KR102227955B1 - 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 이송 중인 합판 시트의 횡단 커팅과 시트 커팅으로 분리된 합판의 적재가 자동으로 수행됨으로써 숙련자를 필요로 하지 않으며 단순 반복적인 작업에 배치되는 인력 소요를 줄일 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히 본 발명의 일 실시예는, 복수의 합판에 시트를 연속적으로 부착하고 시트를 커팅하는 합판 가공장치에 있어서, 상호 이격되어 수평으로 배열된 복수의 합판을 연속적으로 이송하는 제1 합판 이송부; 연속하여 이송되는 복수의 합판 상면으로 시트를 부착하는 시트 부착부; 시트가 부착된 복수의 합판을 연속하여 이송하는 제2 합판 이송부; 제2 합판 이송부의 상부에 배치되고 복수의 합판 중 이웃하는 한 쌍의 합판 사이의 시트를 횡단으로 커팅하는 횡단 커팅부; 및 시트가 횡단으로 커팅된 각 합판을 적재하는 합판 배출부를 포함하는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치를 포함한다.

Description

합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치{PLYWOOD PROCESSING APPARATUS FOR AUTOMATIC CUTTING OF PLYWOOD SHEET}

본 발명은 합판 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치에 관한 것이다.

최근 가공성이 좋고 가격이 저렴하여 일반 가구재에서부터 건축내장재, 포장재에 이르기까지 MDF(Medium Density Fiberboard)나 PB(Particle Board)와 같은 가공 목재를 많이 이용하고 있다. 나아가 이러한 가공 목재를 이용하여 합판을 만드는 경우에는 표면에 시트를 부착하여 많이 제작되고 있다.

종래 합판에 시트를 부착하는 기술은, 일정 크기의 합판을 연속하여 수평으로 이송하면서 롤 시트가 풀려 합판 상면에 접착제로 부착되고 롤링으로 가압하여 왔다. 그러나 합판에 부착된 시트는 연속적으로 제공되므로 시트를 커팅 또는 절단해야하는 공정이 뒤따를 수밖에 없다. 종래에는 숙련된 작업자가 커터를 들고이송되는 합판 위로 합판과 합판 사이를 찾아 커팅하는 방식으로 이루어졌다.

시트 커팅 작업의 편의를 위해서는 라인을 멈추고 정지해 있는 합판 사이의 시트를 커팅할 수도 있지만 생산량이 현저히 줄어들므로 숙련자가 합판 이송 중에 커팅을 수행할 수밖에 없는 상황이었다.

직사각형의 합판에 부착되는 시트를 커팅하는 경우 합판과 합판 사이의 횡단 커팅이 필요하고 추가적으로 합판의 양 측면을 따라 합판의 폭보다 큰 너비의 시트를 합판의 폭에 맞추는 종단 커팅이 필요하다.

기존 합판 가공장치에서는 2 명의 작업자가 합판 가공 장치 라인의 양 측에 위치하여 이러한 횡단 커팅과 종단 커팅을 수작업으로 수행함으로써 생산효율을 저해하고 단순 반복적 공정에 과다한 인력이 소요되는 문제가 있었다. 더욱이 적어도 2 명 중 1 명은 숙련자가 작업해야 불량률을 줄일 수 있으므로 숙련자 확보가 어려운 경우에는 합판 가공장치 라인이 멈춰야 하는 문제도 있었다.

따라서 전술한 문제들을 해결하고 자동으로 횡단 커팅 또는 종단 커팅을 수행함으로써 생산효율을 높임과 동시에 불량률을 줄일 수 있는 새로운 형태의 합판 가공장치에 대한 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 기하여 도출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 이송 중인 합판 시트의 횡단 커팅과 분리된 합판의 적재가 자동으로 수행되는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은, 합판 시트 커팅과 적재에 숙련자를 필요로 하지 않으며 단순 반복적인 작업에 배치되는 인력 소요를 줄일 수 있는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3 목적은, 합판의 제1 이동 속도와, 이웃하는 합판 사이의 시트위치 정보와, 횡단 커팅부의 사선 방향 각도 정보에 기반하여 자동으로 합판 시트의 커팅을 수행하는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 복수의 합판에 시트를 연속적으로 부착하고 시트를 커팅하는 합판 가공장치에 있어서, 상호 이격되어 수평으로 배열된 복수의 합판을 연속적으로 이송하는 제1 합판 이송부; 연속하여 이송되는 복수의 합판 상면으로 시트를 부착하는 시트 부착부; 시트가 부착된 복수의 합판을 연속하여 이송하는 제2 합판 이송부; 제2 합판 이송부의 상부에 배치되고 복수의 합판 중 이웃하는 한 쌍의 합판 사이의 시트를 횡단으로 커팅하는 횡단 커팅부; 및 시트가 횡단으로 커팅된 각 합판을 적재하는 합판 배출부를 포함하는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

횡단 커팅부는, 시트가 부착된 복수의 합판 상부를 사선 방향으로 이동하면서 시트를 횡단으로 커팅하는 커터 헤드부와, 커터 헤드부가 장착되고 커터 헤드부를 사선 방향으로 제1 이동속도로 운동시키는 직선왕복 운동부와, 커터 헤드부의 직선왕복 운동을 제어하는 직선왕복 운동 제어부를 포함하는 것일 수 있다.

커터 헤드부는, 회전 날과 회전 날이 장착된 회전 모터를 포함하는 회전 커터부와, 회전 날의 위치를 시트 상하로 조절하는 커터 수직이동부를 포함하는 것일 수 있다.

직선왕복 운동 제어부는, 합판의 이송속도에 기반하여 제1 이동속도를 결정하는 것일 수 있다.

또한 합판 가공장치는 이송되는 합판 하부에는 이웃하는 한 쌍의 합판 사이의 시트를 감지하는 합판 위치 감지부를 더 포함할 수 있고, 직선왕복 운동 제어부는, 합판의 이송속도 정보, 감지된 시트의 위치 정보 및 사선 방향의 각도정보에 기반하여 커터 헤드부의 직선 왕복운동을 제어하는 것일 수 있다.

합판 위치 감지부는, 시트 하부에 위치시키는 정전형 센서 또는 시트 상하부로 위치하는 레이저 변위 센서일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이송 중인 합판 시트의 횡단 커팅과 시트 커팅으로 분리된 합판의 적재가 자동으로 수행될 수 있다.

그리고 합판 시트 커팅과 적재에 숙련자를 필요로 하지 않으며 단순 반복적인 작업에 배치되는 인력 소요를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 합판의 제1 이동 속도와, 이웃하는 합판 사이의 시트위치 정보와, 횡단 커팅부의 사선 방향 각도 정보에 기반하여 자동으로 합판 시트의 커팅을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명인 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치 일 실시예의 정면도이고,
도 2는 본 발명인 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치 일 실시예의 평면도이며,
도 3은 도 1의 'C' 부분의 부분상세도이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 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.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다

합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치

도 1은 본 발명인 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치 일 실시예의 정면도이고, 도 2는 본 발명인 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치 일 실시예의 평면도이며, 도 3은 도 1의 'C' 부분의 부분상세도이다. 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명인 합판 시트의 자동 커팅이 가능합 합판 가공장치 일 실시예에 대하여 상술한다.

본 실시예는, 제1 합판 이송부(110)와, 압착 롤러부(210) 및 본드 롤러부(220)를 포함하는 시트 부착부와, 이송 롤러(310, 311), 변위 롤러(312, 313, 314), 이송 벨트(320, 321, 322, 323) 및 구동 모터(330)를 포함하는 제2 합판 이송부와, 커터 헤드부(410), 직선왕복 운동부(420) 및 직선왕복 운동 제어부(430)를 포함하는 횡단 커팅부와, 합판 배출부(50)를 포함하여 구성된다.

본 실시예는, 작업자가 합판 가공장치에 배치되어 이송되는 합판(P)의 시트(S)를 직접 커팅하던 것을 자동화한 것으로서, 이송 중인 합판을 정지시키지 않고 커팅하도록 구성됨으로써 작업 효율을 높이고 단순 반복적인 작업에 인력 투입을 최소화하도록 작용한다.

지게차에 의해 운반된 합판(P)은 합판 진입부(10) 측 리프트(100)에 적재되고 하나씩 제1 합판 이송부(110)에 얹혀진다. 제1 합판 이송부(110)는 롤러 컨베이어 또는 벨트 컨베이어에 의해 구성될 수 있으며 그 사이에 도시되지는 않았지만 브러쉬 롤러 등이 배치되어 합판 클리닝 작업이 수행될 수도 있다.

시트 부착부는 연속하여 이송되는 복수의 합판(P) 상면으로 시트(S)를 부착하는 역할을 한다. 시트 부착부는 도 1에 도시된 바와 같이 합판(P) 상면에 접착제를 도포하는 본드 롤러부(220)와 이를 거쳐 시트(S)를 합판(P)에 압착하는 압착 롤러부(210)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2 합판 이송부는 시트(S)가 부착된 복수의 합판(P)을 연속하여 이송하는 역할을 한다. 이러한 제2 합판 이송부는 이송 롤러(310, 311), 변위 롤러(312, 313, 314), 이송 벨트(320, 321, 322, 323) 및 구동 모터(330)를 포함하여 구성될 수 있는데, 넓은 면적의 합판(P)이 이송 시 한 쪽으로 치우치는 것을 방지하기 위해 이송 벨트(320, 321, 322, 323)는 상호 등간격으로 복수로 구비될 수 있다.

특히, 변위 롤러(312, 313, 314)는 커터 헤드부(410)의 직선왕복 운동에 따른 운동 궤적을 따라 배치되어 이송 벨트(320, 321, 322, 323)를 합판(P)과 닿지 않도록 하부로 통과시키는 역할을 하는데, 이를 통해 시트(S) 커팅 시 이송 벨트(320, 321, 322, 323)의 훼손을 방지한다.

횡단 커팅부는, 제2 합판 이송부의 상부에 배치되고 복수의 합판(P) 중 이웃하는 한 쌍의 합판(P) 사이의 시트(S)를 횡단으로 커팅하는 역할을 한다. 횡단 커팅부는, 시트가 부착된 복수의 합판 상부를 사선 방향으로 이동하면서 시트를 횡단으로 커팅하는 커터 헤드부(410)와, 커터 헤드부(410)가 장착되고 커터 헤드부(410)를 사선 방향(D)으로 제1 이동속도로 운동시키는 직선왕복 운동부(420)와, 커터 헤드부(410)의 직선왕복 운동을 제어하는 직선왕복 운동 제어부(430)를 포함하여 구성된다.

커터 헤드부(410)는, 회전 날(4112)과 회전 날(4112)이 장착된 회전 모터(4114)를 포함하는 회전 커터부(4110)와, 회전 날(4112)의 위치를 시트 상하로 조절하는 커터 수직이동부(4120)를 포함하는 것일 수 있다. 회전 구동하지 않는 정지된 날은 시트(S)의 뜯김 또는 찢어짐 불량을 초래할 수 있으므로 회전 구동을 하는 회전 날(4112)이 바람직하며, 회전 구동을 위해 회전 모터(4114)가 구비된다.

또한 회전 날(4112)은 커팅 시 회전하면서 시트(S) 하부로 하강하고 한 번의 커팅 완료 시 시트(S) 상부로 다시 상승하여야 귀환하므로 커터 수직이동부(4120)가 구비될 수 있다. 이러한 커터 수직이동부(4120)는 회전 날(4112)과 회전 모터(4114)의 하중에 위치 오차가 없도록 공압 또는 유압 액추에이터로 구성할 수 있다. 커터 수직이동부(4120) 이외에도 높이 조절부(4130)가 구비될 수 있는데 이는 커터 헤드부(410)와 직선왕복 운동부(420)와의 결합과 위치 관계 조절을 위해 횡단 커팅부의 장치 운용 시가 아닌 세팅 시에 조정될 수 있다.

직선왕복 운동부(420)는 커터 헤드부(410)가 장착되어 사선 방향(D)의 제1 이동속도 운동을 수행하는 구성이다. 즉 사선 방향(D)으로 배치되고 고정된 가이드 레일에 전술한 커터 헤드부(410)를 장착하여 운동을 가이드하고, 소정 명령대로 구동되는 서보모터(servo motor)와 타이밍 벨트를 사선 방향(D)으로 배치하여 설정된 제1 이동속도로 정확하게 운동되도록 구성한다. 정확한 제1 이동속도로 구동될 수 있는 수단이면 타이밍 벨트 이외에도 렉 기어(Rack Gear) 방식이나 갠트리(gantry) 리니어 구동 방식도 적용 가능하다. 여기서 가이드 레일은 커팅부 프레임(42)에 일체가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

직선왕복 운동 제어부(430)는, 합판(P)의 이송속도에 기반하여 제1 이동속도를 결정한다. 직선왕복 운동 제어부(430)는 커터 헤드부(410)의 사선방향(D)의 각도 정보(합판 이송 방향과 이루는 각도)가 기 설정되어 있으므로 합판(P)의 이송속도와 한 쌍의 합판(P) 사이의 시트(S) 감지 정보가 획득되면 제1 이동속도와 커터 헤드부(410)의 스타트 시각 정보를 산출할 수 있으며 산출된 제1 이동속도 정보와 스타트 시각 정보에 기반하여 서보모터로 명령 신호를 전송함으로 직선왕복 운동을 제어할 수 있다. 그리고 커팅부의 불량률을 낮춤과 동시에 합판 가공 효율을 고려하면, 사선방향(D)의 각도는 10 ~ 45°범위에서 결정되는 것이 바람직하다.

이에 더해, 직선왕복 운동 제어부(430)는 직선왕복 운동을 위한 커팅 전 단계 또는 커팅 후 단계에서 커터 수직이동부(4120)에 하강 명령 및 상승 명령을 전달한다.

합판 위치 감지부(60)는 이송되는 합판(P) 하부에서 이웃하는 한 쌍의 합판(P) 사이의 시트(S)를 감지하는 역할을 한다. 이러한 합판 위치 감지부(60)는 이송 중인 합판(P)과 이웃하는 합판(P) 사이의 시트(S)에서의 정전값 변화를 감지하는 정전형 센서를 포함할 수 있으며, 시트(S) 상하부로 배치되어 합판(P)들 사이에서의 변화값을 감지하는 레이저 변위 센서를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 정전형 센서를 사용하였는데, 횡단 커팅 전에 배치하되, 이송 벨트(320, 321, 322, 323)의 이격된 공간 하부에, 합판(P)과 40 ~ 60 mm 수직 이격 거리를 두고 배치하는 것이 바람직하다.

합판 배출부(50)는 시트(S)가 횡단으로 커팅되어 나누어진 각 합판(P)을 적재하는 역할을 한다. 이를 위해 다수의 롤러 컨베이어와 리프팅이 구비될 수 있다. 아울러 도시되지는 않았지만 본 실시예와 달리 합판(P) 상면에 메저링 롤(measuring roller)이 구비되어 합판(P)을 가압하여 이송속도를 직접 측정할 수도 있다.

횡단 커팅 공정

본 실시예의 횡단 커팅 과정은, 먼저 커터 헤드부(410)가 합판으로부터 횡으로 소정 거리 이격된 대기 지점에서 대기한다. 여기서 커터 헤드부(410)의 회전 날(4112)은 직선왕복 운동 방향이 아닌 합판(P) 이송 방향과 직각으로 정렬되는 것이 바람직하다. 합판(P) 사이의 폭이 좁을 경우 회전 날(4112)이 비틀어져 있다면 합판(P) 위로 커터 헤드부(410)가 올라타는 문제가 발생할 수 있다.

다음 시트(S) 감지 신호에 따른 스타트 시각 정보에 맞추어 회전 날(4112)이 수직 하강하여 대기 지점에서 시트(S)의 첫 커터 포인트까지 가속된다.

다음 커터 헤드부(410)는 시트(S)의 첫 커터 포인트를 지나 합판(P) 이송 속도와 동조를 이루고 등속도 운동을 하면서 커팅한다. 여기서 사선 방향(D)의 각도 정보에 따른 삼각함수 비를 고려하여 합판의 이송 속도 또는 라인 속도의 1.5 배 내지 2.5 배로 결정되는 것이 바람직하다.

다음 기 설정된 합판(P) 폭을 지나 커팅이 종료되면 커터 헤드부(410)의 직선운동은 감속된다.

마지막으로 회전 날(4112)이 수직 상승하여 커터 헤드부(410)가 대기 지점으로 귀환함으로써 1 싸이클의 커팅 공정이 마무리될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

P: 합판
S: 시트
C: 커팅부
D: 사선 방향
10: 합판 진입부
100: 진입 리프트
110: 제1 합판 이송부
210: 압착 롤러부
220: 본드 롤러부
310, 311: 이송 롤러
312, 313, 314: 변위 롤러
320, 321, 322, 323: 이송 벨트
330: 구동 모터
42: 커팅부 프레임
410: 커터 헤드부
4112: 회전 날
4114: 회전 모터
4120: 커터 수직이동부
4130: 높이 조절부
420: 직선왕복 운동부
430: 직선왕복 운동 제어부
50: 합판 배출부
60: 합판 위치 감지부

Claims (6)

1. 복수의 합판에 시트를 연속적으로 부착하고 상기 시트를 커팅하는 합판 가공장치에 있어서,
   상호 이격되어 수평으로 배열된 복수의 합판을 연속적으로 이송하는 제1 합판 이송부;
   상기 연속하여 이송되는 복수의 합판 상면으로 시트를 부착하는 시트 부착부;
   상기 시트가 부착된 복수의 합판을 연속하여 이송하는 제2 합판 이송부;
   상기 제2 합판 이송부의 상부에 배치되고 상기 복수의 합판 중 이웃하는 한 쌍의 합판 사이의 상기 시트를 횡단으로 커팅하는 횡단 커팅부; 및
   상기 시트가 횡단으로 커팅된 각 합판을 적재하는 합판 배출부를 포함하되,
   상기 횡단 커팅부는, 상기 시트가 부착된 복수의 합판 상부를 사선 방향으로 이동하면서 상기 시트를 횡단으로 커팅하는 커터 헤드부와, 상기 커터 헤드부가 장착되고 상기 커터 헤드부를 상기 사선 방향으로 제1 이동속도로 운동시키는 직선왕복 운동부와, 상기 커터 헤드부의 직선왕복 운동을 제어하는 직선왕복 운동 제어부를 포함하는 것이고,
   상기 직선왕복 운동 제어부는, 상기 합판의 이송속도에 기반하여 상기 제1 이동속도를 결정하는 것이되,
   상기 이송되는 합판 하부에는 상기 이웃하는 한 쌍의 합판 사이의 시트를 감지하는 합판 위치 감지부를 더 포함하고, 그리고
   상기 직선왕복 운동 제어부는, 상기 합판의 이송속도 정보, 상기 감지된 시트의 위치 정보 및 상기 사선 방향의 각도정보에 기반하여 상기 커터 헤드부의 직선 왕복운동을 제어하는 것을 특징으로 하는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치.
   
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 커터 헤드부는, 회전 날과 상기 회전 날이 장착된 회전 모터를 포함하는 회전 커터부와, 상기 회전 날의 위치를 상기 시트 상하로 조절하는 커터 수직이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 합판 위치 감지부는, 상기 시트 하부에 위치시키는 정전형 센서 또는 상기 시트 상하부로 위치하는 레이저 변위 센서인 것을 특징으로 하는 합판 시트의 자동 커팅이 가능한 합판 가공장치.

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