KR102406465B1

KR102406465B1 - 형강용 3축천공장치

Info

Publication number: KR102406465B1
Application number: KR1020200052011A
Authority: KR
Inventors: 이필걸
Original assignee: 주식회사 코시스
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2022-06-08
Also published as: KR20210133429A

Abstract

본 발명은. 형강을 제1위치로 이동시켜 이를 파지한 상태에서 제1드릴에 의해 제1관통구멍을 상기 형강에 형성시키고, 제2드릴을 제2위치에 이동시켜 제2드릴에 의해 제2관통구멍을 상기 형강에 형성시키고, 제3드릴을 제3위치에 이동시켜 제3드릴에 의해 제3관통구멍을 상기 형강에 형성시키는 방식으로 구현되는 형강용 3축천공장치에 관한 것이다.

Description

형강용 3축천공장치{3 axis perforating apparatus for shape steel beam}

본 발명은 형강용 3축천공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 피강물인 형강에 대한 파지 및 파지해제작업을 최소한으로 하여 형강에 X축 및 Y축 방향으로 다수의 관통구멍을 형성시키는 3축천공장치에 관한 것이다.

각종 건축물이나 기타 철골 구조물에는 많은 에이치빔 등과 같은 형강재가 사용되는데, 이러한 형강재에는 그 조립을 위해 X축 및 Y축 방향으로 관통되는 다수의 관통구멍이 형성되어야 한다.

이러한 다수의 관통구멍을 형강재에 형성시키는 것을 천공작업이라 하며, 이러한 천공작업을 하나의 드릴을 이용하여 수행하게 되면, 상기 하나의 드릴이 3차원적으로 자세 변경되는 것이 필요하여 천공작업을 지연시킨다고 하는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 3축천공장치가 본 출원인에 의해 특허출원되어 특허등록된 등록특허 제10-1478341호에 개시되어 있다.

상기 개시된 3축천공장치는, 피가공물로서 Z축 방향으로 투입되는 형강재를 사이에 두고 서로 마주하게 배치되어 X축을 중심으로 회전하는 좌측수평드릴부와 우측수평드릴부, 상기 형강재의 위에 배치되어 Y축을 중심으로 회전하는 수직드릴부를 구비하고서, 상기 3개의 드릴부들이 3차원적인 자세변경없이 상기 형강재에 X축 및 Y축 방향으로 관통되는 다수의 관통구멍을 형성시키는 것으로 되어 있다.

즉, 상기 개시된 3축천공장치에서는, 상기 형강재를 제1위치로 이동시켜 이를 파지한 상태에서 제1드릴에 의해 제1관통구멍을 형강에 형성시키고, 상기 형강을 제2위치로 이동시켜 이를 파지한 상태에서 제2드릴에 의해 제2관통구멍을 형강에 형성시키고, 상기 형강을 제3위치로 이동시켜 이를 파지한 상태에서 제3드릴에 의해 제3관통구멍을 형강에 형성시키는 방식으로 구현이 되고 있었습니다.

이러한 종래의 방식은 상기 형강을 3번 이동시키는 공정과 3번 파지 및 파지해제시키는 공정이 수행되어 생산효율이 저하되는 문제점이 있습니다.

본 발명은, 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은. 형강을 제1위치로 이동시켜 이를 파지한 상태에서 제1드릴에 의해 제1관통구멍을 상기 형강에 형성시키고, 제2드릴을 제2위치에 이동시켜 제2드릴에 의해 제2관통구멍을 상기 형강에 형성시키고, 제3드릴을 제3위치에 이동시켜 제3드릴에 의해 제3관통구멍을 상기 형강에 형성시키는 방식으로 구현되는 형강용 3축천공장치를 제공함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 종래에 수행되었던 3번의 파지 및 파지해제 작업 중 2번의 파지 및 파지해제작업을 배제시켜 공정효율을 종래보다 현저하게 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 형강용 3축천공장치에 대한 전체 사시도,
도 2는 도 1의 캐리어에 대한 분해 사시도,
도 3은 도 1의 형강용 3축천공장치에 구비된 파지부에 대한 사시도,
도 4는 도 3의 고정측 베이스와 이동측 베이스를 도시한 분해사시도,
도 5는 도 1의 드릴가공부에 대한 분해사시도,
도 6은 도 5의 한 쌍의 폭방향 드릴가공부에 대한 분해사시도,
도 7은 도 5의 높이방향 드릴가공부에 대한 분해사시도,
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 유압 클램프 중 폭방향 드릴가공부에 구비된 유압 클램프를 도시한 분해 사시도, 및
도 9은 도 6 및 도 7에 도시된 유압 클램프를 도시한 단면도.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 형강용 3축천공장치가 도 1 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 본 실시예의 형강용 3축천공장치가 부호 1으로서 지시되어 있다.

상기 형강용 3축천공장치(1)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 형강인 피가공물(P)을 공급하는 공급부(100), 상기 공급부에서 공급되는 피가공물(P)을 사이에 두고서 파지하는 파지부(200) 및 상기 파지부(200)에 의해 파지된 피가공물(P)에 대하여 수평방향에서 그리고 수직방향에서 구멍을 형성시키는 드릴가공부(300)를 포함하고 있다.

상기 공급부(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 드릴가공부(300)의 본체(301) 중앙에 형성된 피가공물이동통로(302)의 입구에 인접하여 배치되어 상기 피가공물(P)이 얹어 놓여진 롤러 컨베이어(110); 상기 롤러 컨베이어(110)에 나란하게 배치된 가이드레일(120); 상기 가이드레일(120)을 따라 이동가능하게 상기 가이드레일(120)에 장착된 캐리어(130); 상기 캐리어(130)의 캐리지암브래킷(131)에 탑재된 캐리지암(150); 상기 캐리지암(150)의 기단에 실린더 브래킷(151)을 개재하여 장착된 실린더(140); 상기 캐리지암(150)의 선단에 브래킷을 개재하여 장착된 그립퍼암(160); 상기 실린더(140)의 로드(141)에 커플링되어 상기 로드(141)의 전후진 운동에 의해 상기 캐리지암(150)에서 전후진 운동하게 상기 캐리지암(150)에 장착된 클램프 로드(152); 상기 클램프 로드(152)의 전후진 운동에 의해 상기 그립퍼암(160)을 따라 전후진 이동 가능하게 상기 클램프 로드(152)의 선단에 결합되어 상기 그립퍼암(160)에 장착된 슬라이더캠(161); 상기 그립퍼암(160)의 선단 쪽으로 돌출되게 상기 그립퍼암(160)의 선단 일측에 장착된 고정척(162); 상기 그립퍼암(160)의 선단에 힌지핀(166)을 개재하여 상기 그립퍼암(160)에 장착되어 상기 슬라이더캠(161)의 전진운동에 의해 상기 고정척(162) 쪽으로 이동하고 상기 슬라이더캠(161)의 후진운동에 의해 탄성에 의해 상기 고정척(162)에서 멀어지는 쪽으로 이동하는 종동캠(163); 및 상기 종동캠(163)의 선단에 기단이 장착되고 선단이 상기 고정척(162) 쪽으로 뻗어서, 상기 고정척(162)과의 사이에 배치된 피가공물(P)의 기단을 그립핑하는 가동척(164)를 포함하고 있다.

상기 캐리어(130)는, 상기 가이드 레일(120)을 따라 마련된 랙기어(135)에 치합하는 스퍼기어(135a)와 상기 스퍼기어(135a)를 회전구동시키기 위해 상기 캐리어(130)의 캐리어프레임(136)에 탑재되어 상기 스퍼기어(135a)에 고정적으로 내접된 출력축을 구비한 정역 모터(M)를 포함하고 있어서, 상기 정역 모터(M)의 정역회전에 의해 상기 캐리어(130)가 상기 가이드 레일(120)을 따라 전후진 운동하여 상기 가동척(164)과 상기 고정척(162)에 의해 그립핑된 피가공물(P)을 상기 롤러 컨베이어(110) 상에서 전후진시켜, 상기 형강용 3축천공장치(1)에 상기 피가공물(P)을 자동으로 공급할 수 있다.

상기 파지부(200)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(301)의 하부 프레임(303)에 장착된 고정측 베이스(210); 상기 피가공물이동통로(302)를 사이에 두고 상기 고정측 베이스(210)에 마주하여 배치되어 상기 피가공물(P)의 폭방향으로 뻗은 베이스가이드레일(220)을 개재하여 상기 하부 프레임(303)에 장착된 이동측 베이스(230); 상기 이동측 베이스(230)를 상기 베이스 가이드레일(220)을 따라 이동시키기 위해, 상기 이동측 베이스(230)에 선단이 결합된 로드를 구비하고서, 상기 하부 프레임(303)에 탑재된 이동측 베이스 이송 유압실린더(240); 상기 롤러 컨베이어(110)에서 이송되는 피가공물(P)의 양측부를 아래에서 지지하여 상기 피가공물(P)의 길이방향으로 상기 피가공물(P)을 가이드하기 위해, 상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)에 회전가능하게 장착된 두 쌍의 롤러(250); 상기 두 쌍의 롤러(250)를 사이에 두고 상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)에 장착된 두 쌍의 클램프 실린더(260); 상기 두 쌍의 클램프 실린더(260)의 로드의 선단에 장착되어 로드의 상하운동에 의해 상하로 이동되는 두 쌍의 클램프바(270); 상기 두 쌍의 클램프바(270)의 선단에 장착되어 상기 피가공물(P)의 양측변 상변을 위에서 아래로 가압하는 두 쌍의 클램프척(280); 및 상기 두 쌍의 롤러(250)를 사이에 두고 상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)에 장착되어, 상기 두 쌍의 롤러(250) 위에 위치한 피가공물(P)의 높이레벨을 검출하는 한 쌍의 하이트 게이지(290)를 포함하고 있다.

상기 한 쌍의 하이트 게이지(290)는 상기 피가공물(P)의 휨을 감지하는 측정유니트이며, 상기 피가공물(P)에 휨이 발생할 경우에, 하기되는 높이방향 드릴가공부(330)를 높이방향 좌표를 보정하여 수직방향에서 구멍을 상기 피가공물(P)의 휨에 상응하게 상기 높이방향 드릴가공부(330)가 형성하게 하는 작용을 한다.

상기 드릴가공부(300)는, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)를 사이에 두고 상기 베이스가이드레일(220)을 이동가능하게 장착되어 상기 피가공물(P)의 폭방향에서 드릴가공하는 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310, 310); 및 상기 피가공물이동통로(302)를 위에서 마주하게 상기 본체(301)의 천장 프레임(304)에 장착되어 상기 피가공물(P)의 높이방향에서 드릴가공하는 높이방향 드릴가공부(330)를 포함하고 있다.

상기 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310, 310) 각각은, 상기 베이스가이드레일(220)을 따라 피가공물의 폭방향으로 이동가능하게 상기 베이스가이드레일(220)에 장착된 폭방향이동플레이트(311); 상기 폭방향이동플레이트(311)의 밑면에 고정된 도시되지 않은 너트형브래킷에 관통하여 체결되어 피가공물의 폭방향으로 뻗은 스크류축(313a)을 구비하고서, 상기 본체(301)의 하부 프레임(303)에 탑재된 제1볼스크류모터(313); 상기 폭방향이동플레이트(311)의 윗면에 피가공물의 길이방향으로 뻗어 장착된 길이방향 가이드레일(312); 상기 길이방향 가이드레일(312)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 길이방향 가이드레일(312)을 따라 피가공물의 길이방향으로 이동가능하게 상기 길이방향 가이드레일(312)에 장착된 길이방향이동하우징(314); 상기 길이방향이동하우징(314)의 하단에 고정된 너트형브래킷(315)에 관통하여 체결되어 피가공물의 길이방향으로 뻗은 스크류축(316)을 구비하고서, 상기 폭방향이동플레이트(311)에 탑재된 제2볼스크류모터(317); 상기 길이방향이동하우징(314)에 피가공물의 높이방향으로 뻗어 장착된 높이방향 가이드레일(318); 상기 높이방향 가이드레일(318)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 높이방향 가이드레일(318)을 따라 피가공물의 높이방향으로 이동가능하게 상기 높이방향 가이드레일(318)에 장착된 수평방향드릴장치(319); 및 상기 수평방향드릴장치(319)의 하우징(320)에 고정된 너트형브래킷(321)에 관통하여 체결되어 피가공물의 높이방향으로 뻗은 스크류축(323)을 구비하고서, 상기 길이방향이동하우징(314)에 탑재된 제3볼스크류모터(322)를 포함하고 있다.

상기 높이방향 드릴가공부(330)는, 피가공물의 폭방향으로 뻗어 상기 천장 프레임(304)에 장착된 상부 가이드레일(331); 상기 상부 가이드레일(331)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 상부 가이드레일(331)을 따라 피가공물의 폭방향으로 이동가능하게 상기 상부 가이드레일(331)에 장착된 상부 폭방향이동베이스(332); 상기 상부 폭방향이동베이스(332)의 벽부에 고정된 너트형브래킷(333)에 관통하여 체결되어 피가공물의 폭방향으로 뻗은 스크류축(334)을 구비하고서, 상기 천장 프레임(304)에 탑재된 제1상부볼스크류모터(335); 상기 상부 폭방향이동베이스(332)의 밑면에 피가공물의 길이방향으로 뻗어 장착된 상부 길이방향 가이드레일(336); 상기 상부 길이방향 가이드레일(336)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 상부 길이방향 가이드레일(336)을 따라 피가공물의 길이방향으로 이동가능하게 상기 상부 길이방향 가이드레일(336)에 장착된 상부 길이방향이동하우징(337); 상기 상부 길이방향이동하우징(337)의 상단에 고정된 너트형브래킷(338)에 관통하여 체결되어 피가공물의 길이방향으로 뻗은 스크류축(339)을 구비하고서, 상기 상부 폭방향이동베이스(332)에 탑재된 제2상부볼스크류모터(340); 상기 상부 길이방향이동하우징(337)에 피가공물의 높이방향으로 뻗어 장착된 상부 높이방향 가이드레일(341); 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)을 따라 피가공물의 높이방향으로 이동가능하게 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 장착된 수직방향드릴장치(342); 및 상기 수직방향드릴장치(342)의 하우징(343)에 고정된 너트형브래킷(345)에 관통하여 체결되어 피가공물의 높이방향으로 뻗은 스크류축(346)을 구비하고서, 상기 수직방향드릴장치(342)의 하우징(343)에 탑재된 제3상부볼스크류모터(347)를 포함하고 있다.

상기 길이방향 가이드레일(312)과 상기 길이방향이동하우징(314) 사이에, 상기 높이방향 가이드레일(318)과 상기 수평방향드릴장치(319) 사이에, 상기 상부 가이드레일(331)과 상기 상부 폭방향이동베이스(332) 사이에, 상기 상부 길이방향 가이드레일(336)과 상기 상부 길이방향이동하우징(337) 사이에, 그리고 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)과 상기 수직방향드릴장치(342) 사이에, 개재된 유압클램프(C)는 동일한 구성으로 되어 있으며, 상기 유압클램프(C)는 상기 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310, 310)와 상기 높이방향 드릴가공부(330)가 피가공물(P)에 대하여 드릴 가공할 시에, 상기 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310, 310)와 상기 높이방향 드릴가공부(330)가 정위치에서 유지되게 하며, 상기 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310, 310)와 상기 높이방향 드릴가공부(330)에서 발생하는 잔진동을 흡수하여 가공부위의 품질을 좋게 하고, 아울러 드릴공구의 수명을 연장시키는 작용을 하게 된다.

이러한 유압클램프(C)의 작용을 구현하기 위해 상기 유압클램프(C)는 다음과 같이 구성되어 있다.

상기 유압클램프(C) 각각은, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 길이방향이동하우징(314), 상기 수평방향드릴장치(319), 상기 상부 폭방향이동베이스(332), 상기 상부 길이방향이동하우징(337), 또는 상기 수직방향드릴장치(342)에 착탈가능하게 장착되고, 가로방향으로 뻗은 제1유로(L1)가 내부에 형성된 상부메인블록(C1); 상기 상부메인블록(C1)의 양단에 기단이 결합되고, 선단이 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341) 쪽으로 뻗어 있으며, 상기 제1유로(L1)와 유통하는 제2유로(L2)가 형성된 한 쌍의 실린더 엔드(C2); 상기 제2유로(L2)와 유통하는 제3유로(L3)가 형성되게 상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)에 대하여 떨어져서 배치되고 그리고 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)을 사이에 두고 배치되어 전진 시에 상기 상부메인블록(C1)을 따라 서로 마주하는 방향으로 이동하여 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 제동을 위해 접촉하는 한 쌍의 측면 피스톤(C4); 상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)에 외측단이 결합되고, 내측단이 상기 제1유로(L1)와 나란하게 뻗어, 상기 한 쌍의 측면 피스톤(C4)의 이동을 상기 상부메인블록(C1)과 협력하여 가이드하는 한 쌍의 가이드블록(C5); 상기 상부메인블록(C1) 밑면 중앙에 상기 제1유로(L1)와 유통하게 형성된 구멍(O)의 축선방향으로 이동가능하게 상기 구멍(O)에 삽입되어, 전진시에 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 제동을 위해 맞닿음하는 상부 피스톤(C6); 서로 수직으로 교차하여 상기 제2유로(L2)와 유통하게 상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)중 어느 하나에 형성되어 도시되지 않은 오일 공급 및 회수원에 접속된 한 쌍의 교차 오일출입구(C7); 및 상기 제2유로(L2)와 유통하게 상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)중 다른 하나에 형성되어 상기 오일 공급 및 회수원에 접속된 하나의 오일출입구(C8)를 포함하고 있다.

상기 유압클램프(C) 각각은, 상기 오일 공급 및 회수원에서 공급되는 오일이 상기 한 쌍의 교차 오일출입구(C7)와 상기 하나의 오일출입구(C8)에 유입되면, 상기 제2유로(L2)를 경유하여 상기 제1유로(L1) 및 제3유로(L3)로 이동하여 상부 피스톤(C6)과 한 쌍의 측면 피스톤(C4)이, 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341) 쪽으로 이동하여, 이들의 3개의 면에 밀착되어 이들의 제동을 하게 되고, 그리고, 상기 제1 내지 3유로(L1, L2, L3)에서 상기 오일 공급 및 회수원으로 빠져 나가면, 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 대한 상부 피스톤(C6)과 한 쌍의 측면 피스톤(C4)의 밀착이 해제되어 이들의 제동이 구현되지 않는다.

상기와 같이 구성된 형강용 3축천공장치(1)는 다음과 같이 작동될 수 있다.

상기 가이드레일(120)에 나란하게 상기 롤러 컨베이어(100) 상에 피가공물(P)을 얹어 놓은 상태에서, 상기 정역모터(M)를 정방향으로 가동하여 상기 캐리어(130)를 전진시켜서 상기 그립퍼암(160)이 상기 피가공물(P)의 기단에 인접하게 배치시킨다.

그 다음, 상기 공급부(100)의 상기 실린더(140)를 가동하여 상기 로드(141)를 전진시키면, 상기 클램프 로드(152)가 전진하여, 상기 슬라이더캠(161)이 전진하게 되어, 상기 종동캠(163)이 상기 힌지핀(166)을 중심으로 하여 상기 고정척(162) 쪽으로 선회운동하게 되어서, 상기 가동척(164)이 상기 고정척(162)와 협력하여 상기 피가공물(P)의 기단을 그립핑하게 된다.

그 다음, 상기 정역모터(M)를 정방향으로 가동하여, 상기 캐리어(130)를 전진시켜서, 상기 그립퍼암(160)에 그립핑된 상기 피가공물(P)이 상기 피가공물이동통로(302) 내로 진입하여, 상기 두 쌍의 롤러(250) 위에 상기 피가공물(P)의 선단의 양측 밑면이 얹어 놓여지게 된다.

그 다음, 상기 두 쌍의 클램프바(270)가 아래로 이동하는 쪽으로 상기 두 쌍의 클램프 실린더(260)를 가동하여 상기 두 쌍의 클램프척(280)이 상기 피가공물(P)의 선단의 양측 윗변을 아래로 가압하여, 상기 두 쌍의 롤러(250)와 협력하여 상기 피가공물(P)을 파지하여서 위치고정시킨다.

그 다음, 상기 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310)와 상기 높이방향 드릴가공부(330) 중 어느 하나를 가동하여 상기 피가공물(P)에 대한 관통구멍을 형성시키고, 이어서 다른 어느 하나를 가동하여, 상기 피가공물(P)에 대한 관통구멍을 형성시키고, 마지막으로 또 다른 어느 하나를 가동하여, 상기 피가공물(P)에 대한 관통구멍을 형성시킨다.

그 다음, 상기 두 쌍의 클램프바(270)가 위쪽으로 이동하는 쪽으로 상기 두 쌍의 클램프 실린더(260)를 가동하여 상기 두 쌍의 클램프척(280)이 상기 피가공물(P)에 대하여 파재해제되게 한다.

그 다음, 상기 정역모터(M)를 정방향으로 가동하여, 상기 캐리어(130)를 전진시켜서, 상기 그립퍼암(160)에 그립핑된 상기 피가공물(P)이 상기 피가공물이동통로(302) 밖으로 이동되게 한 다음, 상기 실린더(140)의 로드(141)를 후퇴시켜 상기 그립퍼암(160)이 상기 피가공물(P)에 대하여 그립핑해제되게 한다.

그 다음, 상기 정역모터(M)를 역방향으로 가동하여, 상기 캐리어(130)가 원위치로 복귀되게 하여, 하나의 피가공물에 대한 관통구멍형성작업이 한 사이클로서 마무리되게 된다.

상기 이동측 베이스(230)는, 상기 이동측 베이스 이송 유압실린더(240)를 가동하여, 상기 베이스가이드레일(220)을 따라 상기 피가공물(P)의 폭방향으로 위치 이동되는 것이 가능하여, 다양한 폭방향 치수를 가진 상이한 피가공물(P)에 맞추어 질 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310)와 상기 높이방향 드릴가공부(330)도, 상기 피가공물(P)의 폭방향, 높이방향 및 길이방향으로 위치 이동되는 것이 가능하여, 다양한 폭방향 치수, 다양한 높이방향 치수를 가진 상이한 피가공물(P)에 맞추어 질 수 있다.

상기와 같이 구성된 형강용 3축천공장치(1)에 의하면, 종래에 수행되었던 3번의 파지 및 파지해제 작업 중 2번의 파지 및 파지해제작업이 배제되어, 공정효율이 종래보다 현저하게 증대될 수 있다.

P: 피가공물, M: 정역모터, 1: 형강용 3축천공장치, 100: 공급부, 110: 롤러 컨베이어, 120: 가이드레일, 130: 캐리어, 131: 캐리지암브래킷, 135: 랙기어, 135a: 스퍼기어, 136: 캐리어프레임, 140: 실린더, 141: 로드, 150: 캐리지암, 151: 실린더 브래킷, 152: 클램프 로드, 160: 그립퍼암, 161: 슬라이더캠, 162: 고정척, 163: 종동캠, 164: 가동척, 166: 힌지핀, 200: 파지부, 210: 고정측 베이스, 220: 베이스가이드레일, 230: 이동측 베이스, 240: 이동측 베이스 이송 유압실린더, 250: 두 쌍의 롤러, 260: 두 쌍의 클램프 실린더, 270: 두 쌍의 클램프바, 280: 두 쌍의 클램프척, 300: 드릴가공부, 301: 본체, 302: 피가공물이동통로, 303: 하부 프레임, 304: 천장 프레임, 310: 한 쌍의 폭방향 드릴가공부, 311: 폭방향이동플레이트, 312: 길이방향 가이드레일, 313: 제1볼스크류모터, 313a: 스크류축, 314: 길이방향이동하우징, 315: 너트형브래킷, 316: 스크류축, 317: 제2볼스크류모터, 318: 높이방향 가이드레일, 319: 수평방향드릴장치, 320: 하우징, 321: 너트형브래킷, 322: 제3볼스크류모터, 323: 스크류축, 330: 높이방향 드릴가공부, 331: 상부 가이드레일, 332: 상부 폭방향이동베이스, 333: 너트형브래킷, 334: 스크류축, 335: 제1상부볼스크류모터, 336: 상부 길이방향 가이드레일, 337: 상부 길이방향이동하우징, 338: 너트형브래킷, 339: 스크류축, 340: 제2상부볼스크류모터, 341: 상부 높이방향 가이드레일, 342: 수직방향드릴장치, 343: 하우징, 345: 너트형브래킷, 346: 스크류축, 347: 제3상부볼스크류모터

Claims

형강인 피가공물(P)을 공급하는 공급부(100),
상기 공급부(100)에서 공급되는 피가공물(P)을 사이에 두고서 파지하는 파지부(200) 및
상기 파지부(200)에 의해 파지된 피가공물(P)에 대하여 수평방향에서 그리고 수직방향에서 구멍을 형성시키는 드릴가공부(300)를 포함하는 형강용 3축천공장치(1)에 있어서,
상기 파지부(200)는 상기 피가공물(P)의 폭방향으로 이동가능하게 되어 있고, 그리고
상기 드릴가공부(300)는 상기 피가공물(P)의 폭방향, 길이방향 및 높이방향으로 이동가능하게 되며,
상기 파지부(200)는,
상기 드릴가공부(300)의 본체(301)의 하부 프레임(303)에 장착된 고정측 베이스(210);
상기 피가공물(P)을 사이에 두고 상기 고정측 베이스(210)에 마주하여 배치되어 상기 피가공물(P)의 폭방향으로 뻗은 베이스가이드레일(220)을 개재하여 상기 하부 프레임(303)에 장착된 이동측 베이스(230);
상기 이동측 베이스(230)를 상기 베이스 가이드레일(220)을 따라 이동시키기 위해, 상기 이동측 베이스(230)에 선단이 결합된 로드를 구비하고서, 상기 하부 프레임(303)에 탑재된 이동측 베이스 이송 유압실린더(240);
상기 공급부(100)에서 이송되는 피가공물(P)의 양측부를 아래에서 지지하여 상기 피가공물(P)의 길이방향으로 상기 피가공물(P)을 가이드하기 위해, 상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)에 회전가능하게 장착된 두 쌍의 롤러(250);
상기 두 쌍의 롤러(250)를 사이에 두고 상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)에 장착된 두 쌍의 클램프 실린더(260);
상기 두 쌍의 클램프 실린더(260)의 로드의 선단에 장착되어 로드의 상하운동에 의해 상하로 이동되는 두 쌍의 클램프바(270);
상기 두 쌍의 클램프바(270)의 선단에 장착되어 상기 피가공물(P)의 양측변 상변을 위에서 아래로 가압하는 두 쌍의 클램프척(280); 및
상기 두 쌍의 롤러(250)를 사이에 두고 상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)에 장착되어, 상기 두 쌍의 롤러(250) 위에 위치한 피가공물(P)의 높이레벨을 검출하는 한 쌍의 하이트 게이지(290)을 포함하며,
상기 드릴가공부(300)는,
상기 고정측 베이스(210)와 상기 이동측 베이스(230)를 사이에 두고 상기 베이스가이드레일(220)을 이동가능하게 장착되어 상기 피가공물(P)의 폭방향에서 드릴가공하는 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310, 310); 및
상기 피가공물(P)을 위에서 마주하게 상기 본체(301)의 천장 프레임(304)에 장착되어 상기 피가공물(P)의 높이방향에서 드릴가공하는 높이방향 드릴가공부(330)를 포함하며,
상기 한 쌍의 폭방향 드릴가공부(310, 310) 각각은,
상기 베이스가이드레일(220)을 따라 피가공물의 폭방향으로 이동가능하게 상기 베이스가이드레일(220)에 장착된 폭방향이동플레이트(311);
상기 폭방향이동플레이트(311)의 밑면에 고정된 너트형브래킷에 관통하여 체결되어 피가공물의 폭방향으로 뻗은 스크류축(313a)을 구비하고서, 상기 본체(301)의 하부 프레임(303)에 탑재된 제1볼스크류모터(313);
상기 폭방향이동플레이트(311)의 윗면에 피가공물의 길이방향으로 뻗어 장착된 길이방향 가이드레일(312);
상기 길이방향 가이드레일(312)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 길이방향 가이드레일(312)을 따라 피가공물의 길이방향으로 이동가능하게 상기 길이방향 가이드레일(312)에 장착된 길이방향이동하우징(314);
상기 길이방향이동하우징(314)의 하단에 고정된 너트형브래킷(315)에 관통하여 체결되어 피가공물의 길이방향으로 뻗은 스크류축(316)을 구비하고서, 상기 폭방향이동플레이트(311)에 탑재된 제2볼스크류모터(317);
상기 길이방향이동하우징(314)에 피가공물의 높이방향으로 뻗어 장착된 높이방향 가이드레일(318);
상기 높이방향 가이드레일(318)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 높이방향 가이드레일(318)을 따라 피가공물의 높이방향으로 이동가능하게 상기 높이방향 가이드레일(318)에 장착된 수평방향드릴장치(319); 및
상기 수평방향드릴장치(319)의 하우징(320)에 고정된 너트형브래킷(321)에 관통하여 체결되어 피가공물의 높이방향으로 뻗은 스크류축(323)을 구비하고서, 상기 길이방향이동하우징(314)에 탑재된 제3볼스크류모터(322)를 포함하며,
상기 높이방향 드릴가공부(330)는,
피가공물의 폭방향으로 뻗어 상기 천장 프레임(304)에 장착된 상부 가이드레일(331);
상기 상부 가이드레일(331)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 상부 가이드레일(331)을 따라 피가공물의 폭방향으로 이동가능하게 상기 상부 가이드레일(331)에 장착된 상부 폭방향이동베이스(332);
상기 상부 폭방향이동베이스(332)의 벽부에 고정된 너트형브래킷(333)에 관통하여 체결되어 피가공물의 폭방향으로 뻗은 스크류축(334)을 구비하고서, 상기 천장 프레임(304)에 탑재된 제1상부볼스크류모터(335);
상기 상부 폭방향이동베이스(332)의 밑면에 피가공물의 길이방향으로 뻗어 장착된 상부 길이방향 가이드레일(336);
상기 상부 길이방향 가이드레일(336)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 상부 길이방향 가이드레일(336)을 따라 피가공물의 길이방향으로 이동가능하게 상기 상부 길이방향 가이드레일(336)에 장착된 상부 길이방향이동하우징(337);
상기 상부 길이방향이동하우징(337)의 상단에 고정된 너트형브래킷(338)에 관통하여 체결되어 피가공물의 길이방향으로 뻗은 스크류축(339)을 구비하고서, 상기 상부 폭방향이동베이스(332)에 탑재된 제2상부볼스크류모터(340);
상기 상부 길이방향이동하우징(337)에 피가공물의 높이방향으로 뻗어 장착된 상부 높이방향 가이드레일(341);
상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 유압클램프(C)를 개재하여 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)을 따라 피가공물의 높이방향으로 이동가능하게 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 장착된 수직방향드릴장치(342); 및
상기 수직방향드릴장치(342)의 하우징(343)에 고정된 너트형브래킷(345)에 관통하여 체결되어 피가공물의 높이방향으로 뻗은 스크류축(346)을 구비하고서, 상기 수직방향드릴장치(342)의 하우징(343)에 탑재된 제3상부볼스크류모터(347)를 포함하며,
상기 유압클램프(C)는,
상기 길이방향이동하우징(314), 상기 수평방향드릴장치(319), 상기 상부 폭방향이동베이스(332), 상기 상부 길이방향이동하우징(337), 또는 상기 수직방향드릴장치(342)에 착탈가능하게 장착되고, 가로방향으로 뻗은 제1유로(L1)가 내부에 형성된 상부메인블록(C1);
상기 상부메인블록(C1)의 양단에 기단이 결합되고, 선단이 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341) 쪽으로 뻗어 있으며, 상기 제1유로(L1)와 유통하는 제2유로(L2)가 형성된 한 쌍의 실린더 엔드(C2);
상기 제2유로(L2)와 유통하는 제3유로(L3)가 형성되게 상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)에 대하여 떨어져서 배치되고 그리고 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)을 사이에 두고 배치되어 전진 시에 상기 상부메인블록(C1)을 따라 서로 마주하는 방향으로 이동하여 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 제동을 위해 접촉하는 한 쌍의 측면 피스톤(C4);
상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)에 외측단이 결합되고, 내측단이 상기 제1유로(L1)와 나란하게 뻗어, 상기 한 쌍의 측면 피스톤(C4)의 이동을 상기 상부메인블록(C1)과 협력하여 가이드하는 한 쌍의 가이드블록(C5);
상기 상부메인블록(C1) 밑면 중앙에 상기 제1유로(L1)와 유통하게 형성된 구멍(O)의 축선방향으로 이동가능하게 상기 구멍(O)에 삽입되어, 전진시에 상기 길이방향 가이드레일(312), 상기 높이방향 가이드레일(318), 상기 상부 가이드레일(331), 상기 상부 길이방향 가이드레일(336), 또는 상기 상부 높이방향 가이드레일(341)에 제동을 위해 맞닿음하는 상부 피스톤(C6);
서로 수직으로 교차하여 상기 제2유로(L2)와 유통하게 상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)중 어느 하나에 형성되어 오일 공급 및 회수원에 접속된 한 쌍의 교차 오일출입구(C7); 및
상기 제2유로(L2)와 유통하게 상기 한 쌍의 실린더 엔드(C2)중 다른 하나에 형성되어 상기 오일 공급 및 회수원에 접속된 하나의 오일출입구(C8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 형강용 3축천공장치.
제 1항에 있어서,
상기 공급부(100)는,
상기 드릴가공부(300)의 본체(301) 중앙에 형성된 피가공물이동통로(302)의 입구에 인접하여 배치되어 상기 피가공물(P)이 얹어 놓여진 롤러 컨베이어(110);
상기 롤러 컨베이어(110)에 나란하게 배치된 가이드레일(120);
상기 가이드레일(120)을 따라 이동가능하게 상기 가이드레일(120)에 장착된 캐리어(130); 상기 캐리어(130)의 캐리지암브래킷(131)에 탑재된 캐리지암(150);
상기 캐리지암(150)의 기단에 실린더 브래킷(151)을 개재하여 장착된 실린더(140);
상기 캐리지암(150)의 선단에 브래킷을 개재하여 장착된 그립퍼암(160);
상기 실린더(140)의 로드(141)에 커플링되어 상기 로드(141)의 전후진 운동에 의해 상기 캐리지암(150)에서 전후진 운동하게 상기 캐리지암(150)에 장착된 클램프 로드(152);
상기 클램프 로드(152)의 전후진 운동에 의해 상기 그립퍼암(160)을 따라 전후진 이동 가능하게 상기 클램프 로드(152)의 선단에 결합되어 상기 그립퍼암(160)에 장착된 슬라이더캠(161);
상기 그립퍼암(160)의 선단 쪽으로 돌출되게 상기 그립퍼암(160)의 선단 일측에 장착된 고정척(162);
상기 그립퍼암(160)의 선단에 힌지핀(166)을 개재하여 상기 그립퍼암(160)에 장착되어 상기 슬라이더캠(161)의 전진운동에 의해 상기 고정척(162) 쪽으로 이동하고 상기 슬라이더캠(161)의 후진운동에 의해 탄성에 의해 상기 고정척(162)에서 멀어지는 쪽으로 이동하는 종동캠(163); 및
상기 종동캠(163)의 선단에 기단이 장착되고 선단이 상기 고정척(162) 쪽으로 뻗어서, 상기 고정척(162)과의 사이에 배치된 피가공물(P)의 기단을 그립핑하는 가동척(164)를 포함하며,
상기 캐리어(130)는,
상기 가이드 레일(120)을 따라 마련된 랙기어(135)에 치합하는 스퍼기어(135a)와 상기 스퍼기어(135a)를 회전구동시키기 위해 상기 캐리어(130)의 캐리어프레임(136)에 탑재되어 상기 스퍼기어(135a)에 고정적으로 내접된 출력축을 구비한 정역 모터(M)를 포함하는 것을 특징으로 하는 형강용 3축천공장치.
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