KR102273391B1

KR102273391B1 - 선재 자동 절단장치

Info

Publication number: KR102273391B1
Application number: KR1020190141061A
Authority: KR
Inventors: 박현우
Original assignee: 박현우
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2021-07-05
Also published as: KR20210054864A

Abstract

본 발명은 주로 금속재로 제작되는 선재를 설정된 길이에 따라 정확하게 절단할 수 있는 동시에 보다 빠른 속도로 작업이 이루어질 수 있도록 개선한 선재 자동 절단장치에 관한 것이다.
본 발명은 선재가 감겨지는 보빈과, 이 보빈으로부터 풀려나오는 선재를 일정 경로로 유도하는 이송유닛과, 선재를 설정된 길이에 맞춰 간헐적으로 당겨내기 위한 인출유닛과, 이 인출유닛에 인접 배치되어 연속적으로 선재를 잘라내는 커팅유닛과, 잘라낸 선재를 적재하여 유지하기 위한 정렬박스로 이루어지며, 상기 이송유닛은 테이블의 일측 상단에 브라켓을 개재하여 회전이 자유롭도록 배치된 수평방향의 이송롤러 및 수직방향의 이송롤러로 분할 구획되어 설치되고, 상기 인출유닛은 모터의 축에 연결되어 회전하도록 하우징에 장착되는 원통롤러 및 이 원통롤러의 상측에 배치되어 선재에 가압력을 제공하기 위한 편심롤러를 구비하여 구성되며, 상기 커팅유닛은 모터 구동에 의해 일방향으로 회전하는 가동롤러와, 이 가동롤러에 의해 축을 중심으로 정,역 회동하는 작동편과, 이 작동편에 의해 상,하 방향으로 탄력있게 작동하는 커터 및 선재의 이송을 유지하는 베이스로 이루어진다.

Description

선재 자동 절단장치 {APPARATUS FOR CUTTING WIRE-ROD}

본 발명은 주로 금속재로 제작되는 선재를 설정된 길이에 따라 정확하게 절단할 수 있는 동시에 보다 빠른 속도로 작업이 이루어질 수 있도록 개선한 선재 자동 절단장치에 관한 것이다.

각종 건축현장 등지에서는 가는 선경(線經)의 금속재 와이어(wire)를 소정 길이로 절단하여 비계용 철근이나 판넬 등을 묶어서 고정하기 위한 용도로 많이 사용하고 있다.

이러한 선재를 자동으로 절단하기 위한 장치는, 대개 권선 보빈(bobbin)으로부터 공급되는 선재를 펀치(punch)나 커팅 블레이드(cutting blade)를 이용하여 일정 길이로 절단한 후 작업 테이블 위에 모인 선재를 수납 박스에 포장하여 사용처로 공급하게 된다.

이러한 선재 절단과 관련하여, 국내 등록특허 제0358403호에 개시된 장치는 권취 보빈에 감겨있는 이형선재를 이동시키는 구동롤러부, 이 구동롤러부로부터 나오는 이형선재의 상하 굴곡을 교정하는 제1가이드롤러부, 이 제1가이드롤러부로부터 나오는 이형선재의 전후 굴곡을 교정하는 제2가이드롤러부, 이 제2가이드롤러부로부터 나오는 이형선재를 일정 길이로 절단하는 절단기를 포함하여 제2가이드롤러부로부터 나오는 이형선재를 받아 감속위치에서 구동롤러부가 감속을 시작한 후 정지위치에서의 신호를 절단기에 전달하는 길이 세팅부로 구성된 것이다.

이러한 장치의 경우, 선재의 압연공정에서 불가피하게 발생하는 권취공정 중에서 보빈에 감겨있던 이형선재를 풀어내면서 교정작업을 하여 선재의 직진도를 향상시킬 수는 있으나 절단된 선재의 이송시에 가속도로 인해 적재부에 균일하게 정렬할 수 없게 된다.

따라서, 절단된 선재의 공급을 일시 중단하였다가 다시 공급을 재개함에 따라 작업 생산성이 떨어지게 됨은 물론 다소 복잡한 동력전달장치를 통해 모터의 동력을 절단기로 전달하는 과정에서 오차가 발생하여 선재의 절단면이 좋지 못하다는 문제가 있다.

공개특허 제2001-0113067호(2001.12.28 공개) - 포장용 제품 묶음 철선 절단장치. 등록특허 제0358403호(2002.10.14 등록) - 이형 선재의 교정 및 절단장치. 등록특허 제1123611호(2012.02.28 등록) - 연속식 선재 자동 절단장치. 등록특허 제1769323호(2017.08.11 등록) - 절단 길이 조절유닛 및 이를 포함하는 선재 절단장치.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 출원인이 보유하고 있는 등록특허 제1476307호에 개시된 기술을 좀더 보완하여 선재를 설정된 길이에 따라 정확하게 절단할 수 있도록 함은 물론 보다 빠른 속도로 작업이 이루어질 수 있도록 개선한 선재 자동 절단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선재가 감겨지는 보빈과, 이 보빈으로부터 풀려나오는 선재를 일정 경로로 유도하는 이송유닛과, 선재를 설정된 길이에 맞춰 간헐적으로 당겨내기 위한 인출유닛과, 이 인출유닛에 인접 배치되어 연속적으로 선재를 잘라내는 커팅유닛과, 잘라낸 선재를 적재하여 유지하기 위한 정렬박스로 이루어지며, 상기 이송유닛은 테이블의 일측 상단에 브라켓을 개재하여 회전이 자유롭도록 배치된 수평방향의 이송롤러 및 수직방향의 이송롤러로 분할 구획되어 설치되고, 상기 인출유닛은 모터의 축에 연결되어 회전하도록 하우징에 장착되는 원통롤러 및 이 원통롤러의 상측에 배치되어 선재에 가압력을 제공하기 위한 편심롤러를 구비하여 구성되며, 상기 커팅유닛은 모터 구동에 의해 일방향으로 회전하는 가동롤러와, 이 가동롤러에 의해 축을 중심으로 정,역 회동하는 작동편과, 이 작동편에 의해 상,하 방향으로 탄력있게 작동하는 커터 및 선재의 이송을 유지하는 베이스로 이루어져 있고, 상기 커팅유닛을 구성하는 작동편은 가동롤러의 축에 끼워져 조립되는 허브 및 이 허브로부터 연결편을 개재하여 일체형으로 형성된 누름롤러로 이루어지며, 이 누름롤러의 하단부에 배치된 커터가 베이스 상에 탄력있게 설치된다.

또한, 상기 인출유닛을 구성하는 원통롤러와 편심롤러의 전방 위치에 선재 가이드가 설치되어 있고, 상기 하우징의 상단부에 장착된 스프링에 의해 상,하 방향으로 편심롤러에 텐션력이 작용하도록 구성할 수 있다.

삭제

본 발명은 종전과 같은 슬라이드 베이스수단을 이용한 선재 절단방식에서 탈피하여 원통롤러 및 편심롤러로 이루어진 인출유닛과 커팅유닛을 통해 설정된 길이만큼 선재를 간헐적으로 당겨낸 상태에서 절단작업을 행할 수 있도록 구성한 것이기 때문에 선재의 길이를 정확하게 절단할 수 있는 것임은 물론 작업속도를 개선하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 출원인이 보유하고 있는 등록특허 제1476307호에 개시된 선재 자동 절단장치를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 정면 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 선재 자동 절단장치의 전체 사시도,
도 4는 도 3의 정면 구성도,
도 5는 도 3의 배면 사시도,
도 6은 이송유닛의 구성을 발췌하여 나타낸 사시도,
도 7a, 도 7b는 도 6의 정면 및 평면 구성도,
도 8은 인출유닛의 구성을 발췌하여 나타낸 사시도,
도 9a, 도 9b는 도 8의 정면 및 평면 구성도,
도 10은 하우징의 내부 구성에 대한 일예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하지만, 이들이 갖는 특정 구조 및 기능은 하나의 구성예를 나타낸 것이므로 본 명세서에 기재된 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

우선, 본 발명이 적용되는 바람직한 예로서 본 출원인이 앞서 등록받은 특허 제1476307호에 개시되어 있는 일부 기술에 대하여 설명하고, 또한 이에 따른 문제를 도출한 후에 본 발명의 구성 및 작용효과에 대하여 후술하고자 한다.

첨부된 도 1 및 도 2를 참조하면, 선재 자동 절단장치는 작업 테이블(100)에 설치된 제1 및 제2가이드 레일(Ra1,Ra2)에 제1슬라이딩 바이스수단(300)과 제2슬라이딩 바이스수단(400)이 각각 장착되어 구동수단(500)에 의해 제1 및 제2가이드 레일(Ra1,Ra2)을 따라 좌우로 각각 이동된다.

상기 제1슬라이딩 바이스수단(300)의 측부에는 제동수단(200)이 배치되고, 제2슬라이딩 바이스수단(400)의 측부에는 프레스수단(600)이 각각 배치되어 있다. 이 프레스수단(600)에 의해 제1 및 제2슬라이딩 바이스수단(300,400)을 통해 이송된 선재(W)를 소정 길이(S1)로 절단함과 동시에 프레스수단(600)의 측부에 설치된 정렬수단(700)으로 절단된 선재(W)가 이송된다.

이에 따라, 상기 제1슬라이딩 바이스수단(300)이 선재(W)를 물게 되면, 구동수단(500)에 의해 제1슬라이딩 바이스수단(300)이 도 2의 화살표(390) 방향으로 제1가이드 레일(Ra1)을 따라 제2슬라이딩 바이스수단(400)으로 이동되고, 제1슬라이딩 바이스수단(300)에 의해 선재가 제2슬라이딩 바이스수단(400)으로 공급되면, 제2슬라이딩 바이스수단(400)이 선재(W)를 물고, 구동수단(500)에 의해 프레스수단(600)으로 제2가이드 레일(Ra2)을 따라 이동됨으로써, 선재(W)가 프레스수단(600)을 소정 길이(S1) 만큼 통과한 후 프레스수단(600)이 선재(W)를 절단하게 된다.

이 때, 제동수단(200)은 제1 및 제2슬라이딩 바이스수단(300,400)에 의해 선재(W)가 이송될 때, 선재(W)에 제동력을 가하여 선재에 가속도가 발생하지 않게 하며, 선재를 물고 있던 제1 및 제2슬라이딩 바이스수단(300,400; 도 2 참조)이 선재를 놓으면, 제동수단(200)에 의해 선재가 그 자리에서 정지되어 프레스수단(600)에 의해 절단된 선재가 정렬수단(700)으로 떨어져 정열된다.

또한, 절단된 선재를 정렬하기 위한 작업자를 필요로 하지 않고, 보빈에 감긴 선재를 직선으로 펴고, 일정한 길이로 절단하고, 절단된 선재를 묶어 포장하는 과정이 자동으로 이루어질 수 있다.

그리고, 제1슬라이딩 바이스수단(300)이 선재(W)를 공급받는 위치에서 제2슬라이딩 바이스수단(400)으로 이동될 때, 제2슬라이딩 바이스수단(400)은 프레스수단(600)에 근접한 위치에서 제1슬라이딩 바이스수단(300) 쪽으로 이동되어 선재(W)를 프레스수단(600)으로 계속해서 연속적으로 공급할 수 있게 된다.

또, 상기 작업 테이블(100)에는 보빈(10)에 권취된 선재(W)를 직선으로 펴는 직선교정수단(20)이 장착되어 보빈(10)에서 풀리는 선재가 직선교정수단(20)을 통해 제1슬라이딩 바이스수단(100)으로 공급되고, 직선교정수단(20)의 롤받침판(21)에 공지의 제동수단(200)이 장착되어 구성된 것이다.

상술한 바와 같은 절단장치에 있어서는, 보빈에 감긴 선재를 직선으로 편 상태에서 일정 길이로 절단하여 포장할 수 있도록 구성한 것이지만, 테이블 상에 제동수단을 포함한 제1 및 제2슬라이딩 바이스수단의 연계동작에 의해 선재를 이송시킨 상태에서 프레스수단에 의해 선재를 절단하는 과정을 거치게 되므로 작업시간이 지연될 수 밖에 없다.

더구나, 제1 및 제2슬라이딩 바이스수단이 선재의 고정력을 풀어 준 다음 제동수단에 의해 선재를 정지시킴과 동시에 프레스수단의 가동 커터를 이용하여 선재를 하나씩 절단시키게 되고, 다시 정렬수단 측으로 공급할 수 있도록 구성한 것이기 때문에 방식 자체가 전반적으로 비 효율적이어서 생산성을 크게 떨어뜨리는 요인이 되고 있다.

본 출원인은 이러한 문제를 고려하여 선재를 설정된 길이에 따라 정확하게 절단할 수 있도록 함은 물론 빠른 속도로 작업이 이루어질 수 있도록 개선한 것으로서, 이하 첨부된 도 3 내지 도 10을 참조로 상세하게 설명한다.

본 발명에 있어서의 선재 자동 절단장치는, 선재(W)가 감겨지는 보빈(30)과, 이 보빈(30)으로부터 풀려나오는 선재(W)를 일정 경로로 유도하는 이송유닛(40)과, 선재(W)를 설정된 길이에 맞춰 간헐적으로 당겨내기 위한 인출유닛(50)과, 이 인출유닛(50)에 인접 배치되어 연속적으로 선재(W)를 잘라내는 커팅유닛(60)과, 잘라낸 선재(W)를 적재하여 유지하기 위한 정렬박스(70)로 이루어진다.

이러한 절단장치는 테이블(T)의 일측에 설치된 콘트롤박스(B)에 의해 외부로부터 전력을 공급받아 통상의 자동화 제어방식에 의해 전반적으로 작동시킬 수 있는 것이다.

상기 보빈(30)은 선재가 감겨진 상태에서 수평바(31A) 및 수직바(31B)의 적정 위치에 장착되어 있는 다수의 롤러(32) 들에 의해 안내되어 절단장치 측으로 연속해서 공급되는 것으로, 이들은 전술한 바와 마찬가지로 구성되는 바 상세 설명은 생략한다.

도 6 내지 도 7a, 도 7b에서와 같이, 상기 이송유닛(40)은 테이블(T)의 일측 상단에 수평 및 수직방향의 브라켓(41A,41B)이 각각 분할 구성되어 있고, 이들 브라켓(41A,41B) 상에 수평 및 수직방향으로 다수의 이송롤러(42A,42B)들이 장착되어 회전이 자유롭도록 배치된다. 이에 따라 보빈(30)으로부터 풀려나오는 선재(W)는 이송유닛(40)을 통과하는 과정에서 직선 상태로 곧게 펴져서 인출유닛(50) 측으로 이송된다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 인출유닛(50)은 테이블(T)의 하단부에 장착된 모터(51) 및 이 모터(51)에 벨트(52)로 연결된 클러치 브레이크(53)를 포함하여 테이블(T)의 상단부에 장착된 하우징(54) 상의 원통롤러(55A) 및 편심롤러(55B)가 각각 회전하도록 구성되며, 이 편심롤러(55B)는 원통롤러(55A)의 상측에 배치되어 선재(W)를 가압하거나 해제하는 힘을 제공한다.

즉, 하우징(54)의 상단부 중앙에 장착된 스프링(56)에 의해 편심롤러(55B)가 상,하 방향으로 텐션력을 갖게 되어 선재(W)를 설정된 길이에 맞춰 간헐적으로 당겨낼 수 있도록 구성된다.

또, 상기 원통롤러(55A)와 편심롤러(55B) 사이에 인접하여 선재 가이드(57)가 테이블(T) 상에 브라켓(58)을 개재하여 수평으로 배치됨에 따라 선재(W)를 인출유닛(50) 측으로 향해 안정적으로 공급할 수 있게 된다.

한편, 상기 커팅유닛(60)은 인출유닛(50)에 연이어 인접 배치됨에 따라 연속적으로 선재(W)를 잘라낼 수 있도록 배치된다. 즉 상기 커팅유닛(60)은 모터(51)의 구동에 연계하여 일방향으로 회전하는 가동롤러(61)와, 이 가동롤러(61)에 의해 축(62)을 중심으로 정,역 회동하는 작동편(63)과, 이 작동편(63)에 의해 수직으로 작동하는 커터(64) 및 선재(W)의 이송을 유지하는 베이스(65)로 이루어져 있다.

또한, 상기 작동편(63)은 축(62)에 끼워져 조립되는 허브(66a)를 포함하여 이 허브(66a)로부터 소정 길이의 연결편(66b)을 개재하여 일체형으로 형성된 누름롤러(66c)가 형성됨과 동시에 이 누름롤러(66c)의 하단부에 배치된 커터(64)가 스프링(67)에 의해 베이스(65) 상에 탄력있게 설치되어 있다.

이에 따라, 상기 가동롤러(61)의 회전시에 누름롤러(66c)가 상,하로 요동하면서 커터(64)의 상승 및 하강 동작이 반복적으로 행해지도록 함에 따라 인출유닛(50)을 통해 간헐적으로 공급되는 선재(W)를 일정한 길이로 연속해서 절단할 수 있게 된다.

상기 하우징(54) 내에는 인출유닛(50) 및 커팅유닛(60)의 작동을 상호 연동시키기 위한 다수의 부품들이 설치된다. 즉 구동기어(68a) 및 종동기어(68b)를 포함한 풀리(69a), 벨트(69b) 등의 상호 조합에 의해 원통롤러(55A)와 편심롤러(55B)를 회전시켜 선재(W)를 일정 길이로 이송하게 되고, 또 이와 연계하여 가동롤러(61)의 회전에 의해 커터(64)를 작동시킬 수 있는 것이다.

이러한 구성은 인출유닛(50) 및 커팅유닛(60)을 구동시키기 위한 하나의 예에 불과할 뿐이며, 일반 자동화기기에서 많이 사용되는 구조를 응용한 것이므로 이에 한정하지 않고 또 다른 변형이 가능한 것이다.

상술한 바와 같은 구성에 의해, 모터(51)를 가동시킴에 따라 보빈(30)으로부터 선재(W)가 풀려나오면서 수평바(31A) 및 수직바(31B)를 거쳐 이송유닛(40) 측으로 공급된다. 따라서 선재(W)는 일직선으로 곧게 펴진 상태에서 선재 가이드(57)를 거쳐 인출유닛(50)을 구성하는 원통롤러(55A) 및 편심롤러(55B) 사이로 유입된다.

이 때, 상기 편심롤러(55B)가 원통롤러(55A)에 탄력있게 접촉되거나 이탈하는 과정에서 보빈(30)으로부터 선재(W)를 간헐적으로 공급하게 됨과 동시에 인접 배치된 커팅유닛(60)에 의해 선재(W)를 절단하게 되므로 선재가 튕겨져 나가지 않고 그대로 정렬박스(70) 내로 수집할 수 있는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선재 자동 절단장치에 의하면, 종전과 같은 슬라이드 베이스수단을 이용한 선재 절단방식에서 탈피하여 원통롤러 및 편심롤러로 이루어진 인출유닛과 커팅유닛을 통해 설정된 길이만큼 선재를 간헐적으로 당겨낸 상태에서 절단작업을 행할 수 있도록 구성한 것이기 때문에 선재의 길이를 정확하게 절단할 수 있는 것임은 물론 작업속도를 개선하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

30: 보빈(bobbin) 31A: 수평바
31B: 수직바 32: 롤러
40: 이송유닛 41A,41B: 브라켓
42A,42B: 이송롤러 50: 인출유닛
51: 모터 52: 벨트
53: 클러치 브레이크 54: 하우징
55A: 원통롤러 55B: 편심롤러
56: 스프링 57: 선재 가이드
58: 브라켓 60: 커팅유닛
61: 가동롤러 62: 축
63: 작동편 64: 커터
65: 베이스 66a: 허브
66b: 연결편 66c: 누름로러
67: 스프링 68a: 구동기어
68b: 종동기어 69a: 풀리
69b: 벨트

Claims

선재가 감겨지는 보빈(30)과, 이 보빈으로부터 풀려나오는 선재를 일정 경로로 유도하는 이송유닛(40)과, 선재를 설정된 길이에 맞춰 간헐적으로 당겨내기 위한 인출유닛(50)과, 이 인출유닛에 인접 배치되어 연속적으로 선재를 잘라내는 커팅유닛(60)과, 잘라낸 선재를 적재하여 유지하기 위한 정렬박스(70)로 이루어지며,
상기 이송유닛(40)은 테이블의 일측 상단에 브라켓(41A,41B)을 개재하여 회전이 자유롭도록 배치된 수평방향의 이송롤러(42A) 및 수직방향의 이송롤러(42B)로 분할 구획되어 설치되고,
상기 인출유닛(50)은 모터(51)의 축에 연결되어 회전하도록 하우징(54)에 장착되는 원통롤러(55A) 및 이 원통롤러의 상측에 배치되어 선재에 가압력을 제공하기 위한 편심롤러(55B)를 구비하여 구성되며,
상기 커팅유닛(60)은 모터 구동에 의해 일방향으로 회전하는 가동롤러(61)와, 이 가동롤러에 의해 축을 중심으로 정,역 회동하는 작동편(63)과, 이 작동편에 의해 상,하 방향으로 탄력있게 작동하는 커터(64) 및 선재의 이송을 유지하는 베이스(65)로 이루어져 있고,
상기 커팅유닛(60)을 구성하는 작동편(63)은 가동롤러(61)의 축(62)에 끼워져 조립되는 허브(66a) 및 이 허브로부터 연결편(66b)을 개재하여 일체형으로 형성된 누름롤러(66c)로 이루어지며, 이 누름롤러의 하단부에 배치된 커터(64)가 베이스(65) 상에 탄력있게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선재 자동 절단장치.
제1항에 있어서, 상기 인출유닛(50)을 구성하는 원통롤러(55A)와 편심롤러(55B)의 전방 위치에 선재 가이드(57)가 설치되어 있고, 상기 하우징(54)의 상단부에 장착된 스프링(56)에 의해 상,하 방향으로 편심롤러(55B)에 텐션력이 작용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 선재 자동 절단장치.
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