KR102493337B1 - 석재실날절삭기 및 절삭방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실날 톱을 갖는 석재절삭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상하 왕복 스윙운동을 통해 석재를 절삭하는 석재절삭기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 절단작업으로 인한 석재손실을 최소화함으로써 많게는 90% 정도의 비용절감이 가능하고, 슬러지를 줄임으로써 작업비용(인건비)과 처리비용을 절감함과 동시에 환경오염방지의 효과를 가져오게 된다.

Description

석재실날절삭기 및 절삭방법{Apparatus with multi blade block cutter for marble and cutting method using the same}

본 발명은 석재실날절삭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이전의 모든 석재 절삭 방식에서 벗어나 새롭게 상하 수직으로 왕복 스윙운동을 통해 석재를 절삭하는 석재실날절삭기에 관한 것이다.

일반적으로 건축 내외장재 등에 사용되는 대리석 또는 화강암과 같은 석재는 채석장에서 육면체 형태로 채석된 후, 절삭기를 이용하여 판재 형태로 절단되어 사용된다.

이 때 사용되는 석재절삭기는 일반적으로 통상 4개의 수직지주가 설치되고, 수직지주에는 수직지주를 따라 상하 이동하는 수평지주가 설치되며 수평지주에는 수평지주를 따라 좌우 수평 왕복운동하는 절단 수단이 설치된다.

그런데 석재 가공에서 가장 큰 문제점으로 지적되는 것 중 하나는 얇은 두께로 절단하는 것이 어려워 다이아몬드톱날 또는 갱쇼우 방식의 철판이 상대적으로 두꺼워 질 수 밖에 없고, 그로인해 절단으로 인해 손실되는 석재의 양이 많아 석재의 손실이 컸다.

석재를 얇은 석판이나 소정의 두께로 절단하기 위한 기존의 석재절단장치는 원형 생크를 사용하는 방식이었으며, 이와 같은 종래의 석재절단용 원형 생크는 두께가 5~10mm이고, 그 위에 덧입혀지는 다이아몬드 팁의 두께가 7~12mm가 되어야 절삭이 가능하다.

예를 들어 20mm 석판재를 절삭할 때 6~7mm의 톱날 두께로 소실되는 석재 소모량이 제품 대비 원석의 30% 정도나 되므로 절삭 원가가 높고 작업 시 발생하는 석재 슬러지의 처리비용이 상당하여 석재업계의 경쟁력을 약화시키는 요인이었다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명의 발명자는 선행발명인 등록특허 제10-0415479호에서 회전롤러를 사용하고 실날톱을 수평으로 회전시켜 절삭하는 방식을 개발하였다.

그러나 상기 방식은 얇은 강판으로 이루어진 톱날을 사용함으로 인해 절삭하는데 적당한 강한 텐션을 주지 못하여 절삭부위가 일정하지 못하고 벌어지거나 비뚤비뚤해지는 현상이 발생하므로 말미암아 양질의 석판재 생산이 불가능했다.

한편, 다엽식 석재절삭기는, 석재를 절삭하기 위한 다이아몬드 절삭공구를 다수 결합시켜 이를 회전운동시킴으로써 석재를 판재형태로 가공하는 기계로서 등록특허공보 제10-1301778호에는 회전 동력을 제공하는 회전축의 회전 중심과 다른 부분에 지지되는 회전축의 회전 중심이 일정하게 유지되는 다엽식 석재절삭기에 관해 개시되어 있으나, 절삭 유닛이 원형회전을 통해 석재를 절삭하게 되어 있어 석재의 손실이 크고, 절삭 시 발생하는 슬러지로 인한 유해성은 여전히 해결되지 않고 있다.

등록특허공보 제10-1301778호(2013. 08. 29.) 등록특허공보 제10-0415479호(2004. 01. 06.)

앞서 소개한 선행기술들은 절삭작업으로 인한 석재손실을 최소화함과 동시에 석판재의 두께가 일정하면서도 고른 양질의 석판재를 생산하는데 여전히 어려움이 있어 이를 해결할 수 있는 석재절삭방식의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 석재를 다음과 같은 방식으로 절삭함으로써 석재손실을 줄이고, 양질의 석판재를 제공한다.

즉, 본 발명은 3mm 이하 두께의 금속 강판에 다이아몬드 합금을 입히거나 용접을 하여 부착한 실날 톱의 상하 왕복 스윙운동을 통해 석재를 수직 상하 운동으로 절삭하는 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예로서는 절삭수단으로 실날 톱 지지부에 2개 이상의 다수의 실날 톱을 장착하고 상하 왕복 스윙운동을 하여 석재를 수직으로 절삭하는 석재실날절삭기를 제공한다.

또한, 석재실날절삭기는 중앙에 설치된 실날 톱을 통과한 다음 반대편으로 이송된 절삭된 석판재가 넘어지거나 흔들리지 않도록 석판재 상단을 가압할 수 있는 고무나 탄력성이 있는 소재로 된 1개 이상의 누름롤러를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 실시예는 석재실날절삭기는 절삭전 석재를 탑재한 제 1 대차와 중앙에 설치된 실날 톱을 통과하여 절삭된 석판재를 석재가 절삭 완료될 때까지 제 1 대차와 같은 속도로 이송되도록 하는 제 2 대차를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 상기 실날 톱이 장착된 석재실날절삭기를 사용하게 되면 절삭작업으로 인한 석재손실을 최소화함으로써 석재 생산량이 증가됨과 동시에 비용절감이 가능하고, 작업 중 발생하는 슬러지를 줄임으로써 작업자의 안전과 인건비 절감 및 슬러지 처리비용을 절약하는 효과를 가져오게 된다.

또한 본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 의해 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실날 톱의 형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실날 톱의 운동 방향을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 실날 톱이 장착된 절삭기를 위에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 누름롤러가 설치된 석재 절삭기를 옆에서 바라본 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실날 톱의 형태를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실날 톱의 운동방향을 나타낸 도면이다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 실날 톱(110)은 3mm 이하의 얇은 금속(예를 들면, 탄소강) 강판으로 제작되는데, 이 강판에 고강도의 다이아몬드 합금을 일정 간격으로 입히거나 절단 팁(120)을 용접부착함으로써 이 절단 팁에 의해 석재를 절단할 수 있도록 한다.

이 때 절삭되는 석재 원석(10)은 통상적으로 대리석, 화강석 등의 원석이며 절삭이 가능한 원석이면 종류를 가리지 않는다.

종래의 일반적인 다엽식 석재 절삭기는 석재를 절삭하기 위한 다이아몬드 절삭공구를 다수 결합시켜 이를 회전운동 또는 좌우운동을 시킴으로써 석재를 판재 형태로 가공하는 기계이다. 이러한 종래의 석재절삭방식은 손실되는 석재의 양이 많고, 이로 인한 과도한 슬러지 발생으로 환경오염의 문제도 발생하기 쉽다.

반면, 본 발명인 실날 톱(110)을 사용하게 되면 석재의 절삭되는 부위가 실날 톱의 두께와 거의 동일하므로 손실되는 석재의 양이 극적으로 줄어들게 된다.

한편, 선행기술인 등록번호 제10-0415479호의 기술과 같이 수평 절삭 방식을 사용하면 조금만 과도하게 가압을 하여 실날 톱을 운용하면 실날 톱이 벌어짐 또는 비틀림 현상이 발생한다. 즉, 상기 선행기술은 길이가 긴 강판에 다이아몬드 팁을 붙여 회전하면서 아래로 하강하며 수평방향으로 절삭하는데 이에 요구되는 장력이 부족하여 벌어지거나 비틀림이 발생되어 양질의 판재 생산이 불가능했다.

반면, 본 발명의 실날 톱(110)을 사용하는 경우에는 실날 톱을 도 1에서와 같이 상하 수직으로 반복운동하면서 조금씩 석재를 절삭하게 된다. 이러한 수직 왕복 스윙 운동은 양질의 석판재 생산에 필요한 장력을 실날 톱에 제공할 수 있다는 장점이 있다.

상기 실날 톱(110)의 수직 왕복운동은 석재 절삭기에 설치된 크랭크기구(140)에 의해 모터(미도시)의 회전운동이 수직 왕복운동으로 바뀌면서 실날 톱(110)에 의한 절삭이 가능해진다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 실날 톱(110)은 위에서 아래로 스윙운동을 반복하고, 이와 동시에 석재 원석(10)이 실날 톱(110) 방향으로 미세하게 전진함에 따라 상기 실날 톱(110)이 석재를 절삭하도록 한다. 이 때 석재의 전진 속도는 24시간 동안 대략적으로 4m를 전진시키는 것이 바람직하다.(분당 약 2.8mm 전진하는 속도)

이러한 방식은 석재를 절삭하는데 필요한 장력을 무리없이 실날 톱(110)에 부여하게 되고, 그로 인해 절삭 부위가 비뚤어지거나 비틀림없이 양질의 석판재 생산이 가능하게 된다.

한편, 석재원석의 이동은 석재이동장치(130)에 의해 행해지며, 석재이동장치(130)는 통상적으로 이동롤러가 사용될 수 있으나, 대차와 같은 모양의 이동기구도 가능하며 무거운 석재를 운반할 수 있는 장치라면 종류를 제한하지 않는다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실날 톱(110)의 운동 방향을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 실날 톱(110)의 운동 방향은 도 1에서와 같이 위 아래를 반복해서 운동하는 수직왕복운동 외에도 다르게 설정될 수도 있다.

예를 들어, 도 2의 ① 방향과 같이 실날 톱을 위에서 아래방향으로 향하도록 하여 석재의 일부를 절삭한 다음, ②③④ 순서로 평행사변형 모양으로 움직여 원 위치로 돌아간 다음 다시 위에서 아래방향으로 절삭하도록 실날 톱을 운용할 수 있다. 이 경우 석재와 접하게 되는 실날 톱(110) 또는 절단 팁(120)은 항상 위에서 아래방향으로만 접하게 된다.

이 방식의 장점은 석재의 절삭 시 슬러지의 비산을 최소화 할 수 있다는 점이다. 왜냐하면, 작업현장에서는 암석 입자의 비산을 막기 위하여 통상적으로 석재의 절단 시 석재 위에서 아래방향으로 물을 뿌리게 되는데 물이 흘러내리는 방향과 같은 방향으로 실날 톱(110)을 움직이게 되면 슬러지의 비산이 최소화 될 수 있기 때문이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 실날 톱(110)이 실날 톱 지지부(100)에 결합되어 장착된 석재실날절삭기를 위에서 바라본 도면이다. 이 그림에서 석재의 이동방향은 절삭기의 하단에서 상단으로 이동하게 된다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 석재실날절삭기는 2개 이상의 다수 개로 구성된 실날 톱(110) 사이의 간격을 원하는 칫수로 설계함으로써 석재의 절단 두께를 결정할 수 있고, 절단할 석재의 규모에 맞도록 다양하게 제작하여 석재절단을 비롯한 석재가공분야에서 기존의 원형 생크식 절삭장치를 대체할 수 있다.

도 4는 본 발명의 석재실날절삭기를 이용하여 석재를 절삭하는 예시도로서 옆에서 바라본 도면이다.

도 4를 참조하면, 석재의 하단에 위치한 석재이동장치(130)에 의해 석재 절삭기의 중앙에 위치한 실날 톱(110) 방향으로 서서히 이동하는 석재(10)에 대해 실날 톱(110)이 상하로 수직 왕복 스윙운동을 하게 되면 실날 톱(110)에 부착된 절단 팁(120)에 의해 석재의 표면이 절삭되어 홈이 생기게 된다.

실날 톱(110)이 반복적으로 수직으로 상하 왕복 스윙운동을 함으로써 생긴 홈은 점점 커져 실날 톱(110)이 통과할 수 있을 정도의 두께까지 절삭되고, 실날 톱(110)을 통과한 석판재(20)는 다음 가공을 위해 계속 이동하게 된다.

만약 석재의 이동 시 대차를 사용하게 되면, 절삭전 석재를 탑재하고 이동하는 제1 대차(미도시)와 중앙에 설치된 실날 톱(110)을 통과하여 절삭된 석판재를 석재가 절삭이 완료될 때까지 이송하는 제2 대차(미도시)는 이동속도가 서로 같아야 한다.

여기서 말하는 제1 대차와 제2 대차는 석재 원석(10) 또는 석판재(20)를 천천히 이동시킬 수 있는 수단이라면 그 형태에 제한을 두지 않으며 서로 연결될 수도 있다.

결과적으로 석재 원석은 석재 하단의 석재이동장치(130)에 의해 일정한 속도로 실날 톱을 향하여 천천히 전진하게 되고, 좌우로 일정 간격으로 다수 설치된 실날 톱의 상하 왕복 스윙운동에 따라 석재는 원하는 두께의 석판으로 한꺼번에 절단되게 된다.

한편, 석재(10)가 실날 톱에 의해 절삭이 되면서 평판형의 석판재(20) 모양이 되는데 석판재가 실날 톱을 지나 상당한 거리에 도달하면 진동 등에 의해 쓰러질 수가 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명에서는 절삭과정을 거치고 나서 반대편으로 이송된 절삭된 석판재(20)가 넘어지거나 흔들리지 않도록 석판재 상단을 손상없이 누를 수 있는 누름롤러(150)를 1개 이상 구비할 수 있다. 상기 누름롤러(150)의 소재는 고무나 탄력성이 있는 소재로 만드는 것이 바람직하며, 이처럼 누름롤러(150)가 석판재를 가압함으로써 이동하는 석판재(20)가 좌우로 쓰러지지 않게 된다.

또한, 이동 중 좌우 양 끝에 위치한 절삭된 석판재(20)가 바깥으로 쓰러지지 않도록 진공에 의한 흡착방식에 의해 석판재(20)를 잡아 주는 흡착장치(미도시)가 석재실날절삭기 좌우편에 추가적으로 설치될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 석재 20: 석판재
100: 실날 톱 지지부 110: 실날 톱
120: 절단 팁 130: 석재이동장치
140: 크랭크기구 150: 누름롤러
200: 수평지주 210: 수직지주

Claims (5)

1. 석재를 석판재 형태로 절삭하는 방법으로서,
   3mm 이하 두께의 금속 강판에 다이아몬드 합금을 입히거나 용접을 하여 부착한 2개 이상의 다수의 실날 톱의 상하 왕복 스윙운동을 통해 석재를 수직 상하 왕복운동으로 절삭하며,
   상기 석재는 대리석이나 화강석을 포함한 모든 석재 원석인 것을 특징으로 하는 석재를 석판재 형태로 절삭하는 방법.
2. 삭제
3. 절삭 수단으로 실날 톱 지지부에 2개 이상의 다수의 실날 톱을 장착하고 상하 왕복 스윙운동을 하여 석재를 석판재 형태로 수직으로 절삭하고,
   상기 실날톱은 3mm 이하 두께의 금속 강판에 다이아몬드 합금을 입히거나 용접을 하여 부착한 것을 특징으로 하는 석재실날절삭기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 석재실날절삭기는 중앙에 설치된 상기 실날 톱을 통과한 다음 반대편으로 이송된 절삭된 석판재가 넘어지거나 흔들리지 않도록 상기 석판재 상단을 가압할 수 있는 고무나 탄력성이 있는 소재로 된 1개 이상의 누름롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는
   석재실날절삭기.
5. 절삭 전 석재를 탑재하고 실날 톱을 향하도록 이동하는 제1 대차와 절삭된 석판재를 탑재한 채 실날 톱의 반대방향으로 이동하는 제2 대차의 이동 속도가 동일한 제3항 또는 제4항의 석재실날절삭기.

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