KR102023471B1 - 워터젯을 이용한 석재 절단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터젯을 이용한 석재 절단 장치에 관한 것으로, 양쪽으로 형성되어 지지바에 의해 연결된 프레임부; 석재 표면에 물을 고압 분사하도록 형성된 워터젯; 상기 프레임부를 따라 X축 및 Y축으로 이송하는 워터젯 이송부; 상기 워터젯보다 아래에 형성되어 상기 지지바를 따라 Y축으로 이동하여 석재표면을 스캔하는 스캔장치; 상기 워터젯 이송부에 설치되고 상기 워터젯과 결합되며, Z축으로 이송시키는 실린더; 상기 워터젯이 분사하도록 물이 저장된 물탱크; 상기 워터젯 이송부에 구비되어 워터젯을 회전시키도록 구성된 회전구동부; 상기 워터젯, 워터젯 이송부, 스캔장치 및 상기 회전구동부와 연동되어 제어하도록 형성된 제어부를 포함하고, 상기 워터젯은 상기 물탱크로부터 물을 수용하는 수용부; 상기 수용부 하단에 구비되고 급격하게 폭이 좁아지도록 형성된 분사홈 및 석재표면으로부터의 거리를 감지하는 제2 센서부를 포함할 수 있으며,
제2 실시 예에 의하여 상기 프레임부 중하단에 형성된 상기 지지바가 석재 높이에 따라 Z축으로 움직이도록 하는 높이조절부; 상기 높이조절부가 높이를 조절하기 위해 석재표면으로부터의 거리를 감지하는 제3 센서부; 워터젯 내부에 각도가 조절되어 물을 분사하며 여러 개로 이루어진 분사구를 포함하고,
본 발명의 제3 실시 예에 의하여 상기 워터젯은 적층구조로 형성되도록 상기 워터젯 상측에 설치되되 세부적으로 이송할 수 있는 이동층; 상기 워터젯의 내부에 형성된 수용부 하단에 여러 개의 판이 적층구조로 형성되어 있어 분사하는 너비를 조절하는 너비조절부를 더 포함한 워터젯을 이용한 석재 절단 장치에 관한 것이다.

Description

워터젯을 이용한 석재 절단 장치{STONE CUTTING SYSTEM USING WATERJET}

본 발명은 워터젯을 이용한 석재 절단 장치에 관한 것으로, 물을 분사하는 범위가 길게 형성된 워터젯을 이용하여 다양한 형상으로 절단하되 표면이 매끄러운 절단이 가능한 워터젯을 이용한 석재 절단 장치에 관한 것이다.

과거의 석재 절단 장치는 주로 톱니형으로 형성되어 톱니가 회전하여 석재를 절단하는 방식이 대부분이었다.

이때, 톱니를 이용하여 석재를 사선으로 절단할 경우, 석재가 파손되기 쉽게 파손되는 문제점이 많이 발생하여 석재를 사선으로 절단하는데 제한적이었고, 또한 다량의 분진이 많이 발생하여 작업자의 건강을 해치는 문제점이 발생하였다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 워터젯을 이용하여 석재를 절단하는 기술이 발전하였고, 이에 따라, 석재를 정밀하게 절단하는 것이 가능하며 분진현상이 줄게 되어 작업장의 환경이 개선되었다.

그러나, 통상적인 워터젯은 워터젯의 직경이 급격하게 좁아진 노즐로 형성되어 분사범위가 매우 좁아 석재를 절단하는 시간이 상당히 소요되며, 더불어 한번에 절단하는 것이 아닌 일측에서 타측으로 이동하면서 절단함으로써 절단표면이 일정하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 워터젯의 분사홈을 길게 형성하고 모터에 의해 X, Y, Z 축으로 움직일 수 있어 다양한 각도로 석재를 절단할 수 있는 워터젯을 이용하여 제어부를 통해 자신이 원하는 석재의 절단 지점을 정하는 것이 가능한 워터젯을 이용한 석재 절단 장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 석재 절단 장치는 양쪽으로 형성되되 지지바에 의해 연결된 프레임부; 석재 표면에 물을 고압 분사하도록 형성된 워터젯; 상기 프레임부를 따라 X축 및 Y축으로 이송시키도록 형성되는 워터젯 이송부; 상기 워터젯보다 아래에 형성되어 상기 지지바를 따라 Y축으로 이동하여 석재표면을 스캔하는 스캔장치; 상기 워터젯 이송부에 설치되어 상기 워터젯과 결합되며, Z축으로 이송시키는 실린더; 상기 워터젯이 분사하도록 물을 저장하는 물탱크; 상기 워터젯 이송부에 구비되어 워터젯을 회전시키도록 구성된 회전구동부; 상기 워터젯, 워터젯 이송부, 스캔장치 및 상기 회전구동부와 연동되어 제어하도록 형성된 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 프레임부는 레일로 이송된 석재로부터의 거리를 측정하는 제1 센서부; 상기 제1 센서로부터 측정된 거리가 일정거리에 도달하면 자동으로 이송하고 있는 석재를 멈추게 하는 자동멈춤장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 워터젯은 일측면에 물탱크와 연결하도록 홀이 형성된 연결홀; 상기 워터젯 내부에 형성되며, 상기 물탱크로부터 받은 물을 수용하는 수용부; 상기 수용부 하단에 구비되고 급격하게 폭이 좁아지도록 형성된 분사홈 및 상기 분사홈과 석재표면 사이의 거리를 감지하는 제2 센서부를 포함할 수 있다.

또한, 스캔장치는 레이저를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 스캔장치로부터 스캔된 석재표면의 데이터를 변환하는 변환부; 상기 변환부에서 변환된 데이터를 표시하는 디스플레이; 상기 디스플레이로부터 표시된 석재표면 중 절단할 부분을 지정하도록 데이터를 입력하는 입력부 및 상기 입력부로부터 입력된 데이터를 상기 워터젯, 워터젯 이송부, 실린더 및 회전구동부에 전달하는 출력부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 워터젯, 워터젯 이송부, 스캔장치, 실린더 및 상기 회전구동부와 무선으로 통신하도록 하는 통신모듈을 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 석재 절단 장치는 상기 프레임부 중하단에 형성된 상기 지지바가 석재 높이에 따라 Z축으로 움직이도록 하는 높이조절부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 높이조절부가 상기 석재의 높이에 따라 조절하기 위해 상기 석재표면으로부터의 거리를 감지하는 제3 센서부를 더 포함할 수 있다.

또한, 워터젯 내부에 형성되되 각도가 조절되어 물을 분사하는 분사구를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 워터젯은 적층구조로 형성되도록 상기 워터젯 상측에 설치되되 세부적으로 이송할 수 있는 이동층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 워터젯은 상기 수용부 하단에 구비되되 적어도 2개 이상을 포함하여 적층구조로 형성되며, 분사하는 너비를 조절하는 너비조절부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 석재 절단 장치는 워터젯이 길게 형성되어 한번에 절단할 수 있음으로써, 석재의 절단면이 매끄럽게 형성될 수 있다.

또한, 워터젯의 분사홈이 길게 형성됨으로써, 석재를 한번에 절단할 수 있다.

또한, 석재의 분진현상을 방지 할 수 있어 작업환경을 개선할 수 있다.

또한, 회전구동부가 구비됨으로써, 워터젯은 다양한 각도로 석재를 절단할 수 있다.

또한, 워터젯은 내부에 개별적으로 각도조절이 가능한 다수개의 분사구를 포함하고 있고, 높이조절부가 형성되었으며, 적층구조이고 워터젯 상측에 이동층이 형성되고, 그 내부에는 여러 개의 판이 적층구조로 형성됨으로써, 석재를 절단하는 범위 조절이 용이하고, 다양한 높이를 가진 석재를 절단이 가능하며, 세부적인 절단이 가능한 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 석재 절단 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 프레임부 중하단에 설치된 스캔장치의 작동예시도이다.
도 3의 (a)는 도 1의 A를 확대한 확대도이고, (b)는 도 1 B의 후방을 확대한 확대도이다.
도 4는 도 1에 도시된 워터젯을 확대한 확대도이다.
도 5의 (a)는 도 4의 확대된 워터젯의 A-A 단면을 나타낸 단면도다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 석재 절단 장치의 구성들 간의 연결을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 석재 절단 장치를 나타낸 사시도이다.
도 8는 도 7의 프레임부에 형성된 높이조절부를 확대하여 작동을 보여주는 작동 예시도이다.
도 9는 도 7의 분사구를 포함한 워터젯을 확대한 사시도이다.
도 10은 도 9의 확대된 워터젯의 B-B 단면을 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 석재 절단 장치를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11의 석재 절단 장치의 적층으로 형성된 워터젯을 확대한 확대도이다.
도 13은 도 12의 워터젯의 C-C 단면을 나타낸 단면도이다.
도 14의 (a)는 도 12의 확대된 워터젯의 D-D 단면을 나타낸 단면도 이고, (b)는 워터젯 내부에 형성된 너비조절부의 작동 예시도이다.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명에서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 “포함하다”, “구비하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 14를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 석재 절단 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 프레임부 중하단에 설치된 스캔장치의 작동예시도이며, 도 3의 (a)는 도 1의 A를 확대한 확대도이고, (b)는 도 1 B의 후방을 확대한 확대도이고, 도 4는 도 1에 도시된 워터젯을 확대한 확대도이고, 도 5의 (a)는 도 4의 확대된 워터젯의 A-A 단면을 나타낸 단면도다.

먼저, 석재가 어떻게 절단되는지 요약하자면 도 1에 도시된 바와 같이, 석재(S)는 레일(R)에 따라 X축 후측으로 이송되고, 석재가 이송되는 도중에 제1 센서부(30)에 의해 적정거리가 감지되면, 자동멈춤장치(40)에 의해 레일(R)이 일시정지하게 된다.

레일(R)이 정지하게 되면, 스캔장치(200)가 Y축을 따라 석재(S)의 표면을 스캔한 후, 스캔한 석재(S)표면의 데이터를 얻어 변환하여 제어부(600)의 디스플레이(620)에 표시하게 된다. 이 후, 화면에 표시된 데이터에 작업자로부터 석재의 절단할 부분에 대한 데이터를 입력 받을 수 있다. 절단할 부분의 데이터를 입력한 후에, 제어부(600)는 워터젯(500), 워터젯 이송부(100), 스캔장치(200), 실린더(300) 및 회전구동부(400)로 전달하여 입력된 데이터에 따라 석재를 절단하고 절단이 완료되면 석재(S)는 다시 레일(R)을 따라 X축의 후측으로 이동하게 된다.

이하에서는 석재를 절단하는 본 발명의 전체적인 구성 및 작동을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

구체적으로, 제1 실시 예에 따른 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 프레임부(10), 지지바(20), 제1 센서부(30), 자동멈춤장치(40), 워터젯(500), 워터젯 이송부(100), 스캔장치(200), 실린더(300), 물탱크(WT), 회전구동부(400) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다.

먼저, 프레임부(10)는 석재 절단 장치를 구성하는 하나의 틀이며, 양쪽으로 형성될 수 있다.

또한, 양쪽으로 형성된 프레임부(10)는 지지바(20)에 의해 서로 연결될 수 있다.

이때, 프레임부(10)에는 제1 센서부(30)가 형성될 수 있다.

제1 센서부(30)는 X축 후방향으로 레일(R)을 따라 이송되는 석재(S)의 면까지의 거리를 감지하는 것으로, 석재(S)의 이송이 감지되면 설정된 시간 후에 제1 센서부(30)와 연동되는 자동멈춤장치(40)로 신호를 인가하여 자동멈춤장치(40)에 의해 프레임부(10) 중간에 석재(S)의 이송을 멈추도록 할 수 있다.

또한, 프레임부(10)의 중하단에는 스캔장치(200)가 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스캔장치(200)는 레일(R)을 따라 이송되었다가 잠시 멈추게 된 석재(S)의 표면에 대하여 Y축 방향으로 움직여 스캔하는 장치로, 스캔장치(200)의 하면으로부터 나오는 레이저 등을 이용하여 석재(S)의 표면을 스캔하도록 형성될 수 있다.

이를 위해, 스캔장치(200)의 양 측면에는 롤러(210)가 형성되며, 롤러(210)는 지지바(20)를 따라 움직일 수 있다.

이때, 롤러(210)는 지지바(20)로부터 이탈되지 않는 것이 바람직하므로, 지지바(20)에는 롤러(210) 일부가 삽입되도록 소정의 깊이를 형성하는 가이드홈(220)이 형성될 수 있다.

즉, 스캔장치(200)는 가이드홈(220)을 따라 이동하는 롤러(210)에 의해 레일(R)의 일측면에서 타측면으로 이송가능하며, 이를 통해, Y축 방향으로 이송하여 석재(S)표면을 스캔할 수 있다.

석재(S)의 표면을 스캔한 스캔장치(200)는 스캔된 석재(S)표면에 대한 데이터가 생성되는데, 생성된 석재(S)표면의 데이터는 제어부(600)로 전송될 수 있다. 스캔된 석재(S)표면의 데이터가 제어부(600)로 전송하는 것에 관한 내용은 도 6에서 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 다시 참조하면, 프레임부(10) 상단에는 X축 및 Y축으로 동시에 이송되는 워터젯 이송부(100)가 형성될 수 있다. 도면에서는 워터젯 이송부(100)가 렉과 피니언 기어로 형성되는 것으로 도시되었으나, 이는 한정적이지 아니하며, 롤러나 레일으로도 형성될 수 있다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 워터젯 이송부(100)는 X축으로 이송되도록 형성될 수 있으며, 이를 위해 측면에는 X축모터(110)가 구비될 수 있다.

여기서, X축모터(110)는 X축가이드(111)부에 따라 도면에 도시된 화살표 방향으로 움직이도록 동력을 제공할 수 있다.

또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 워터젯 이송부(100)는 Y축으로 이송되도록 형성될 수 있으며, 이를 위해 Y축모터(120)가 구비될 수 있다.

구체적으로, Y축모터(120)하단에 Y축모터(120)가 Y축을 따라 움직이도록 일정 깊이로 파여진 Y축 가이드부(121)가 구비될 수 있다. 이때, Y축 가이드부(121)를 따라 이동할 수 있는 이동체가 결합되어 이동체에 의해 Y축모터(120)가 이동할 수 있다.

여기서, 이동체는 한정되지 않으며 도면에 표기된 바와 같이 기어일 수 있고, 그 외에 롤러 일 수도 있다. 즉, 이동체를 가이드 하기 위한 Y축 가이드부(121)는 이동체가 기어로 형성될 시에는 도면에 표기된 바와 같이 레크기어로 형성될 수 있고, 롤러로 형성될 시에는 레일로 형성될 수 있다.

Y축모터(120)의 전면에는 상하방향으로 길이를 형성하는 실린더(300)가 형성될 수 있다.

또한, 실린더(300)의 끝단에는 워터젯(500)이 연결되어, 워터젯(500)이 실린더(300)에 의해 Z축으로 움직일 수 있다.

또한, 실린더(300) 상면에는 지지판(130)이 형성되어 Y축모터(120)와 실린더(300)를 동시에 고정시킬 수 있다.

또한, 지지판(130)의 상면에는 회전구동부(400)가 형성될 수 있다.

여기서, 회전구동부(400)는 지지판(130)을 매개체로 하여 실린더(300) 및 워터젯(500)이 동작할 수 있도록 시계 또는 반시계 방향으로 움직일 수 있다.

이에 따라, 워터젯(500)은 각도조절이 용이하여 석재(S)를 평면에서 보았을 때, 사선으로 절단할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

또한, 워터젯(500)은 물탱크(WT) 사이에 호스(H)로 연결될 수 있다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프(P)가 동력을 이용하여 물탱크(WT)안에 있는 물을 호스(H)를 통하여 워터젯(500)으로 전달하도록 형성될 수 있다.

따라서, 물탱크(WT)로부터 물을 공급받아 고압 분사하여 석재(S)를 절단할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 워터젯(500)을 확대하여 살펴보면, 워터젯(500)은 연결홀(510), 제2 센서부(520), 수용부(530) 및 분사홈(540)을 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 워터젯(500) 일측면에는 호스가 연결될 수 있는 연결홀(510)이 형성될 수 있어, 작동시에는 호스가 결속 되어있다가 작업이 완료될 때에는 분리되도록 형성될 수 있다.

또한, 워터젯(500)의 측면에는 제2 센서부(520)가 형성될 수 있다.

제2 센서부(520)는 레일(R)을 따라 이송된 석재(S)의 표면으로부터 워터젯(500) 내부에 형성된 분사홈(540)의 밑단까지의 거리를 측정하여 감지하는 것으로, 실린더(300)가 Z축으로 하방으로 움직이다가 일정거리에 도달하면 제2 센서부(520)는 설정된 일정거리를 감지하고, 실린더(300)의 작동을 잠시 멈추게 하여 워터젯(500)이 석재(S)의 표면방향으로 분사하도록 형성될 수 있다.

이때, 일정거리는 워터젯(500)이 석재를 절단하는 것이 가능한 거리로 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 워터젯(500) 내부의 상측은 수용부(530), 하측은 분사홈(540)이 형성될 수 있다.

수용부(530)는 물탱크(WT)부터 나온 물을 수용할 수 있다

여기서, 수용부(530)의 단면 모양은 상단에는 사각형상으로 이루어지다가 하단에서는 경사를 이루어 급격하게 좁아지도록 형성될 수 있다.

분사홈(540)은 수용부(530)에서 연장되도록 아래에 위치하여, 수용부(530)안에 있는 물이 석재(540)의 표면방향으로 분사하도록 형성될 수 있다.

이때, 분사홈(540)은 폭이 매우 좁고 종방향으로 긴 사각형으로 형성될 수 있다. 또한, 분사홈(540)의 폭은 수용부(530)의 폭보다 적게 형성될 수 있는데, 이때, 비율은 수용부(530)의 폭이 100% 이면 분사홈(540)의 폭은 수용부(530)의 폭 100%에 대하여 0.01%이다. 이는, 분사홈(540)의 폭이 급 좁아지게 형성됨으로써, 워터젯(500)이 고압 분사할 수 있기 위함이다. 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 한정적이지 않으며, 실질적으로 분사홈(540)의 폭은 수용부(530)의 폭 100%에 대하여 0.05% 내지 2% 의 비율로 형성할 수 있다.

이에 따라, 워터젯(500)은 톱니 등으로 석재(S)를 절단할 때 보다 매끄럽게 절단할 수 있고, 석재(S)절단에 의한 분진이 일어나지 않아 쾌적한 장소에서 작업할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(600)는 변환부(610), 디스플레이(620), 입력부(630), 출력부(640)를 포함할 수 있다.

먼저, 변환부(610)는 스캔장치(200)로부터 스캔된 석재(S)표면의 데이터를 변환하는 것으로, 좌표 또는 이미지로 이루어진 데이터로 변환될 수 있다.

디스플레이(620)는 변환부(610)로 변환된 데이터를 작업자가 볼 수 있도록 표시해주는 것으로, 좌표 또는 석재(S)의 표면을 나타내는 이미지 형식으로 표시될 수 있다.

입력부(630)는 디스플레이(620)로부터 표시된 석재(S)표면 중 절단할 부분을 지정하여 입력하도록 하는 것으로, 사람이 직접 디스플레이(620)에 직접 터치하거나 키보드, 마우스 등으로 이용하여 석재(S)를 절단할 지점을 정하여 입력할 수 있다.

출력부(640)는 입력부(630)로부터 입력된 석재(S)를 절단할 지점의 데이터를 워터젯(500), 워터젯 이송부(100), 실린더(300) 및 회전구동부(400)에 전달할 수 있다.

즉, 제어부(600)는 스캔장치(200)에서 스캔된 석재(S)표면의 데이터를 변환부(610)로 전송하여 변환하고, 변환부(610)에서 변환된 석재(S) 표면의 데이터를 디스플레이(620)에 전달하여 석재(S)의 표면이 나올 수 있도록 표시를 한 후, 디스플레이(620)에 표시된 석재(S)의 표면에서 석재(S)를 절단할 부분을 입력부(630)에서 데이터를 입력 받아 출력부(640)에서 입력부(630)로부터 입력된 데이터를 출력함으로써, 제어부(600)와 연동된 워터젯(500)과 워터젯 이송부(100), 실린더(300) 및 회전구동부(400)가 출력한 데이터에 따라 움직여 석재(S)의 표면을 절단하도록 제어할 수 있다.

이때, 제어부(600)에 의해 연동된 스캔장치(200), 워터젯(500), 워터젯 이송부(100), 실린더(300) 및 회전구동부(400)는 자동으로 작동할 수 있으나, 제어부(600)는 기계적 오작동이나 오류가 발생할 경우를 우려하여 수동으로도 작동할 수 있다.

또한, 제어부(600)는 통신모듈(650)을 더 포함할 수 있다.

이때, 통신모듈(650)은 스캔장치(200)와 제어부(600) 사이 또는 제어부(600)와 워터젯(500), 워터젯 이송부(100), 실린더(300) 및 회전구동부(400) 사이에 무선으로 통신할 수 있도록 형성될 수 있다.

따라서, 통신모듈(650)을 통해 제어부(600)와 워터젯(500), 워터젯 이송부(100), 실린더(300) 및 회전구동부(400)를 간편조작이 가능하고 이에 따라, 석재(S)를 더욱 용이하게 절단할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 석재 절단 장치에 관하여 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 석재 절단 장치를 나타낸 사시도이고, 도 8는 도 7의 프레임부에 형성된 높이조절부를 확대하여 작동을 보여주는 작동 예시도이며, 도 9는 도 7의 분사구를 포함한 워터젯을 확대한 사시도이고, 도 10은 도 9의 확대된 워터젯의 B-B 단면을 나타낸 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실시 예에 따른 본 발명은 석재(S), 레일(R), 펌프(P), 물탱크(WT), 프레임(10), 지지바(20), 제1 센서부(30), 자동멈춤장치(40) 워터젯 이송부(100), 스캔장치(200), 실린더(300), 회전구동부(400), 워터젯(500), 제어부(600), 높이조절부(230), 제3 센서부(240)를 포함할 수 있다.

여기서, 석재(S), 레일(R), 펌프(P), 물탱크(WT), 프레임(10), 지지바(20), 제1 센서부(30), 자동멈춤장치(40), 워터젯 이송부(100), 스캔장치(200), 실린더(300), 회전구동부(400), 제어부(600)은 제1 실시 예와 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 작동원리도 동일할 수 있다.

따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

프레임부(10)의 중하단 양쪽 내측면에는 도 8에 도시된 바와 같이, 지지바(20)를 Z축으로 움직이는 높이조절부(230)가 형성될 수 있다. 이때, 높이조절부(230)는 Z축 방향으로 일정 높이와 Y축 방향으로 일정 깊이로 홈이 파여질 수 있다.

또한, 높이조절부(230)는 렉과 피니언 기어 또는 롤러나 레일 등으로 이용하여 Z축으로 움직이도록 형성될 수 있다.

또한, 지지바(20)의 밑면에는 제3 센서부(240) 포함할 수 있다.

여기서, 제3 센서부(240)는 레일(R)에 따라 이송되는 석재(S)의 표면으로부터 지지바(20)의 밑면까지의 거리를 감지하는 것으로서, 석재(S)표면으로부터 지지바(20)의 밑면까지의 거리가 일정길이 도달하면 제3 센서부(240)가 감지하여 높이조절부(230)가 Z축방향으로 움직인 후, 스캔장치(200)가 스캔하도록 형성될 수 있다.

따라서, 높이조절부(230)가 형성됨으로써, 제2 실시 예에 따른 본 발명은 다양한 높이를 가진 석재(S)를 절단할 수 있다.

또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 워터젯(500)은 제2 센서부(520) 및 여러 개의 분사구(550)를 포함할 수 있다. 제2 센서부(520)는 이전에 기재된 제1 실시 예와 동일하고, 분사구(550)는 워터젯(500) 내부에 형성될 수 있다. 또한, 워터젯(500) 내부에 구비된 각각의 분사구(550)는 모터(미도시)를 이용하여 각도조절이 용이하도록 형성될 수 있다.

또한, 다수개의 분사구(550)는 호스(H)로부터 그 길이를 따라 복수의 관(560)이 연결되도록 형성됨으로써, 석재(S)표면에 분사하도록 형성될 수 있다.

또한, 다수개로 이루어진 각각의 분사구(550)는 도면에는 도시되지 않았으나, 급격하게 좁은 직경을 가진 노즐로 형성될 수 있다. 이는, 물을 고압 분사하여 석재(S)를 절단하기 위함이다.

또한, 도 10에서는 분사구(550)가 8개로 구성되어 있으나, 이는 한정적이지 아니하며, 분사구(550)의 개수가 적어도 2개 이상으로 형성될 수 있다.

따라서, 다수개가 구비된 분사구(550)를 포함한 워터젯(500)은 각각의 분사구(550)가 개별적으로 각도 조절을 함으로써, 세부적인 절단과 석재(S)를 다양한 형상으로 절단할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 워터젯을 이용한 석재 절단 장치에 관하여 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 석재 절단 장치를 나타낸 사시도이고, 도 12는 도 11의 석재 절단 장치의 적층으로 형성된 워터젯을 확대한 확대도이고, 도 13은 도 12의 워터젯의 C-C 단면을 나타낸 단면도이며, 도 14의 (a)는 도 12의 확대된 워터젯의 D-D 단면을 나타낸 단면도 이고, (b)는 워터젯 내부에 형성된 너비조절부의 작동 예시도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제3 실시 예에 따른 본 발명은 석재(S), 레일(R), 펌프(P), 물탱크(WT), 프레임(10), 지지바(20), 제1 센서부(30), 자동멈춤장치(40) 워터젯 이송부(100), 스캔장치(200), 실린더(300), 회전구동부(400), 워터젯(500), 제어부(600), 높이조절부(230), 제3 센서부(240)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 석재(S), 레일(R), 펌프(P), 물탱크(WT), 프레임(10), 지지바(20), 제1 센서부(30), 자동멈춤장치(40) 워터젯 이송부(100), 스캔장치(200), 실린더(300), 회전구동부(400), 제어부(600), 통신모듈(700), 높이조절부(230), 제3 센서부(240)는 제1 및 제2 실시 예와 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 작동원리 또한 동일할 수 있다.

따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 11의 워터젯(500)을 확대하여 도 12에 도시된 바와 같이, 워터젯(500)의 상측에는 이동층(700)이 형성될 수 있고, 이동층(700)의 상면에는 이동홈(710)이 형성될 수 있다. 이는, 워터젯(500)이 이동홈(710)을 따라 석재(S)를 세부적으로 절단할 수 있게 하기 위함이다.

여기서, 이동층(700)의 이송수단은 렉과 피니언 기어 또는 롤러와 레일을 이용하여 이송하도록 형성될 수 있다.

또한, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 워터젯(500)은 구체적으로 연결홀(510), 제2 센서부(520), 수용부(530), 분사홈(540)을 더하여 너비조절부(570)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 연결홀(510), 제2 센서부(520), 수용부(530), 분사홈(540)은 제1 실시 예에 따른 워터젯(500)의 구성 및 작동원리와 실질적으로 동일할 수 있다.

따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

구체적으로, 너비조절부(570)는 수용부(530)와 분사홈(540)의 중간에 설치되어 워터젯(500)이 분사하는 범위를 조절할 수 있으며, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 적층구조로 이루어진 여러 개의 판으로 형성될 수 있다.

이때, 적층구조로 이루어진 너비조절부(570)의 판의 개수는 도 15 (a)에 도시된 것처럼 4개로 이루어져 있으나, 이는 한정적이지 아니하며, 적어도 2개 이상으로 형성될 수 있다.

도 15의 (a)를 다시 참조하면, 너비조절부(570)의 가장 밑판의 하부는 분사홈에 상응하는 폭을 가지며 하방으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

이는, 워터젯(500)의 물을 분사하는 범위를 조절한 것이 조절한 범위에 맞게 분사하여 석재(S)를 절단하기 위함이다.

따라서, 워터젯(500)은 물을 분사하는 범위를 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 너비조절부(570)는 도 15의 (b)에 도시된 화살표의 방향처럼 작동할 수 있으며, 너비조절부(570)에 형성된 판과 판사이의 이동수단은 도면에 도시되지 않았으나 롤러 또는 레일을 형성할 수 있다.

이에 따라, 워터젯(500) 내부에 너비조절부(570)가 포함됨으로써, 석재(S)를 더욱 세부적으로 절단할 수 있는 효과를 지닐 수 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

S: 석재
R: 레일
P: 펌프
WT: 물탱크
H: 호스
10: 프레임
20: 지지바
30: 제1 센서부
40: 자동멈춤장치
100: 워터젯 이송부
110: X축모터
111: X축 가이드부
120: Y축모터
121: Y축 가이드부
130: 지지판
200: 스캔장치
210: 롤러
220: 가이드홈
230: 높이조절부
240: 제3 센서부
300: 실린더
400: 회전구동부
500: 워터젯
510: 연결홀
520: 제2 센서부
530: 수용부
540: 분사홈
550: 분사구
560: 관
570: 너비조절부
600: 제어부
610: 변환부
620: 디스플레이
630: 입력부
640: 출력부
650: 통신모듈
700: 이동층
710: 이동홈

Claims (3)

1. 석재 절단 장치에 있어서,
   양쪽으로 형성되되, 지지바에 의해 연결된 프레임부;
   석재 표면에 물을 분사하도록 형성된 워터젯;
   상기 프레임부를 따라 이동하되, 석재가공을 위한 상기 워터젯을 X축, Y축으로 이동시키도록 형성되는 워터젯 이송부;
   상기 워터젯보다 하부로 형성되어 상기 지지바를 따라 Y축으로 이동하는 스캔장치;
   상기 워터젯 이송부에 설치되어 상기 워터젯과 결합되며, 상기 워터젯을 Z축으로 이송시키는 실린더;
   상기 워터젯이 분사하도록 물을 저장하는 물탱크;
   상기 워터젯 이송부에 구비되어 워터젯을 회전시키도록 구성된 회전구동부 및
   상기 워터젯, 워터젯 이송부, 스캔장치 및 상기 회전구동부와 연동되어 제어하도록 형성된 제어부를 포함하고,
   상기 워터젯은,
   일측면에 물탱크와 연결하도록 홀이 형성되는 연결홀;
   상기 워터젯 내부에 형성되며 상기 물탱크로부터 받은 물을 수용하고, 하단이 급격히 좁아지는 경사진 형태로 형성되는 수용부;
   상기 수용부 하단에 구비되며 종방향으로 긴 형태로 형성되는 분사홈;
   상기 분사홈과 석재표면 사이의 거리를 감지하는 제2 센서부;
   상기 수용부와 분사홈의 중간에 설치되는 너비조절부 및
   상기 워터젯 내부에 형성되는 다수개의 분사구를 포함하고,
   상기 너비조절부는,
   적층 구조의 다수개의 판 형태로 형성되며, 판의 이동에 따라 워터젯의 분사범위가 조절되고,
   상기 분사구는,
   모터에 의해 개별적으로 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 워터젯을 이용한 석재 절단 장치
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 프레임부는,
   레일로 이송된 석재로부터의 거리를 측정하는 제1 센서부 및
   상기 제1 센서부로부터 측정된 거리가 일정거리 도달하면 이송하고 있는 석재를 멈추게 하는 자동멈춤장치를 포함하는 워터젯을 이용한 석재 절단 장치
   
3. 삭제

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