KR102408934B1 - 멀티홀 가공장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 따른 멀티홀 가공장치는, 직선이동부(110) 상부에 안착된 대상물(P) 양측에 관통홀을 형성하는 홀 가공장치로서, 직선이동부(110)가 중앙에 위치된 베이스 프레임(100)과, 베이스 프레임(100)의 상부에 마련되며, 직선이동부(110)를 사이에 두고 마주보도록 양측에 각각 마련되어 대상물(P)의 양측면에 각각 관통홀(310)을 형성하는 드릴링부(300), 및 베이스 프레임(100)의 일측에 드릴링부(300)의 일측부 또는 양측에 각각 마련되며, 상기 대상물의 종류에 따라 가변적으로 대상물의 위치를 정렬하는 위치정렬부(500)를 포함한다. 여기서 드릴링부(300)는, 베이스 프레임(100)의 상부면에 고정설치되는 가이드레일(320)과, 가이드레일(320)의 상부에 끼워지도록 설치되며 가이드레일(320)을 따라 직선이동부(110)로 접근 또는 멀어지도록 왕복 이동이 가능한 이동플레이트(330)와, 이동플레이트(330)를 구동시키는 왕복 구동부(340), 이동플레이트(330)의 상면에 고정되게 설치되어 상기 대상물(P)에 관통홀을 형성하는 드릴링머신(350)을 포함한다.

Description

멀티홀 가공장치{Multi-hole processing machine}

본 발명은 멀티홀 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대상물의 위치를 정렬하여 고정한 후 양측면에 관통홀을 형성할 수 있도록 하는 멀티홀 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로, 드릴은 파이프, 철판 등의 재료에 구멍을 형성하기 위한 공구를 말한다.

드릴을 이용하여 소재에 홀을 가공하는 경우, 가공의 과정이 많은 작업자의 수작업을 통해 이루어짐에 따라 인력의 소모가 많고, 작업 시간이 오래 걸리게 되면서 작업성과 생산성이 저하되며, 가공의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 파이프 등의 대상물을 위치 정렬 및 고정하여 흔들림을 방지하고 측면에 복수의 관통홀을 자동으로 성형할 수 있는 기술로 국내 공개특허공보 제10-2019-0125845호의 멀티홀 가공장치가 소개되는데, 이에 의하면 대상물의 측면을 푸시하는 바이스로 위치를 정렬한 후 복수의 드릴링 머신으로 홀을 형성하게 된다.

그러나 상기의 선행기술은 홀을 형성하기 위해 드릴링 머신을 대상물에 접근시키기 위해 다수의 베어링을 이용하는데 정밀도가 낮으며 유지 보수가 용이하지 못한 단점이 존재하고 또한 수평 유지를 위한 샤프트가 필요해 무게가 증가하고 제작비가 상승하는 문제점이 있다. 또한, 대상물을 가압 고정하기 위해 대상물 근처에 에어실린더를 설치하였는데 이로 인해 대상물 로드시 파손의 문제점이 있고, 또한 고정력을 강화하기 위해 바닥면에 자석을 설치하였는데 자성에 의해 가공하고 남은 칩 등이 남아 가공 대상이 파손될 우려가 있는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0125845호(2019.11.07. 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 다양한 규격의 파이프를 위치 정렬하고 고정한 측면에 관통홀을 형성할 수 있으며 가공 정확도와 작업 신뢰성을 향상시킬 수 있는 멀티홀 가공장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티홀 가공장치는,

본 발명에 의하면, 드릴링머신이 얹어진 이동플레이트가 가이드레일을 따라 전진 및 후진되어 수평을 유지하기 용이하고, 직진성을 향상하여 정밀도를 상승시킬 수 있는 있으며, 종래의 베어링 타입에 비해 왕복 구동을 위한 가동부위가 최소화되므로 오류 및 정비 소요를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 푸시부를 대상물과 떨어지도록 배치하고 푸시부와 연결되는 정렬 레버를 통해 대상물을 위치 정렬 및 고정하도록 함으로써, 내구성과 작동의 신뢰성을 상승시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 정렬 레버의 각도를 조절할 수 있고 또한 대상물의 상면 및 측면을 가압하므로 다양한 종류의 대상물을 견고하게 고정시킬 수 있어, 정확한 위치에 관통홀을 형성하여 성형 불량 발생을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치에서 대상물이 정렬 및 고정된 모습을 나타내는 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치에서 위치정렬부의 상세 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치의 드릴링부의 초기 상태와 전진 이동한 상태를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치에서 대상물을 정렬하는 과정을 나타내는 평면도,
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치에서 대상물의 양측면에 펀칭홀이 형성되는 모습을 나타내는 측면도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치는 태양광, 중형 건물 지지대 등 구조물에 적용되는 트러스, 프레임 구조에 사용되는 각형, C형강(이하 '대상물')의 양 측면에 복수의 펀칭홀을 형성하기 위한 것으로서, 대상물을 자동 또는 수동으로 로딩하여 연속적으로 홀형성 작업이 이루어지도록 할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티홀 가공장치(10)는 대상물(P) 양측면에 복수의 관통홀을 형성하는 홀 가공장치로서, 대상물(P)이 이동 및 지지되는 직선이동부(110)가 가운데 위치하는 베이스 프레임(100), 베이스 프레임(100) 상부에 직선이동부(100)를 사이에 두고 마주보도록 설치되며 대상물(P)에 관통홀을 형성하는 드릴링부(300), 베이스 프레임(100)의 상부 일측에 설치되어 관통홀의 정확한 형성을 위해 대상물(P)의 위치를 정렬하는 위치정렬부(500)를 포함한다.

도시되지 않았으나 본 발명에 따른 멀티홀 가공장치(10)는 대상물(P)의 길이방향을 따라 연속되게 또는 일정간격 이격되게 복수 개 형성될 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에는 한 쌍의 드릴링부(300)를 구비한 하나의 멀티홀 가공장치가 예시되어 있어 대상물(P) 양측면에 각각 한 개의 관통홀(총 두개의 관통홀)이 형성할 수 있으나, 대상물(P)에 복수의 관통홀을 동시에 형성하도록 필요에 따라 적정 수의 멀티홀 가공장치가 배치될 수 있다.

직선이동부(110)는 그 상부에 대상물(P)을 로딩한 상태로 전방에서 후방으로 이송 가능한 이송벨트(112), 이송벨트(112)를 구동하는 벨트 구동모터(미도시), 이송벨트(112)의 양측에 수직으로 설치되는 측벽 플레이트(114)를 포함한다. 측벽 플레이트(114)는 이송벨트(112)를 지지하는 프레임으로서 이송벨트(112)의 안정적인 구동을 지지하게 된다. 작업자가 이송벨트(112) 상부에 대상물(P)을 안착시키면 대상물(P)은 벨트 구동에 의해 순차적으로 후방으로 이송하게 된다. 측벽 플레이트(114)의 중앙부에는 홀(116)이 형성되며, 드릴링부(300)의 드릴팁(351, 도4 참조) 단부가 홀(116)을 통과하여 이송벨트(112)에 안착되어 있는 대상물(P)에 관통홀을 형성하게 된다.

한편, 도시되지 않았으나 본 발명에 따른 멀티홀 가공장치(10)는 대상물(P)의 이동 경로 상 직선이동부(100)의 후방에 설치되어 이송벨트에 대상물이 로딩되어있는지 여부를 감지하는 로딩감지센서를 구비하는데, 구체적으로 로딩감지센서는 이송벨트를 따라 대상물(P)이 로딩되어 설정된 위치까지 이송했는지 여부를 감지하게 된다. 제어부(미도시)는 로딩감지센서의 감지신호를 수신하여 이송벨트(112)를 구동하는 벨트 구동모터의 구동을 제어하며, 구체적으로 로딩감지센서가 대상물(P)이 설정된 위치로 이송한 것으로 감지되면 제어부는 벨트 구동모터의 구동을 정지시킨 후, 대상물(P)에 홀 형성 작업을 수행하도록 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 위치정렬부(500)는 직선이동부(110)의 이송벨트(112)에 위치한 대상물(P)을 이송벨트(112)의 길이 방향을 따라 가지런하게(평행하게) 위치 정렬한다. 본 발명에서 실시예에서 위치정렬부(500)는 직선이동부(100)의 길이방향 일측 즉, 베이스 프레임(100)의 일측에 마련되어 직선이동부(100)를 따라 로딩중인 대상물(P)의 폭 변동에 따라 가변적으로 로딩 위치를 조절 및 고정하여 직성이동부(110) 상에서 대상물을 위치 정렬한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 위치정렬부(500)가 드릴링부(300)의 양측에 마련된 구조가 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 드릴링부(300)의 일측에만 마련될 수도 있다.

위치정렬부(500)는 드릴링부(300)의 양측에 동일한 구조로 설치되며 구체적으로 푸시부(510), 정렬 레버(530), 레버 지지대(540)를 포함한다.

푸시부(510)는 베이스 프레임(100)의 가장자리에 설치되며, 로드(511)를 직선이동부(110) 측으로 접근 또는 멀어지도록 왕복 이동시키는 구동원이다.

정렬 레버(530)는 일단이 푸시부(510)의 로드(511)와 힌지 연결되어, 푸시부의 동작에 따른 로드(511)의 전후진 이동에 따라 움직임이 가능하게 된다. 정렬 레버(530)는 로드(511)가 전방(직선이동부 방향)으로 이동시 이와 연동하여 전방으로 이동하면서 그 타단부가 직선이동부(110)에 위치한 대상물(P)을 접촉하여 대상물(P)이 반대쪽의 측벽 플레이트(114)에 닿을때까지 가압하여 위치를 정렬시키게 된다.

도시된 바와 같이 정렬 레버(530)는 푸시부(510)의 로드(511)와 연결된 경사부(532)와 경사부(532)로부터 연장된 직선부(534)를 구비하며, 직선부(534)는 상부가 하부보다 더 돌출된 구조를 가지는 대략 'ㄱ'자 형상을 갖는다. 이렇게 정렬 레버(530)의 직선부(534)는 대상물(P)의 상부 모서리에 위치하면서 상부 돌출부(534a)가 대상부(P)의 상부면을, 하부 수직부(534b)가 대상물(P)의 측벽을 가압하므로, 대상물(P)은 견고하게 고정되게 된다.

레버 지지대(540)는 일단이 고정 브라켓(520)을 통해 베이스 프레임(100)에 힌지 결합되고, 타단이 정렬 에버(530)의 중단부에 힌지 연결되어, 피스톤 로드(511)의 전후진 이동에 따라 움직이는 정렬 레버(530)를 지지하면서 각도를 조절할 수 있도록 한다. 이와 같은 레버 지지대(540)에 의해 정렬 레버(530)의 각도(높이)를 조절할 수 있어, 크기(규격)이 다른 다양한 종류의 대상물(P)을 지지할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 대상물이 직선이동부(110)의 적정한 위치에 정렬될 수 있으며, 정렬 레버(530)의 각도를 조절할 수 있고 또한 대상물의 상면 및 측면을 가압하므로 다양한 종류의 대상물을 견고하게 고정시킬 수 있어, 대상물의 정확한 위치에 관통홀을 형성할 수 있어 성형 불량을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 종래 멀티홀 가공장치에서 위치 정렬하기 위한 에어 실린더가 직선이동부 근처에 있어 가공물 로드시 파손 문제점이 있었는데, 본 발명에 의하면 에어 실린더(푸시부)를 직선이동부로부터 떨어지도록 배치하고 기계적 도구(정렬 레버)로 대체함으로써, 내구성과 작동의 신뢰성을 상승시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 드릴링부(300)는 직선이동부(110)를 사이에 두고 직선이동부(110) 측으로 접근 또는 멀어지도록 베이스 프레임(100)의 양측에 각각 마련되어, 직선이동부(110)에 접근시 대상물(P)의 양측면에 각각 관통홀을 형성한다.

드릴링부(300)는 구체적으로 베이스 프레임(100)에 고정되게 설치되는 가이드레일(320), 가이드레일(320)을 따라 직선 이동하는 이동플레이트(330), 이동플레이트(300)를 구동하는 왕복 구동부(340), 이동플레이트(330)에 설치되어 이동플레이트(330)와 연동하며 대상풀(P)에 홀을 가공하는 드릴링머신(350)을 포함한다.

가이드레일(320)은 베이스 프레임(100)에 각각 마련되어, 이동플레이트(330)의 이동을 가이드할 수 있다.

이동플레이트(330)는 가이드레일(320)의 상부에 끼워지도록 설치되며, 직선이동부(110) 측으로 접근 또는 멀어지도록 왕복 이동이 가능하게 된다.

가이드레일(320)과 이동플레이트(330)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 본 발명에서는 특정의 구조에 한정되지 않는다.

왕복 구동부(340)는 이동플레이트(330)를 왕복 이동, 구체적으로는 이동플레이트(330) 및 드릴링머신(350)이 동시에 직선이동부(110) 측으로 접근 또는 멀어지도록 왕복 이동시키는 구동원으로서, 본 발명의 실시예에서는 베이스 프레임(100)의 하부에 고정 설치되는 실린더로 적용 가능하다. 그러나 이에 한정되지 않으며 왕복 구동부(340)는 볼 스크루, 피니언-래크 모듈, LM 가이드 모듈 등으로 적용될 수도 있다.

왕복 구동부(340)의 로드(341)의 단부는 별도의 브래킷(342)을 통해 이동플레이트(330)의 하면에 연결되며, 왕복 구동부(340)가 구동되면 이동플레이트(330)와 드릴링머신(350)이 동시에 전후진 이동이 가능하게 된다.

드릴링머신(350)은 이동플레이트(330)의 상부면에 마련되며, 드릴링 모터와 드릴링 모터의 회천축에 연결되는 드릴팁(351)을 포함하여, 왕복 구동부(340)에 의한 드릴링머신(350)이 도 4a에서 도 4b와 같이 대상물 측면으로 이동하게 되면 드릴팁(351)의 회전을 통해 대상물의 양측면에 관통홀을 형성시키게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면 드릴링머신(350)이 얹어진 이동플레이트(330)가 가이드레일(320)을 따라 전진 및 후진되어 수평을 유지하기 용이하고, 직진성을 향상하여 정밀도를 상승시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 종래의 베어링 타입에 비해 왕복 구동을 위한 가동부위가 최소화되므로 오류 및 정비 소요를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

이하 도 5 및 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 멀티홀 가공장치의 동작을 설명하기로 한다.

작업자가 직선이동부(110)의 이송벨트(112) 상부에 대상물(P)을 안착시키면 대상물(P)은 수동 또는 자동에 의한 벨트 구동에 의해 순차적으로 후방으로 이송하게 된다. 로딩감지센서는 이송벨트를 따라 대상물(P)이 로딩되어 설정된 위치까지 이송했는지 여부를 감지하게 된다. 제어부는 로딩감지센서의 감지신호를 수신하여 이송벨트(112)를 멈추도록 벨트 구동모터의 구동을 제어한다.

그 후 도 5a에 도시된 바와 같이, 대상물(P)이 직선이동부(110)의 설정 위치에 위치하면, 푸시부(510)의 작동으로 로드(511)가 이동하게 되고 이와 연동하여 정렬 레버(530) 역시 이동하면서 대상물(P)을 푸시하게 되는데, 정렬 레버(530)는 레버 지지대(540)에 의해 각도가 조절되어 대상물의 일측 모서리를 각각 푸시하게 된다.

그 후 도 4b에 도시된 바와 같이, 정렬 레버(530)의 푸시에 의해 대상물(P)의 타측이 직선이동부(110)의 측벽 플레이트(114)에 정렬되고, 정렬 레버(530)의 가압에 의해 대상물(P)이 견고하게 고정된다.

위치 정렬이 완료된 후, 도 5와 같이 왕복 구동부(340)의 구동에 의해 로드(341)가 전진하면, 이동플레이트(330)는 가이드레일(320)을 따라 직선 이동부(110) 쪽으로 이동하며, 따라서 이동플레이트(330)의 상부에 마련된 드릴링머신(350)도 직선이동부(110)를 향해 전진 이동하게 된다.

이때, 드릴링머신(350)의 드릴링 모터와 드릴링 모터의 회천축에 연결되는 드릴팁(351)이 회전하여 대상물(P)의 양측면에 관통홀(310)이 형성된다.

관통홀(310)이 형성된 이후에는 왕복 구동부(350)가 이동플레이트(330) 및 드릴링머신(350)을 직선이동부(110)에서 멀어지도록 후진 이동 시켜, 대상물로부터 드릴링머신(350)을 제거하고, 그 후 대상물(P)을 고정하던 푸시부(510) 역시 후진 이동시킨다. 그 후 이송벨트(112)를 구동하여 관통홀이 형성된 대상물(P)을 이송시켜 멀티홀 가공장치로부터 제거한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10. 멀티홀 가공장치
100. 베이스 프레임 110. 직선이동부
112, 이송 벨트 114. 측벽 플레이트
300. 드릴링부 320. 가이드레일
330. 이동플레이트 340. 왕복 구동부
350. 드릴링머신 500. 위치정렬부
510. 푸시부 530. 정렬 레버
540. 레버 지지대

Claims (3)

1. 직선이동부(110) 상부에 안착된 대상물(P) 양측에 관통홀을 형성하는 홀 가공장치로서,
   상부에 대상물(P)을 로딩한 상태로 전방에서 후방으로 이송 가능한 이송벨트(112)와, 상기 이송벨트(112)의 양측에 수직으로 설치되는 측벽 플레이트(114)를 포함하는 상기 직선이동부(110)가 중앙에 위치된 베이스 프레임(100);
   상기 베이스 프레임(100)의 상부에 마련되며, 상기 직선이동부(110)를 사이에 두고 마주보도록 양측에 각각 마련되어 대상물(P)의 양측면에 각각 관통홀(310)을 형성하는 드릴링부(300); 및,
   상기 베이스 프레임(100)의 일측에 드릴링부(300)의 일측부 또는 양측에 각각 마련되며, 상기 대상물의 종류에 따라 가변적으로 대상물의 위치를 정렬하는 위치정렬부(500);를 포함하며,
   상기 드릴링부(300)는, 상기 베이스 프레임(100)의 상부면에 고정설치되는 가이드레일(320); 상기 가이드레일(320)의 상부에 끼워지도록 설치되며, 상기 가이드레일(320)을 따라 직선이동부(110)로 접근 또는 멀어지도록 왕복 이동이 가능한 이동플레이트(330); 상기 이동플레이트(330)를 구동시키는 왕복 구동부(340); 및, 상기 이동플레이트(330)의 상면에 고정되게 설치되어 상기 대상물(P)에 관통홀을 형성하는 드릴링머신(350);을 포함하고,
   상기 위치정렬부(500)는, 상기 베이스 프레임(100)의 일측 상부에 마련되어 로드(511)를 상기 직선이동부(110) 측으로 접근 또는 멀어지도록 이동시키는 푸시부(510); 상기 푸시부(510)의 로드(511)와 힌지 연결되어, 상기 로드(511)와 연동하여 움직이며 상기 로드(511)가 직선이동부(110) 방향으로 이동시 이와 연동하여 이동하면서 단부가 직선이동부(110)에 위치한 대상물(P)을 접촉하여 대상물(P)이 반대쪽의 측벽 플레이트(114)에 닿을때까지 가압하여 위치를 정렬시키는 정렬 레버(530); 및, 일단은 베이스 프레임(100)에 힌지 연결되고 타단은 상기 정렬 레버(530)의 중단부에 힌지 연결되어, 상기 정렬 레버(530)의 각도가 조절될 수 있도록 지지하는 레버 지지대(540);를 포함하며,
   상기 정렬 레버(530)는 상기 로드(511)와 연결된 경사부(532)와 경사부(532)로부터 연장된 직선부(534)를 구비하며, 직선부(534)는 상부가 하부보다 더 돌출된 구조를 가지는 대략 'ㄱ'자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티홀 가공장치.
   
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