KR102493695B1 - 프로파일 탭 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로파일 탭 가공 장치에 관한 것으로서, 상면에 탭 가공하고자 하는 적어도 하나의 가공대상 프로파일이 안착되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 일측에 결합되고 상기 지지플레이트 상면에 안착된 상기 가공대상 프로파일의 측면을 지지하는 측면 지지부와, 상기 지지플레이트의 일측 중 상기 가공대상 프로파일을 사이에 두고 상기 측면 지지부와 대향하는 위치에 설치되고, 선단부가 신장하여 상기 가공대상 프로파일을 상기 측면 지지부 방향으로 가압하여 고정하는 가압고정부와, 상기 측면 지지부 중 상기 가공대상 프로파일의 선단부와 대응되는 위치에 설치되고, 상기 가공대상 프로파일의 선단부를 지지하되, 상기 가공대상 프로파일의 탭 가공위치와 대응되는 위치에 개구가 형성되는 선단지지부와, 선단에 결합된 툴이 상기 개구를 통과하여 미리 설정된 상기 가공대상 프로파일의 위치에 탭을 가공하는 드릴링 유닛 및 일측에 상기 드릴링 유닛이 장착되고, 상기 드릴링 유닛이 장착된 일측이 전후좌우 방향으로 이동하여 상기 드릴링 유닛에 이동력을 제공하는 이동력 제공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로파일 탭 가공 장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 선단 지지부의 일측에 격자형 개구를 형성하여 프로파일의 선단을 지지한 상태로 탭 가공 작업을 실시함으로써 다수의 작업을 반복하더라도 항상 일정한 가공품질을 유지할 수 있고, 탭 가공시간을 크게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

프로파일 탭 가공 장치{Tapping apparatus for profile}

본 발명은 프로파일 탭 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탭 가공작업이 자동으로 이루어져 항상 일정한 가공품질을 유지할 수 있으면서 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 프로파일 탭 가공 장치에 관한 것이다.

일반적으로 프로파일은 강도가 높고 내식성과 압출가공성이 양호하며, 양극산화처리가 우수한 경량의 알루미늄으로 제작되는 것으로 산업현장에서 사용되고 있는 각종 자동화 설비를 제작하기 위한 구조물인 컨베이어 프레임과 작업대, 진열대 등의 제조에 주로 사용되고 있으며, 최근에는 그 활용도가 높아지면서 어느 특정 분야에만 한정되지 않고 다양하게 적용되고 있다.

이러한, 프로파일은 다른 프로파일과의 조립 용이성을 위해 일정 길이를 갖는 몸체의 단부 일측에 탭이 형성되는데, 프로파일의 제조방법을 살펴보면, 몸체를 압출성형하고 일정 길이로 절단한 후 정해진 규격에 따라 설정된 몸체의 단부 일측에 탭을 가공하여 제조한다.

그리고, 상기한 프로파일의 탭 가공은 작업테이블 상부에 가공하고자 하는 프로파일을 올려둔 상태에서 작업자가 드릴장치를 이용하여 수작업으로 프로파일 단부에 탭을 형성하였는 바 탭 가공 시간에 상당한 시간이 소요되었을 뿐 아니라 작업자에 따라 가공된 탭의 깊이, 직경 등 가공 수치에 차이가 발생되며, 숙련도에 따라 탭 마감면의 거칠기, 탭 직경의 균일도 등 가공 품질에 현격한 차이가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작업자의 숙련도와 관계없이 항상 일정한 가공품질을 유지할 수 있을 뿐 아니라 탭 가공시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 프로파일 탭 가공장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 상면에 탭 가공하고자 하는 적어도 하나의 가공대상 프로파일이 안착되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 일측에 결합되고 상기 지지플레이트 상면에 안착된 상기 가공대상 프로파일의 측면을 지지하는 측면 지지부와, 상기 지지플레이트의 일측 중 상기 가공대상 프로파일을 사이에 두고 상기 측면 지지부와 대향하는 위치에 설치되고, 선단부가 신장하여 상기 가공대상 프로파일을 상기 측면 지지부 방향으로 가압하여 고정하는 가압고정부와, 상기 측면 지지부 중 상기 가공대상 프로파일의 선단부와 대응되는 위치에 설치되고, 상기 가공대상 프로파일의 선단부를 지지하되, 상기 가공대상 프로파일의 탭 가공위치와 대응되는 위치에 개구가 형성되는 선단지지부와, 선단에 결합된 툴이 상기 개구를 통과하여 미리 설정된 상기 가공대상 프로파일의 위치에 탭을 가공하는 드릴링 유닛 및 일측에 상기 드릴링 유닛이 장착되고, 상기 드릴링 유닛이 장착된 일측이 전후좌우 방향으로 이동하여 상기 드릴링 유닛에 이동력을 제공하는 이동력 제공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로파일 탭 가공 장치를 제공한다.

그리고, 상기 드릴링 유닛은 회전력을 제공하는 동력수단 및 상기 동력수단의 선단부에 결합되고, 상기 동력수단으로부터 회전력을 제공받아 회전하여 상기 가공대상 프로파일의 선단 중 미리 설정된 위치에 탭을 가공하는 툴부를 포함하되, 상기 툴부는 상기 동력수단이 상기 가공대상 프로파일 방향으로 전진하는 경우 상기 동력수단과 연결되어 회전력을 제공받고, 상기 동력수단이 후퇴하는 경우 상기 동력수단과의 연결이 해제되어 자유회전상태로 변환되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 툴부는 상기 동력수단의 선단부에 연결되는 툴몸체와, 상기 툴몸체의 선단부에 길이방향으로 이동가능하게 배치되어 후방으로 이동하는 경우 상기 툴몸체에 연결되고, 전방으로 이동하는 경우 상기 툴몸체와의 연결이 해제되는 툴유닛 및 상기 툴몸체와 상기 툴유닛 사이에 개재되고, 상기 동력수단이 후퇴하는 경우 상기 툴유닛에 전방으로 탄성을 인가하여 상기 툴유닛이 상기 툴몸체와 연결이 해제되도록 하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 선단지지부는 일측에 다양한 규격의 프로파일에 대한 탭 가공위치를 각각 가상점으로 지정하고, 상기 가상점과 상기 가상점 사이 영역에 각각 가상의 수평선과 수직선을 설정한 후 상기 수평선과 수직선을 따라 일정두께의 지지대를 형성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 선단 지지부의 일측에 격자형 개구를 형성하여 프로파일의 선단을 지지한 상태로 탭 가공 작업을 실시함으로써 다수의 작업을 반복하더라도 항상 일정한 가공품질을 유지할 수 있고, 탭 가공시간을 크게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 프로파일 탭 가공장치의 사시도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로파일 탭 가공장치의 평면도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 선단지지부 상에 가상점, 가상의 수평선 및 수직선이 표시된 상태를 도시한 도면,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 드릴링 유닛의 툴부 사시도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 드릴링 유닛의 툴부 단면을 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 가압고정부에 의해 가공대상 프로파일이 고정되는 상태를 도시한 도면,
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 선단지지부에 가공대상 프로파일이 지지된 상태를 도시한 도면,
도8a는 본 발명의 일실시예에 따른 개구를 통해 툴부가 삽입되는 상태를 도시한 도면,
도8b는 본 발명의 일실시예에 따른 툴몸체와 툴유닛이 결합되는 상태를 도시한 도면,
도9a는 본 발명의 일실시예에 따른 드릴링 유닛이 후퇴하는 상태를 도시한 도면,
도9b는 본 발명의 일실시예에 따른 탭몸체로부터 탭유닛이 분리되는 상태를 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 프로파일 탭 가공장치의 사시도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로파일 탭 가공장치의 평면도이며, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 선단지지부 상에 가상점, 가상의 수평선 및 수직선이 표시된 상태를 도시한 도면이다.

도1 내지 도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 프로파일 탭 가공장치(1)는 지지플레이트(10)와, 측면 지지부(20)와, 가압고정부(30)와, 선단지지부(40)와, 드릴링 유닛(50) 및 이동력 제공수단(60)을 포함하여 구성된다.

지지플레이트(10)는 대략 테이블 형상으로 형성되고, 상면에 가공하고자 하는 가공대상 프로파일이 안착되는 안착면이 형성된다.

측면 지지부(20)는 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 지지플레이트(10)의 상면 중 측면 모서리 영역에 수직방향으로 설치되며, 지지플레이트(10)의 상면에 안착된 가공대상 프로파일의 측면을 지지하는 역할을 한다.

본 실시예의 지지플레이트(10) 및 측면 지지부(20)의 크기는 가공대상 프로파일이 4X4 배열로 설치될 수 있고, 이들을 지지할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

가압고정부(30)는 지지플레이트(10)의 상면 중 측면 지지부(20)와 대향되는 위치에 설치되는 실린더 본체(31)와, 실린더 본체(31)에 측면 지지부(20) 방향으로 신축가능하게 결합되는 실린더 로드(32) 및 실린더 로드(32)의 단부에 결합되어 실린더 로드(32)가 신장하는 경우 지지플레이트(10) 상면에 안착된 가공대상 프로파일을 측면지지부 방향으로 가압고정하는 가압플레이트(33)를 포함하여 구성된다.

여기서, 가압플레이트(33)는 다수의 가공대상 프로파일을 가압할 수 있도록 일정면적을 갖도록 형성되며, 고정하는 과정에서 가공대상 프로파일이 유동되는 것을 방지하기 위해 마찰력이 큰 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기한 실린더 본체(31) 및 실린더 로드(32)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명하므로 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.

선단지지부(40)는 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 지지플레이트(10)의 일측 중 가공대상 프로파일의 선단부와 대응되는 위치에 수직설치되어 지지플레이트(10)에 안착된 가공대상 프로파일의 선단부를 지지함으로써 다수의 가공대상 프로파일을 정렬하여 탭 가공시 가공 기준점, 즉 영점을 제공한다.

그리고, 선단지지부(40)는 일측 중 가공대상 프로파일의 탭 가공위치와 대응되는 위치에 각각 개구(41)가 형성되어 격자형으로 형성된다.

이러한 선단지지부(40)의 설계 방법을 살펴보면, 도3에서 보는 바와 같이 플레이트 형상의 모재 정면 중 이에 지지되는 다양한 규격의 프로파일에 대한 탭 가공위치를 각각 가상점(P)으로 지정하고, 가상점(P)과 가성점(P) 사이 영역에 각각 가상의 수평선(H)과 수직선(V)을 설정한 후 설정된 수평선(H)과 수직선(V)을 따라 일정두께의 지지대(40a)를 구비함으로써 다수의 개구(41)가 형성된 격자 형상의 선단지지부(40)를 구성한다.

일반적으로 프로파일은 사용용도에 따라 그 단면이 정방형, 장방형, R형상, L형상, LR 형상, 삼각형 등으로 다양하게 형성될 수 있는데, 위와 같이 설계된 본 발명의 선단지지부(40)는 다양한 규격의 프로파일에 모두 적용이 가능하다.

한편, 하나의 가상점과 가성점 사이영역에 다수의 수평선 또는 수직선이 설정될 수 있으며, 본 실시예에서는 가장 많은 수의 수평선과 수직선이 배치되도록 선택하여 프로파일의 지지,정렬효율이 보다 향상될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

드릴링 유닛(50)은 가공대상 프로파일 중 미리 설정된 위치에 탭을 가공하는 역할을 하는 것으로서, 이하 도4를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

이동력 제공수단(60)은 X,Y,Z축의 LM가이드(61)와, 그 상부에 설치되고 상부에 드릴링 유닛(50)이 설치되는 플레이트부재(62) 및 플레이트부재(62)에 연결되어 플레이트부재(62)에 이동력을 제공하는 모터(63)를 포함하여 구성되어 드릴링 유닛(50)에 X,Y,Z축으로 이동력을 제공하는 역할을 하는데, 이러한 이동력 제공수단(60)은

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 드릴링 유닛의 툴부 사시도이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 드릴링 유닛의 툴부 단면을 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 드릴링 유닛(50)은 도4 및 도5에서 보는 바와 같이 후술하는 이동력 제공수단(60)의 일측에 X,Y,Z 축으로 이동가능하게 설치되는 본체(51)와, 본체(51) 내부에 설치되고 회전력을 제공하는 동력수단(52)과, 동력수단(52)의 선단부에 결합되어 회전하는 툴부(50)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본체(51)는 동력수단(52)을 감싸도록 형성되어 이를 외부 요인으로부터 보호하는 역할을 한다.

동력수단(52)은 일반적인 모터가 사용될 수 있으며, 선단부에 툴부(50)의 일측이 결합되는 회전축이 구비되어 회전축이 회전하면서 툴부(50)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.

툴부(50)는 동력수단(52)의 선단부에 결합되는 툴몸체(53a)와, 툴몸체(53a)의 선단부에 길이방향으로 이동가능하게 배치되는 툴유닛(53b) 및 툴몸체(53a)와 툴유닛(53b)의 연결영역을 감싸도록 형성되는 하우징(53c) 및 하우징(53c) 내부 중 툴몸체(53a)와 툴유닛(53b) 사이에 개재되는 탄성부재(53d)를 포함하여 구성된다.

이러한 툴부(50)는 툴유닛(53b)의 단부가 가공대상 프로파일의 일측 중 미리 설정된 가공위치에 접촉된 상태에서 툴유닛(53b)이 툴몸체(53a)와 결합되어 회전하여 가공대상 프로파일에 탭을 형성하는 역할을 한다.

한편, 본 실시예에 따른 툴유닛(53b)은 탭 가공 완료 후 동력수단(52)이 후퇴하는 경우 툴툴몸체(53a)와 분리되어 자유회전함으로써 별도의 동력없이 가공영역으로부터 인출될 수 있는데, 이러한 툴부(50)의 동작은 후술하는 동작설명에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도6은 본 발명의 일실시예에 따른 가압고정부에 의해 가공대상 프로파일이 고정되는 상태를 도시한 도면이고, 도7은 본 발명의 일실시예에 따른 선단지지부에 가공대상 프로파일이 지지된 상태를 도시한 도면이며, 도8a는 본 발명의 일실시예에 따른 개구를 통해 툴부가 삽입되는 상태를 도시한 도면이고, 도8b는 본 발명의 일실시예에 따른 툴몸체와 툴유닛이 결합되는 상태를 도시한 도면이며, 도9a는 본 발명의 일실시예에 따른 드릴링 유닛이 후퇴하는 상태를 도시한 도면이고, 도9b는 본 발명의 일실시예에 따른 탭몸체로부터 탭유닛이 분리되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 프로파일 탭 가공 장치(1)의 동작을 첨부된 도6 내지 도9b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가공대상 프로파일을 지지플레이트(10)의 상면에 안착시킨다. 이때 다수의 가공대상 프로파일을 가공하고자 하는 경우 2X2 또는 4X4 배열로 적재하여 안착시키는 것이 바랍직하다.

지지플레이트(10) 상면에 안착된 가공대상 프로파일은 그 측면을 측면지지부에 지지시키고, 선단부를 선단지지부(40)에 지지시켜 정렬한다.

그리고, 도5와 같이 가압고정부(30)의 실린더 로드(32)를 신장시키고, 가공대상 프로파일의 측면을 가압하여 가공대상 프로파일의 정렬 상태를 고정한다.

이때, 선단지지부(40)에 형성된 개구(41)는 도6에서 보는 바와 같이 각 프로파일의 형상 및 규격에 따른 탭 가공위치의 이격거리를 고려하여 이들이 공통적으로 포함하고 있는 탭 형성영역을 고려하여 형성되므로 다수개의 개구(41)가 각각 다른 폭과 높이를 가지고 형성된다.

가공대상 프로파일이 고정되면, 도7a에서 보는 바와 같이 드릴링 유닛(50)이 가공대상 프로파일 방향으로 전진하여 툴부(50)의 단부가 가공대상 프로파일의 일측 중 가공영역과 대응되는 위치에 접촉된다.

이때, 툴부(50)의 단부는 가공대상 프로파일의 가공영역에 지지되고, 본체(51)가 가공대상 프로파일 방향으로 전진하기 때문에 도7b와 같이 툴몸체(53a)와 툴유닛(53b) 사이에 개재된 탄성부재(53d)가 수축되고, 툴몸체(53a)와 툴유닛(53b)이 상호 연결된다.

이에 동력수단(52)이 구동하여 툴몸체(53a)에 회전력이 인가되면, 툴몸체(53a)에 연결된 툴유닛(53b)이 회전하면서 가공대상 프로파일에 탭을 형성한다.

탭 가공이 완료되면, 동력수단(52)이 중지하고, 도8a와 같이 드릴링 유닛(50)이 후방으로 후퇴한다.

이에 수축된 상태의 탄성부재(53d)가 초기 형상으로 복귀하고 도8b와 같이 툴유닛(53b)을 툴몸체(53a)로부터 분리하여 툴유닛(53b)을 자유회전가능한 상태로 변환한다. 그리고, 자유회전가능한 상태의 툴유닛(53b)이 동반 후퇴하여 가공된 탭을 따라 역회전하면서 외부로 인출된다.

이와 같이 본 실시예에서는 툴유닛(53b)이 별도의 동력없이 탭을 따라 자유롭게 역회전하여 외부로 인출되는 바 동력에 의해 역회전하면서 인출되는 툴유닛(53b)에 의해 가공된 탭이 손상되거나 뭉개지는 문제를 방지할 수 있으면서도 툴유닛(53b)을 매우 신속하게 인출하여 작업시간을 크게 단축시킬 수 있다.

이와 동일한 방법을 반복적으로 수행하여 미리 설정된 위치에 탭 가공을 각각 실시한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 지지플레이트 11 : 안착면
20 : 측면 지지부 30 : 가압고정부
31 : 실린더 본체 32 : 실린더 로드
33 : 가압플레이트 40 : 선단지지부
40a : 지지대 41 : 개구
50 : 드릴링 유닛 51 : 본체
52 : 동력수단 53 : 툴부
53a : 툴몸체 53b : 툴유닛
53c : 하우징 53d : 탄성부재
60 : 이동력 제공수단 61 : LM가이드
62 : 플레이트부재 63 : 모터

Claims (5)

1. 상면에 탭 가공하고자 하는 적어도 하나의 가공대상 프로파일이 안착되는 지지플레이트와;
   상기 지지플레이트의 일측에 결합되고 상기 지지플레이트 상면에 안착된 상기 가공대상 프로파일의 측면을 지지하는 측면 지지부와;
   상기 지지플레이트의 일측 중 상기 가공대상 프로파일을 사이에 두고 상기 측면 지지부와 대향하는 위치에 설치되고, 선단부가 신장하여 상기 가공대상 프로파일을 상기 측면 지지부 방향으로 가압하여 고정하는 가압고정부와;
   상기 측면 지지부 중 상기 가공대상 프로파일의 선단부와 대응되는 위치에 설치되고, 상기 가공대상 프로파일의 선단부를 지지하되, 상기 가공대상 프로파일의 탭 가공위치와 대응되는 위치에 개구가 형성되는 선단지지부; 및
   선단에 결합된 툴이 상기 개구를 통과하여 미리 설정된 상기 가공대상 프로파일의 위치에 탭을 가공하는 드릴링 유닛; 및
   일측에 상기 드릴링 유닛이 장착되고, 상기 드릴링 유닛이 장착된 일측이 전후좌우 방향으로 이동하여 상기 드릴링 유닛에 이동력을 제공하는 이동력 제공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로파일 탭 가공 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 드릴링 유닛은
   상기 이동력 제공수단의 일측에 X,Y,Z축으로 이동가능하게 설치되는 본체와;
   상기 본체 일측에 설치되고, 회전력을 제공하는 동력수단; 및
   상기 동력수단의 선단부에 결합되고, 상기 동력수단으로부터 회전력을 제공받아 회전하여 상기 가공대상 프로파일의 선단 중 미리 설정된 위치에 탭을 가공하는 툴부를 포함하되,
   상기 툴부는 상기 동력수단이 상기 가공대상 프로파일 방향으로 전진하는 경우 상기 동력수단과 연결되어 회전력을 제공받고, 상기 동력수단이 후퇴하는 경우 상기 동력수단과의 연결이 해제되어 자유회전상태로 변환되는 것을 특징으로 하는 프로파일 탭 가공 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 툴부는
   상기 동력수단의 선단부에 연결되는 툴몸체와;
   상기 툴몸체의 선단부에 길이방향으로 이동가능하게 배치되어 후방으로 이동하는 경우 상기 툴몸체에 연결되고, 전방으로 이동하는 경우 상기 툴몸체와의 연결이 해제되는 툴유닛; 및
   상기 툴몸체와 상기 툴유닛 사이에 개재되고, 상기 동력수단이 후퇴하는 경우 상기 툴유닛에 전방으로 탄성을 인가하여 상기 툴유닛이 상기 툴몸체와 연결이 해제되도록 하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로파일 탭 가공 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 선단지지부는
   일측에 다양한 규격의 프로파일에 대한 탭 가공위치를 각각 가상점으로 지정하고, 상기 가상점과 상기 가상점 사이 영역에 각각 가상의 수평선과 수직선을 설정한 후 상기 수평선과 수직선을 따라 일정두께의 지지대를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로파일 탭 가공 장치.
5. 삭제

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