패턴의 돌출부위 개수를 카운트하여 상기 포토센서를 통과한 소재의 길이를 판단하고, 소재의 이동거리가 설정치에 도달되면 정지신호를 송신하여 소재의 절단부위가 상기 아크절단장치에 대향되게 배치되도록 상기 소재세팅부에 제어신호를 송신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 공급장치는, 일단은 상부로 돌출된 지지대를 갖는 다이; 및 상기 지지대에 회전축에 의해 회동 되도록 공급본체를 포함하고, 상기 공급본체의 전후단에는 스프로킷이 구비되어 체인이 결합 되고, 후단스프로킷에는 상기 다이에 구비된 구동모터와 벨트로 결합 되어 모터 구동에 의해 체인이 회전되어 소재를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 금속제품 절단장치는, 소재의 원활한 공급 및 명확한 셋팅에 의해 절단 가공을 함으로써, 불량률을 최소화시킬 수 있고, 작업능률성이 향상됨은 물론 제품의 단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 금속제품 절단장치는, 소재가 이동되는 거리를 감지하고, 금속판재와 절단기 사이의 상대 위치를 판단하여 금속판재의 정확한 위치를 절단하도록 위치 데이터를 제공하는 투입감지센서가 구비되므로 금속판재의 이동 거리를 통하여 금속판재와 절단기 사이의 상대 위치를 계산한 후에 금속판재의 절단위치를 정확히 절단할 수 있어 금형의 베이스패널을 정확한 모양으로 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 금속제품 절단장치는, 투입감지센서가 설치되는 회전감지롤러에 소재가 접촉되지 않고 통과되면서 소재의 투입량과 측정량 사이에 차이가 발생되는지 오작동 여부를 감지하는 오작동감지부가 구비되므로 소재가 투입되는 길이와 측정되는 길이 사이에 오차가 발생되는 경우에는 오작동 신호를 송신하여 절단공정이 중단되게 할 수 있고, 정화치 않은 위치가 절단되어 발생되는 폐 금속제품의 양을 현저하게 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치가 도시된 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치가 도시된 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급컨베이어가 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급장치가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급장치가 도시된 작동 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급장치이 상승상태가 도시된 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재정렬장치가 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 작동 상태도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 배면사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 오작동감지부가 도시된 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 오작동감지부가 도시된 작동 상태도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 오작동감지부가 도시된 블록도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 금속제품 절단장치의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치가 도시된 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치가 도시된 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급컨베이어가 도시된 도면이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급장치가 도시된 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급장치가 도시된 작동 상태도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 공급장치이 상승상태가 도시된 작동 상태도이다.

또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재정렬장치가 도시된 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 작동 상태도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 정면도이다.

또한, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 측면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 소재세팅부가 도시된 배면사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 오작동감지부가 도시된 구성도이다.

또한, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 오작동감지부가 도시된 작동 상태도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 절단장치의 오작동감지부가 도시된 블록도이다.

도 1 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속재품 절단장치는, 다양한 길이의 가공소재를 공급 및 이송하는 소재 공급부(100)와, 공급되는 소재를 세팅하여 고정하는 소재세팅부(300)와, 아크절단장치(410)에 의해 공급된 소재를 절단가공하는 가공부(400)와, 가공부에서 절단 가공이 완료된 소재를 자동선별하여 절재부로 보내는 자동선별장치(500)와, 소재세팅부(300)에 의해 공급되는 소재의 투입 길이를 측정할 때에 소재와 회전감지롤러(311)가 접촉되지 않으면서 소재의 투입 길이가 틀리게 측정되는 것을 방지하는 오작동감지부를 포함한다.

소재를 공급하는 소재공급부(100)는 공급컨베어(110)에 의해 소재가 공급되도록 이루어지며, 상기 공급컨베어는 적어도 2개 이상 구비되고, 공급컨베어 사이에는 측부에서 소재를 공급하는 공급장치(200)가 구비된다.

공급컨베어(110)는 본체(111)에 다수의 롤러(112)가 회동되게 구비되며, 배치되는 롤러의 양 끝단에는 스프로킷(113)이 구비되어 체인(114)과 연동되게 구비되고, 이들의 구동은 하단에 배치된 구동모터(115)의 구동에 의해 구동되어 투입되는 소재를 전진이송시키도록 구성된다.

그리고 본체(111)의 상단에는 투입되는 소재를 일측방향으로 밀착정렬하기 위한 소재정렬장치(120)가 구비된다.

이러한 소재정렬장치(120)는 측부에 고정설치되어 회동하는 가이드롤러(121)와, 타측에 실린더(123)에 의해 전후 이동하여 소재를 밀착시키는 가압롤러(122)로 구성된다.

한편, 공급컨베어(110)의 사이에 구비되는 공급장치(200)는 공급본체(220)와 이를 지지하는 다이(210)로 구비된다.

다이(210)의 선단에는 실린더(240)가 구비되고, 후단에는 상부로 돌출된 지지대(216)가 구비되되, 지지대(216)에는 회전축(250)이 구비된다. 그리고 실린더와 지지대 사이에는 구동모터(211)가 구비된다.

공급본체(220)는 후단이 지지대(216)의 회전축(250)에 의해 결합되어 일정한 각도록 회전되도록 이루어지며, 선단의 하단에는 체결편(226)이 구비되어 실린더(240)의 실린더로드(241)와 결합설치되어 실린더의 작동에 의해 회전축(250)을 중심으로 회동 되도록 이루어진다.

한편, 공급본체(220)의 전,후단에는 스프로킷(221b)(221a)이 구비되되, 체인(222)이 끼워져 구비되고, 후단의 스프로킷(221a)의 측부에는 풀리(223)가 더 구비되어 벨트(215)에 의해 다이(210)에 구비된 구동모터(211)와 체결형성된다.

즉, 구동모터(211)의 작동에 의해 공급본체(220)의 스프로킷(221a)(221b)를 회동시켜 체인이 회전되면 회전되는 체인에 의해 소재를 이송컨베어로 이송시키게 된다.

한편, 공급본체(220)의 선단에 설치되는 스프로킷(221b)의 측단에는 장력을 조절하기 위한 장력조절부(230)가 구비된다.

그리고 소재공급부(100)의 선단에 구비되는 소재세팅부(300)는 본체(301)의 상단 일측부로 투입되는 소재를 안

내하는 안내롤러(310)와 소재가 어느 길이만큼 투입되었는 가를 감지하는 회전감지롤러(311)와, 소재를 안내롤러(310)의 이송 및 투입되는 소재의 폭을 감지하는 측부셋팅장치(320)와, 본체의 직각으로 형성되는 지지대(302)로 투입되는 소재의 높이 및 안내하는 상부셋팅장치(330)로 구비된다.

안내롤러(310)는 본체(301)의 선단 직각으로 구비되는 지지대(302)의 내측단에 한 쌍으로 구비되고, 안내롤러(310)의 일측에는 투입되는 소재가 어느 정도의 길이만큼 투입되었는가를 감지하는 회전감지롤러(311) 및 회전감지롤러(311)의 회전수를 감지하는 투입감지센서(312)가 구비된다.

즉, 투입되는 소재가 안내롤러 및 회전감지롤러에 밀착 투입시 안내롤러 및 회전감지롤러(311)를 회전시키면서 투입되므로 상기 회전감지롤러(311)의 회전수를 투입감지센서(312)에서 감지하여 투입된 길이를 체크 감지할 수 있다.

한편, 측부셋팅장치(320)는 안내롤러(310)와 동일선상에 위치되는 한 쌍의 측부셋팅롤러(322)와, 측부셋팅롤러(322)를 직선이동시키는 측부롤러작동실린더(321)로 구비된다.

측부셋팅롤러(322)는 후단으로 브라켓(323)에 의해 고정되되, 측부셋팅롤러(322)와 브라켓(323)의 사이에는 소재의 가압력을 상승시키기 위한 스프링(322a)이 구비된다.

그리고 브라켓(323)은 하단은 측부롤러작동실린더(321)의 로드(321a)로 결합되어 실린더의 작동에 의해 전후로 이동이 가능하도록 이루어진다.

한편, 상부셋팅장치(330)는 소재를 가압하는 상부셋팅롤러(334)와, 이를 승하강 시키는 상부작동실린더(335) 및 실린더의 승,하강 거리를 감지하기 위한 렉기어(336) 및 피니언(337)으로 구비된다.

즉, 평판(333)의 하단으로 상부셋팅롤러(334)가 조립형성되고, 평판(333)의양단은 슬라이드부재(332)가 구비되어 지지대(302)의 내측벽면 양단에 설치되는 가이드(331)에 조립되어 상하로 슬라이드 가능하도록 이루어진다.

그리고 평판(333)의 상단에는 상부셋팅롤러(334)를 승하강시키는 상부롤러작동실린더(335)가 구비되며, 일단에 렉기어(336)가 구비된다.

렉기어(336)에는 피니언(337)이 맞물려 회전되도록 구비되고, 피니언의 축상에는 피니언의 회전수를 감지하는 감지센서(338)가 구비된다.

즉, 작동실린더(335)의 작동에 의해 상부셋팅롤러(334)가 가이드(331)를 따라 승하강하도록 이루어지며, 롤러의 승하강 시 렉기어(336)가 동시에 하강하면서 맞물려있는 피니언(337)을 회전시키면, 피니언(337)의 축상에 구비된 감지센서(338)가 회전수를 감지하여 상부셋팅롤러(334)가 하강한 거리를 감지함으로써, 투입된 소재의 높이를 감지한다.

또한, 본 실시에의 오작동감지부는, 이송되는 소재의 측면에 일정한 간격을 유지하며 물결 모양의 패턴을 그리는 패턴성형부(10)와, 소재 측면에 그려지는 패턴의 돌출부위를 촬영하여 영상신호를 송신하는 포토센서(30)와, 포토센서(30)로부터 제공되는 영상신호에서 패턴의 돌출부위 개수를 카운트하여 포토센서(30)를 통과한 소재의 길이를 판단하고, 소재의 이동거리가 설정치에 도달되면 정지신호를 송신하여 소재의 절단부위가 아크절단장치(410)에 대향되게 배치되도록 클램핑 수단에 제어신호를 송신하는 제어부(34)를 포함한다.

따라서 소재가 공급되어 소재세팅부(300)에 삽입될 때에 패턴성형부(10)에서 제공되는 휘발성 잉크가 소재 일측에 물결 모양의 패턴을 그리게 되고, 포토센서(30)에 의해 촬영되는 영상신호가 제어부(34)에 송신되면 제어부(34)에서 물결 모양의 패턴 중 돌출부위의 개수를 카운트하여 소재세팅부(300) 내부로 삽입되는 소재의 길이를 정확히 판단하게 된다.

소재가 소재세팅부(300) 내부로 삽입되는 길이가 설정치에 도달되면 제어부(34)로부터 정진신호가 송신되어 소재의 이동이 중단되고, 소재세팅부(300)의 작동에 의해 소재가 구속된다.

이때, 포토센서(30)에서 감지되는 패턴의 돌출부위가 제어부(34)에 다시 송신되고, 포토센서에서 송신되어 제어부에 수신되는 소재의 투입 길이와, 투입감지센서에서 송신되어 제어부에 수신되는 소재의 투입 길이 사이에 설정치 이상의 오차가 발생되면 제어부로부터 오작동 신호가 출려되고, 절단공정이 중단된다.

따라서 소재의 절단부위가 아닌 다른 부위가 절단되는 오작동 및 불량품 발생을 발생할 수 있게 된다.

반대로 포토센서에서 송신되어 제어부에 수시되는 소재의 투입 길이와, 투입감지센서에서 송신되어 제어부에 수신되는 소재의 투입 길이 사이에 설정치 보다 작은 오차가 발생되면 절단공정이 진행된다.

제어부(34)에서 판단되는 소재의 삽입 거리가 설정치에 도달되면 다시 한 번 정지신호를 송신하여 소재세팅부(300)의 구동을 중단시키고, 고정 수단에 구동신호가 송신되어 소재의 전단부를 구속하게 된다.

상기한 바와 같이 소재세팅부(300)가 소재의 후단부를 구속하고, 고정 수단이 소재의 전단부를 구속한 상태에서 절단기가 구동되어 소재(200)의 정확한 위치를 절단할 수 있게 된다.

본 실시예의 패턴성형부(10)는, 이송테이블 일측에 구비되는 지지대(82)에 설치되고, 소재세팅부(300) 일측에 배치되는 제1케이스(12)와, 제1케이스(12)에 회전 가능하게 설치되고, 이송컨베이어 측으로 돌출되게 배치되며, 이송되는 소재에 접촉되면서 휘발성 잉크를 소재 측면에 도포하여 물결 모양의 패턴을 성형하는 드로잉부재(14)와, 드로잉부재(14)를 수직방향으로 왕복운동시키도록 제1케이스(12) 내부에 설치되고, 로드가 드로잉부재(14)에 회전 가능하게 연결되는 구동실린더(17)와, 소재의 두께에 따라 물결모양의 돌출부위 높이를 조절할 수 있도록 드로잉부재(14)가 상승 또는 하강되는 폭을 조절하는 간격조절부(18)를 포함한다.

본 실시예의 포토센서(30)는, 이송컨베이어 초입에 설치되고, 소재의 두께를 판단할 수 있도록 이송테이블에 공급되는 소재를 촬영하여 제어부(34)에 신호를 송신하는 제1센서와, 소재세팅부 일측에 설치되어 소재세팅부에 진입하는 소재의 길이를 측정하는 제2센서와, 소재세팅부 일측에 설치되어 소재세팅부에 진입하는 소재의 길이를 측정하는 제3센서를 포함한다.

본 실시예의 도면에는 제3센서만이 도시되었지만, 본 발명의 기술구성을 인지한 당업자가 제1센서 및 제2센서를 추가하여 설치하는 것은 용이하므로 제1센서 및 제2센서의 구체적인 도면은 생략하기로 한다.

본 실시예의 드로잉부재는, 지지대(82)에 제1힌지(14b)에 의해 중앙부가 회전 가능하게 연결되어 지지되는 공급관부재(14a)와, 공급관부재(14a)의 외측 단부에 교체부(50)에 의해 연결되는 붓부재(16)와, 공급관부재(14a)에 연결되어 휘발성 잉크를 공급하는 호스부재를 포함한다.

따라서 호스부재에 설치되는 펌프의 작동에 의해 호스부재를 통해 휘발성 잉크가 공급되면 공급관부재(14a) 및 교체부(50)를 통과하는 휘발성 잉크가 붓부재(16)에 적셔지고, 이송되는 소재의 측면에 붓부재(16)가 접촉되면서 휘발성 잉크가 소재 측면에 그려지게 된다.

이때, 공급관부재(14a)의 후단부에 제2힌지(14c)에 의해 회전 가능하게 연결된 로드가 구동실린더(17)로부터 일정한 속도로 출몰되므로 공급관부재(14a)의 내측 단부가 상승 및 하강을 반복하여 붓부재(16)가 규칙적으로 승강되면서 이송 중인 소재 측면에 물결모양의 패턴을 그리게 된다.

간격조절부(18)는, 공급관부재(14a)의 외측 단부의 상승 정도를 제한하도록 제1케이스(12) 상면으로부터 하측 방향으로 연장되게 설치되는 제1조절실린더(18a)와, 공급관부재(14a)의 외측 단부의 하강 정도를 제한하도록 지지대(82)로부터 상측 방향으로 연장되게 설치되는 제2조절실린더(18b)를 포함한다.

따라서 제1센서로부터 제공되는 영상신호에 따라 제어부(34)에서 소재의 두께를 판단하고, 제1조절실린더(18a)와 제2조절실린더(18b)에 구동신호를 송신하여 붓부재(16)가 승강되는 폭이 소재의 두께보다 작아지도록 제어하게 된다.

또한, 본 실시예는, 소재에 장기간 접촉되면 마모되는 붓부재(16)를 교체할 수 있도록 공급관부재(14a)에 착탈 가능하게 설치되고, 붓부재(16)가 연결되는 교체부(50)와, 교체부(50)와 공급관부재(14a)의 연결상태를 연결 또는 분리시키는 착탈부(70)를 더 포함한다.

따라서 붓부재(16)가 마모되어 소재에 그려지는 패턴이 포토센서(30)에서 감지되지 않으면 작업자는 착탈부(70)를 조작하여 교체부(50) 및 붓부재(16)를 공급관부재(14a)로부터 분리시켜 새로운 교체부(50) 및 붓부재(16)로 손쉽게 교체할 수 있게 된다.

본 실시예의 교체부(50)는, 붓부재(16)가 일체로 연결되고, 공급관부재(14a)에 구비되는 제1유로(52b)와 연결되어 통하도록 제2유로(54a)가 구비되는 착탈블록(52)과, 공급관부재(14a) 외측 단부에 형성되는 착탈홈부(54)와, 착탈홈부(54)에 삽입되도록 착탈블록(52)에 구비되는 돌출부(52a)를 포함한다.

따라서 붓부재(16)가 마모되어 소재에 패턴을 그리지 못하게 되면 작업자는 착탈블록(52)을 공급관부재(14a)로부터 분리시켜 새로운 붓부재(16)가 구비되는 착탈블록(52)으로 교체하여 설치할 수 있게 된다.

본 실시예의 착탈부(70)는, 돌출부(52a)에 형성되는 후크부재(72)와, 후크부재(72)와 걸림결합되도록 착탈홈부(54) 내측으로 출몰 가능하게 설치되는 걸림부재(74)와, 걸림부재(74)를 착탈홈부(54) 내측으로 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성부재(76)와, 걸림부재(74)를 착탈홈부(54) 외측으로 후퇴시키도록 걸림부재(74)로부터 공급관부재(14a) 외측으로 연장되는 와이어에 설치되는 레버부재(78)를 포함한다.

따라서 작업자가 돌출부(52a)를 착탈홈부(54)에 삽입시키면 후크부재(72)가 걸림부재(74)를 가압하여 후퇴시키면서 삽입되고, 돌출부(52a)의 삽입이 완료되면 탄성부재(76)의 복원력에 의해 걸림부재(74)가 착탈홈부(54) 내측으로 돌출되면서 후크부재(72)와 걸림부재(74)가 걸림결합되어 착탈블록(52)과 공급관부재(14a)의 연결이 이루어지게 된다.

이후에, 착탈블록(52) 및 붓부재(16)를 교체할 때에는 작업자가 레버부재(78)를 당기면서 탄성부재(76)를 압축시키고, 걸림부재(74)를 착탈홈부(54) 외측으로 후퇴시키면 걸림부재(74)와 후크부재(72)의 걸림결합이 해제되면서 착탈블록(52)과 공급관부재(14a)의 연결이 해제되어 교체작업을 행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 절단장치에 따른 작용 및 작동상태를 설명하기로 한다.

먼저, 절단장치(10)의 제어부에는 절단 가공할 소재의 절단방법에 대한 CAD/CAM 프로그램이 입력된 상태이다.

가공할 소재는 소재적재부에 적재된 상태에서 공급장치(200)에 의해 공급컨베어(110)로 이송되며, 공급컨베어에 의해 소재를 소재세팅부(300)로 보내어 셋팅을 행한 후, 가공부의 아크절단장치에 의해 가공이 이루어지며, 가공이 끝난 소재는 소재선별장치에 의해 길이에 따라 각각 선별되어 배출하도록 이루어진다.

더욱 상세히 살펴보면 첨부 도면 도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이, 소재는 소재적재부에 배치된다.

한편, 공급장치의 후단은 소재적재부로 향하도록 배치되며, 선단부는 공급컨베어(110)의 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

그리고 소재투입을 위해 공급장치(200)는 다이(210)에 구비된 실린더(240)가 작동하여 공급본체(220)를 회전축(250)을 중심으로 상승 회전된 상태로 유지하는 것이 바람직하다.

이러한 상태에서 구동모터(211)가 작동하면, 체인(222)에 의해 연동 설치된 스프로킷(221a)(221b)가 회전하게 되고, 소재적재부의 소재가 공급본체(220)의 상단 체인(222)에 안착되면, 회전되는 체인(222)에 의해 소재는 공급컨베어(110) 상으로 이송 공급된다.

이와 같이 공급이 완료되면 실린더(240)가 작동하여 공급본체(220)를 하강시켜 소재가 공급건베어(110) 상에 배치된 롤러(112)에 안착되도록 한다.

이와 같이 소재가 안착되면 구동모터(115)에 의해 회전되는 롤러(112)에 의해 소재가 전진 투입되며, 투입되는 소재는 공급컨베어(110)의 측단에 구비된 소재정렬장치(120)에 의해 일측부에 설치된 가이드롤러(121)의 측단으로 밀리면서 일 방향으로 정렬을 행하게 된다.

즉, 소재가 어느 정도 전진을 행하면 소재정렬장치(120)의 실린더(123)가 작동을 하여 가압롤러(122)를 전진시켜 소재를 밀어 가이드롤러(121)로 밀착시키게 된다.

일측단에 밀착된 소재는 계속적으로 전진을 하여 소재세팅부(300)에서 재 셋팅 및 투입된 소재의 정보를 수집하여 수집된 정보를 제어부로 보내어 절단을 행하도록 한다.

소재가 안내롤러(310) 까지 향하면 측부셋팅장치(320)의 작동실린더(321)이 작동하여 측부셋팅롤러(322)가 안내롤러(310) 쪽으로 밀려들어오면서 더욱더 소재를 가압하여 견고하게 밀착시키게 되며, 측부셋팅롤러(322)가 밀려들어가는 거리가 제어부로 입력된다.

또한, 상부셋팅장치(330)의 작동실린더(335)가 작동하여 상부셋팅롤러(334)를 하강시킴과 동시에 피니언(337)과 맞물려 있는 렉기어(336)가 하강하게 된다.

이때, 렉기어(336)의 하강시 피니언(337)의 회전수를 감지센서(338)가 감지하여 상부셋팅롤러(334)의 하강 거리가 제어부로 송신된다.

이와 같이, 측부셋팅롤러(322)의 이동거리 및 상부셋팅롤러(334)의 하강거리는 투입된 소재의 폭과 높이를 측정함은 물론 소재의 절단가공시 견고히 고정시키는 역할을 행하게된다.

상기와 같이, 투입된 소재의 폭 및 높이가 제어부에 전달되며, 입력된 소재의 절단범위에 따라 절단 가공을 행하게 된다.

한편, 소재의 절단 위치는 회전감지롤러(311)에 의해 절단 위치가 셋팅 된다. 즉, 투입되는 소재가 회전감지롤러(311)를 회전시키게 되고 회전되는 회전수를 투입감지센서(312)에서 감지하여 몇 mm가 투입되었는가를 감지하여 절단위치가 초과되었을 시에는 모터(350)을 역회전하여 소재를 후단으로 이송시키게 된다.

이때, 소재의 측면에 붓부재(16)가 접촉되면서 물결 모양의 패턴을 그리게 되고, 포토센서(30)에 패턴의 돌출부의 개수를 측정하여 소재가 투입된 길이를 측정하여 제어부(34)에 송신하게 되는데, 투입감지센서(312)에서 제공되는 거리와 포토센서(30)에서 제공되는 거리 사이에서 오차가 발생될 때에 오차가 설정치를 초과하게 되면 제어부(34)로부터 정지신호가 송신된다.

이는 소재가 회전감지롤러(311)와 접촉되지 않고 통과되었음을 의미하므로 소재의 절단부위가 아닌 다른 부위를 절단하게 되는 오작동 및 이에 따른 불량품 생산을 방지할 수 있게 된다.

즉, 소재가 소재세팅부(300)로 투입되면 측부셋팅장치(320) 및 상부셋팅장치(330)가 작동하여 투입되는 소재를 더욱 견고히 고정셋팅함과 동시에 이동한 측부셋팅롤러(322) 및 상부셋팅롤러(334)의 이동거리 값이 제어부에서 감지하여 어떠한 종류의 소재가 투입되었는지를 감지하게 된다.

이와 같이 투입된 소재의 종류가 입력되면, 이미 입력된 소재의 종류에 따른 가공 값에 따라 소재의 가공을 행하게 된다.

또한, 소재의 절단위치는 회전감지롤러의 회전수를 투입감지센서(312)에서 감지하여 정확하게 셋팅하여 절단을 행하게 되고, 포토센서(30)로부터 수신되는 투입 길이를 바탕으로 하여 회전감지롤러의 슬립 여부를 판단하여 오작동을 방지하게 된다.

상기와 같이 절단 위치가 정확하게 셋팅되면, 가공부(400)의 아크절단장치(410)에 의해 소재의 절단 가공이 이루어진다.

이와 같이 정확한 투입된 소재의 정보를 확인하고 절단 위치를 셋팅하여 소재를 가공함으로써, 제품생산에 따른 소재의 재료를 최소화로 줄일 수 있으며, 불량률을 최소화할 수 있다.

한편, 상기와 같이 절단된 소재는 자동선별장치(500)에 의해 선별과정을 거쳐 선별적재된다.

이로써, 원활한 소재의 공급과 공급 후 소재의 절단 가공을 위한 정확한 셋팅을 하여 소재의 명확한 절단 가공을 행하여 불량률을 최소화할 수 있는 소재 공급 및 셋팅이 용이하고, 소재의 공급 속도 및 공급량을 정확히 측정하면서 금속제품의 절단부위를 정확히 판단하여 절단할 수 있는 금속제품 절단장치를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 금속제품 절단장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 금속제품 절단장치가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 절단장치가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

14 : 드로잉부재 16 : 붓부재
17 : 구동실린더 18 : 간격조절부
30 : 포토센서 32 : 제2케이스
34 : 제어부 50 : 교체부
52 : 착탈블록 54 : 착탈홈부
70 : 착탈부 72 : 후크부재
74 : 걸림부재 76 : 탄성부재
100: 소재공급부 110: 공급컨베어
120: 소재정렬장치 121: 가이드롤러
122: 가압롤러 123: 실린더
200: 공급장치 210: 다이
211: 구동모터 212,223: 풀리
216: 지지대 220: 공급본체
221a,221b: 스프로킷 230: 장력조절부
240: 실린더 250: 회전축
300: 소재세팅부 310: 안내롤러
311: 회전감지롤러 312: 투입감지센서
320: 측부셋팅장치 321: 측부롤러작동실린더
322: 측부셋팅롤러 322a: 스프링
330: 상부셋팅장치 331: 가이드
332: 슬라이드부재 333: 평판
334: 상부셋팅롤러 355: 상부롤러작동실린더
336: 렉기어 337: 피니언
338: 감지센서 400: 가공부
410: 아크절단장치 500: 선별장치

Claims (3)

1. 소재를 공급하는 소재공급부의 공급컨베어 사이에 적어도 2개이상 구비되어 소재를 공급컨베어상으로 공급해주는 공급장치;
   다수의 롤러가 배치되는 공급컨베어가 구비되고, 상기 공급컨베어의 측단부에 소재정렬장치를 구비하여 공급된 소재를 측부로 밀어 정렬을 행한 후 정렬된 소재를 전진 이송시키는 소재공급부;
   상기 소재 공급부에 의해 공급되는 소재를 셋팅하는 소재세팅부;
   셋팅이 완료된 소재를 입력된 CAD/CAM프로그램에 의해 아크절단장치에 의해 절단 가공을 행하는 가공부;
   절단 가공이 완료된 소재를 크기에 따라 자동으로 선별 이송하여 적재함으로 각각 보내는 자동선별장치; 및
   상기 소재세팅부에 의해 공급되는 소재의 투입 길이를 측정할 때에 소재와 회전감지롤러가 접촉되지 않으면서 소재의 투입 길이가 틀리게 측정되는 것을 방지하는 오작동감지부를 포함하고,
   상기 오작동감지부는,
   이송되는 소재 측면에 일정한 간격을 유지하며 물결 모양의 패턴을 그리는 패턴성형부;
   소재 측면에 그려지는 패턴의 돌출부위를 촬영하여 영상신호를 송신하는 포토센서; 및
   상기 포토센서로부터 제공되는 영상신호에서 패턴의 돌출부위 개수를 카운트하여 상기 포토센서를 통과한 소재의 길이를 판단하고, 소재의 이동거리가 설정치에 도달되면 정지신호를 송신하여 소재의 절단부위가 상기 아크절단장치에 대향되게 배치되도록 상기 소재세팅부에 제어신호를 송신하는 제어부를 포함하고,
   상기 공급장치는,
   일단은 상부로 돌출된 지지대를 갖는 다이; 및
   상기 지지대에 회전축에 의해 회동 되도록 공급본체를 포함하고,
   상기 공급본체의 전후단에는 스프로킷이 구비되어 체인이 결합 되고, 후단스프로킷에는 상기 다이에 구비된 구동모터와 벨트로 결합 되어 모터 구동에 의해 체인이 회전되어 소재를 공급하고,
   상기 패턴성형부는,
   이송테이블 일측에 구비되는 상기 지지대에 설치되고, 상기 소재세팅부 일측에 배치되는 제1케이스;
   상기 제1케이스에 회전 가능하게 설치되고, 이송컨베이어 측으로 돌출되게 배치되며, 이송되는 소재에 접촉되면서 휘발성 잉크를 소재 측면에 도포하여 물결 모양의 패턴을 성형하는 드로잉부재;
   상기 드로잉부재를 수직방향으로 왕복운동시키도록 상기 제1케이스 내부에 설치되고, 로드가 상기 드로잉부재에 회전 가능하게 연결되는 구동실린더; 및
   소재의 두께에 따라 물결모양의 돌출부위 높이를 조절할 수 있도록 상기 드로잉부재가 상승 또는 하강되는 폭을 조절하는 간격조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속제품 절단장치.
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