KR102543117B1 - 레이저 절단 지그 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 레이저 절단 지그 시스템을 제공하고자 하는 것으로, 본 발명의 구성은 베이스 컷팅 지그(120); 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 구비되어 레이저 컷팅 대상물인 박판 알루미늄(2)을 고정하도록 석션하는 복수개의 진공 석션홀(132SH); 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 거치된 상기 박판 알루미늄(2)을 덮어서 진공 챔버로 형성하는 커버 플레이트(150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 절단 지그 시스템{Laser cutting jig system}
본 발명은 레이저 절단 지그 시스템에 관한 것으로, 기존 프레스 방식에서 레이저 컷팅 시스템으로 전환하여 버(burr) 발생을 최소화하여 컷팅 제품의 품질을 높이고 생산 효율을 증가시키는 등의 바람직한 결과를 기대할 수 있는 레이저 절단 지그 시스템에 관한 것이다.
레이저에 의한 박판 알루미늄과 같은 피절단물을 절단 가공 하려면, 여러가지의 합리적인 대책이 수립 되어야 작업 효율을 증진시킬 수가 있다. 박판 알루미늄과 같은 박판 제품을 레이저로 절단하기 위해서는 커팅 버의 발생이나 피로 파단으로 인한 불량 발생을 없애야 한다.
그런데, 기존의 레이저 절단 지그는 0.1mm의 박판 알루미늄을 펀칭 금형에 의해 펀칭하여 컷팅 제품을 제조하고 있는데, 컷팅 제품의 치수 정밀도가 저하되고, 커팅 버(burr)의 발생으로 인하여 피로파단이 발생하하는 등 불량이 자주 발생되어 관련 작동 시스템이 중단되는 등의 문제점이 발생한다.
한국공개실용신안 제20-1987-0003636호(1987년03월28일 공개) 한국공개특허 제10-2021-0157897호(2021년12월29일 공개) 한국등록특허 제10-1704450호(2017년02월02일 등록) 한국등록특허 제10-0247306호(1999년12월10일 등록)
본 발명의 목적은 기존 프레스 방식에서 레이저 컷팅 시스템으로 전환하여 버(burr) 발생을 최소화하여 컷팅 제품의 품질을 높이고 생산 효율을 증가시키는 등의 바람직한 결과를 기대할 수 있는 레이저 절단 지그 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 베이스 컷팅 지그(120); 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 구비되어 레이저 컷팅 대상물인 박판 알루미늄(2)을 고정하도록 석션하는 복수개의 진공 석션홀(132SH); 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 거치된 상기 박판 알루미늄(2)을 덮어서 진공 챔버로 형성하는 커버 플레이트(150);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 절단 지그 시스템이 제공된다.
상기 커버 플레이트(150)에 의해 상기 진공 챔버가 형성된 상태에서 상기 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시켜서 상기 박판 알루미늄(2)을 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 플랫하게 펼쳐서 고정하고, 레이저 컷터(4)에 의해 레이저를 상기 박판 알루미늄(2)에 조사하여 컷팅 작업이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 레이저 컷터(4)의 레이저 노즐(4NL)에서 조사되는 레이저를 박판 알루미늄(2)에 조사하여 레이저 컷팅 작업이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 컷팅 지그(120)에는 복수개의 진공 지그(130)가 구비되고, 상기 진공 지그(130)에 상기 진공 석션홀(132SH)을 구비한 진공 헤드(132)를 복수개로 설치하여, 상기 진공 헤드(132)의 상기 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시켜서 상기 박판 알루미늄(2)을 수평하게 펼쳐진 상태에서 상기 진공 지그(130)의 상면에 상기 박판 알루미늄(2)의 저면이 균일하게 접촉된 상태로 고정되도록 하고, 상기 레이저 컷터(4)에서 레이저를 조사하여 상기 박판 알루미늄(2)에서 레이저 컷팅 라인에 의해 컷팅 제품(2CG)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 박판 알루미늄(2)에서 상기 레이저 컷터(4)의 레이저에 의해 형성되는 컷팅 라인의 안쪽 영역이 컷팅 제품(2CG)으로 형성되고, 상기 컷팅 제품(2CG)의 바깥쪽 영역은 컷팅 주변 박판(2PF)으로 형성되며, 상기 베이스 컷팅 지그(120)에는 상기 컷팅 주변 박판(2PF)을 아래쪽에서 석션하는 보조 석션홀(134SH)이 더 구비되어, 상기 보조 석션홀(134SH)에 의해 진공압을 작용시켜서 상기 컷팅 제품(2CG)을 형성하고 남은 상기 컷팅 주변 박판(2PF)이 위쪽으로 굽혀지면서 올라오는 것을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 컷팅 지그(120)의 상부로 이동되는 이송 프레임(170); 상기 이송 프레임(170)에 수직 방향으로 슬라이드 가능한 Z축 방향 승강 프레임(208); 하부에 패드측 진공 석션홀(182)을 구비하며 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)에 장착된 픽업 석션 패드(180); 상기 픽업 석션 패드(180)에 의해 석션되는 박판 알루미늄(2)이 적재된 박판 적재 매거진(190); 상기 이송 프레임(170)을 상기 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 이동시키는 이동 작동 유닛;을 더 포함하여 구성되며, 상기 픽업 석션 패드(180)가 상기 패드측 진공 석션홀(182)에서 작용하는 진공압으로 상기 박판 적재 매거진(190)에 적재된 박판 알루미늄(2)을 석션하고, 상기 이동 작동 유닛에 의해 상기 이송 프레임(170)을 상기 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 이동시켜서 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 구비된 진공 헤드(132)의 상면에 박판 알루미늄(2)이 안치되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 박판 적재 매거진(190)은 상기 베이스 컷팅 지그(120)의 옆쪽에 배치되고, 상기 이동 작동 유닛은, 상기 이송 프레임(170)과 상기 픽업 석션 패드(180)를 상기 베이스 컷팅 지그(120)의 위쪽으로 이동시키는 X축 이동 구동모터(202); 상기 X축 이동 구동모터(202)의 모터축에 구비되어 수평 방향으로 배치된 X축 방향 볼스크류(204); 상기 X축 방향 볼스크류(204)의 외주면에 결합됨과 동시에 상기 이송 프레임(170)에 결합된 X축 방향 볼스크류 너트(206); 상기 이송 프레임(170)에 수직 방향의 엘엠 가이드(LM)를 매개로 결합된 Z축 방향 승강 프레임(208); 상기 이송 프레임(170)에 장착되며 모터축이 수직 방향으로 배치된 Z축 이동 구동모터(210); 상기 Z축 이동 구동모터(210)의 모터축에 연결되어 수직 배치된 Z축 방향 볼스크류(212); 상기 Z축 방향 볼스크류(212)에 결합됨과 동시에 픽업 석션 패드(180)를 지지하는 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)에 결합된 Z축 방향 볼스크류 너트(214);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 픽업 석션 패드(180)는 내부에 진공장치와 연통된 패드측 석션 챔버(180SCH)가 구비되고, 상기 픽업 석션 패드(180)의 저면에는 상기 패드측 석션 챔버(180SCH)와 연통된 복수개의 패드측 진공 석션홀(182)이 구비되어, 상기 패드측 진공 석션홀(182)에 작용하는 진공압에 의해 상기 박판 적재 매거진(190)에 적재되어 있는 다수 장의 박판 알루미늄(2) 중에서 한 장의 박판 알루미늄(2)을 석션하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 박판 적재 매거진(190)은 위에서 볼 때에 상부측 매거진 프레임(192)과 하부측 매거진 프레임(193)과 좌측 매거진 프레임(194)과 우측 매거진 프레임(195)을 구비하고, 상기 박판 적재 매거진(190)의 내부에는 승강 작동 유닛에 의해 승강되는 승강 패널(196)이 구비되고, 상기 승강 패널(196) 위에 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 적재되고, 상기 상부측 매거진 프레임(192)과 하부측 매거진 프레임(193)과 좌측 매거진 프레임(194)과 우측 매거진 프레임(195)에는 각각 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)가 배치되고, 상기 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)의 각각의 실린더 로드에는 상부측 정렬 바아(190UBA)와 하부측 정렬 바아(190LBA)와 우측 정렬 바아(190RBA)와 좌측 정렬 바아(190LEBA)가 연결되어, 상기 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)의 각각의 실린더 로드의 실린더 로드가 전진함에 따라 상부측 정렬 바아(190UBA)와 하부측 정렬 바아(190LBA)와 우측 정렬 바아(190RBA)와 좌측 정렬 바아(190LEBA)가 전진하여 상기 승강 패널(196)에 장착된 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 수직 방향으로 동일 선상에 배치되도록 정렬되는 것을 특징으로 한다.
상기 승강 작동 유닛은, 상기 승강 패널(196)의 하부에 배치되도록 상기 박판 적재 매거진(190)의 내부에 구비된 승강 작동 구동모터(198MT); 상기 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축에 연결되어 수직 방향으로 배치된 Z축 방향 볼스크류(212); 상기 Z축 방향 볼스크류(212)의 외주면에 결합됨과 동시에 상기 승강 패널(196)의 저면에 연결된 Z축 방향 볼스크류 너트(214);를 포함하여 구성되며, 상기 픽업 석션 패드(180)에 의해 상기 박판 알루미늄(2)이 한 장씩 석션되어 상기 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 이송될 때마다 상기 Z축 이동 구동모터(210)의 모터축과 상기 Z축 방향 볼스크류(212)가 회전하여 상기 Z축 방향 볼스크류 너트(214)와 상기 승강 패널(196)이 상승하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
복수개의 상기 진공 지그(130)의 내부에는 진공 지그(130)측 진공 라인(130VL)이 구비되고, 상기 진공 헤드(132)의 진공 석션홀(132SH)은 상기 진공 지그(130)측 진공 라인(130VL)에 연통되고, 상기 진공 헤드(132)의 상단부에 상기 진공 석션홀(132SH)이 구비되고, 상기 진공 지그(130)에는 진공 연결 호스(142)의 기단부가 연결되고, 상기 베이스 컷팅 지그(120)에는 상기 진공 지그(130)의 주변에 배치되도록 적어도 두 개의 나란한 연결 호스 접속 블록(144)이 배치되고, 상기 연결 호스 접속 블록(144)의 내부에는 외부의 진공 장치에 연통된 호스 접속 블록측 진공 챔버(144VC)가 구비되고, 상기 연결 호스 접속 블록(144)의 전면에는 상기 호스 접속 블록측 진공 챔버(144VC)와 연통된 다수개의 진공 연결 핏팅(145)이 구비되고, 상기 진공 연결 핏팅(145)에는 커넥션 유닛을 매개로 상기 진공 연결 호스(142)의 선단부가 연결되며, 상기 커넥션 유닛은, 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 구비된 볼결합홈; 상기 진공 연결 호스(142)의 선단부에 결합된 호스측 연결 핏팅; 상기 호스측 연결 핏팅의 외주면에 구비된 핏팅 단턱부(145FS); 상기 호스측 핏팅의 내부에 구비됨과 동시에 상기 호스측 핏팅의 내주면과 외주면으로 관통된 볼출몰홀(145BDH); 상기 볼출몰홀(145BDH)에 결합되어 일부가 상기 호스측 핏팅의 내주면으로 돌출되는 연결 록킹볼(145BL); 상기 연결 록킹볼(145BL)을 감싸도록 상기 볼출몰홀(145BDH)에 결합되며 절결부(145CH)에 의해 직경이 줄어들 수 있는 연결 록킹 링체(145SR); 상기 호스측 핏팅의 외주면에 전후진 가능하게 결합된 커넥션 작동 슬리브(145CS); 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)의 내주면에 구비되어 상기 핏팅 단턱부(145FS)와 마주하는 위치에 배치된 슬리브측 내향 단턱(145SS); 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)의 내주면에 구비된 릴리스 작동홈(145RG); 상기 슬리브측 내향 단턱(145SS)과 상기 핏팅 단턱부(145FS) 사이에 개재되도록 상기 호스측 연결 핏팅의 외주면에 결합되며 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)를 상기 호스측 연결 핏팅의 선단부 쪽을 밀어내도록 탄지하여 상기 슬리브측 내향 단턱(145SS)이 상기 호스측 연결 핏팅의 상기 외향 돌출 플랜지에 걸려지도록 하고 동시에 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS) 내주면의 상기 릴리스 작동홈(145RG)은 상기 연결 록킹 링체(145SR)의 앞쪽으로 벗어나 있는 위치에 배치되도록 하는 결합 록킹 탄성체(145EL);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)를 사용자가 손으로 잡고 상기 호스측 연결 핏팅의 기단부 쪽으로 당겨서 상기 결합 록킹 탄성체(145EL)를 압축시키고 동시에 상기 연결 록킹 링체(145SR)가 상기 릴리스 작동홈(145RG)에 들어가도록 한 상태에서 상기 호스측 연결 핏팅을 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 결합하고, 상기 연결 록킹볼(145BL)은 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 구비된 볼결합홈과 마주하는 위치에 배치되도록 한 다음, 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)를 사용자가 잡은 손을 놓으면, 압축되어 있던 상기 결합 록킹 탄성체(145EL)가 원래의 상태로 펴지면서 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)가 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에서 전진하여 상기 릴리스 작동홈(145RG)이 상기 연결 록킹 링체(145SR)에서 벗어나도록 전진하고, 상기 연결 록킹 링체(145SR)는 상기 절결부(145CH)로 인하여 커넥션 슬리브의 내주면에 의해 눌려져서 직경이 좁혀지면서 상기 연결 록킹볼(145BL)을 눌러서 상기 호스측 연결 핏팅의 내주면으로 돌출된 상기 연결 록킹볼(145BL)의 일부가 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 구비된 상기 볼결합홈에 들어가서 결합됨으로써, 상기 연결 호스 접속 블록(144)에 구비된 상기 진공 연결 핏팅(145)에 상기 진공 연결 호스(142)가 연결된 상태로 유지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존 프레스 방식에서 레이저 커팅 시스템으로 전환하여, 버(burr) 발생을 최소화하여 생산효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 0.1 mm의 박판 알루미늄의 말단이 말려 올라가는 현상을 방지하고, 박판 알루미늄이 중간에서 뜨는 현상을 방지하기 위하여 지그에 진공 흡착 모듈을 설치하여 박판 알루미늄을 고정하여 치수 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라 불량 발생을 현저히 저하시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 레이저 절단 지그 시스템의 주요부인 베이스 컷팅 지그와 진공 지그 및 진공 연결 호스 부분을 보여주는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 베이스 컷팅 지그와 진공 연결 호스의 좌측 부분을 확대하여 보여주는 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 베이스 컷팅 지그와 진공 연결 호스의 우측 부분을 확대하여 보여주는 사시도,
도 4는 도 1에 도시된 주요부인 베이스 컷팅 지그의 진공 지그 위에 박판 알루미늄을 올려놓은 상태를 보여주는 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 박판 알루미늄을 덮어주도록 커버 플레이트를 올려놓은 상태를 보여주는 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 커버 플레이트를 들어낸 상태와 박판 알루미늄이 진공압에 의해 플랫하게 펼쳐진 상태를 보여주는 사시도,
도 7은 본 발명에서 박판 알루미늄을 플랫하게 펼쳐서 고정하기 위한 컨트롤 패널과 진공 스위치 부분의 구조를 보여주는 사시도,
도 8은 본 발명의 주요부인 진공 지그와 진공 석션홀에 연통되는 진공 라인과 진공 헤드의 구조를 개략적으로 보여주는 종단면도,
도 9는 본 발명의 주요부인 진공 지그와 진공 석션홀에 연통되는 진공 라인과 진공 헤드어 보조 진공 지그 부분의 구조를 개략적으로 보여주는 종단면도,
도 10은 본 발명에 의한 레이저 절단 지그 시스템의 다른 주요부인 이송 프레임과 Z축 방향 승강 프레임과 석션 패드의 구조를 확대하여 보여주는 정면도,
도 11은 본 발명에 의한 레이저 절단 지그 시스템의 또 다른 주요부인 박판 적재 매거진의 구조를 확대하여 보여주는 정면도,
도 12는 도 11에 도시된 주요부인 좌측 정렬 바아와 우측 정렬 바아를 전진시켜서 다수 장의 박판 알루미늄을 정렬한 상태를 보여주는 정면도,
도 13은 도 11의 평면도,
도 14는 도 12의 평면도,
도 15는 도 10과 도 11에 도시된 이송 프레임과 Z축 방향 승강 프레임과 석션 패드와 박판 적재 매거진 및 베이스 컷팅 지그의 구조를 보여주는 정면도,
도 16은 도 16에 도시된 주요부인 석션 패드에 의해 박판 적재 매거진에서 박판 알루미늄 한 장을 픽업한 상태를 보여주는 정면도,
도 17은 도 16에 도시된 박판 알루미늄을 베이스 컷팅 지그 위쪽으로 이동시킨 상태를 보여주는 정면도,
도 18은 도 17에 도시된 석션 패드를 하강시켜서 박판 알루미늄을 베이스 컷팅 지그에 피딩한 상태를 보여주는 정면도,
도 19는 도 18에 도시된 석션 패드를 상승시킨 상태를 보여주는 정면도,
도 20은 도 19에 도시된 석션 패드를 박판 적재 매거진 위쪽으로 이동시킨 상태를 보여주는 정면도,
도 21은 본 발명의 다른 주요부인 연결 호스 접속 블록과 진공 연결 핏팅에 진공 연결 호스를 연결하기 이전의 상태를 보여주는 측단면도,
도 22는 도 21에 도시된 주요부인 록킹 링체와 호스측 연결 핏팅의 구조를 개략적으로 보여주는 정단면도,
도 23은 도 21에 도시된 진공 연결 핏팅에 진공 연결 호스를 연결한 상태를 보여주는 측단면도,
도 24는 도 23에 도시된 진공 연결 핏팅에서 진공 연결 호스를 분리하기 위해 커넥션 작동 슬리브를 진공 연결 핏팅 쪽에서 당겨준 상태를 보여주는 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되고나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 의한 레이저 절단 지그 시스템의 주요부인 베이스 컷팅 지그와 진공 지그 및 진공 연결 호스 부분을 보여주는 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 베이스 컷팅 지그와 진공 연결 호스의 좌측 부분을 확대하여 보여주는 사시도, 도 3은 도 1에 도시된 베이스 컷팅 지그와 진공 연결 호스의 우측 부분을 확대하여 보여주는 사시도, 도 4는 도 1에 도시된 주요부인 베이스 컷팅 지그의 진공 지그 위에 박판 알루미늄을 올려놓은 상태를 보여주는 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 박판 알루미늄을 덮어주도록 커버 플레이트를 올려놓은 상태를 보여주는 사시도, 도 6은 도 5에 도시된 커버 플레이트를 들어낸 상태와 박판 알루미늄이 진공압에 의해 플랫하게 펼쳐진 상태를 보여주는 사시도, 도 7은 본 발명에서 박판 알루미늄을 플랫하게 펼쳐서 고정하기 위한 컨트롤 패널과 진공 스위치 부분의 구조를 보여주는 사시도, 도 8은 본 발명의 주요부인 진공 지그와 진공 석션홀에 연통되는 진공 라인과 진공 헤드의 구조를 개략적으로 보여주는 종단면도, 도 9는 본 발명의 주요부인 진공 지그와 진공 석션홀에 연통되는 진공 라인과 진공 헤드어 보조 진공 지그 부분의 구조를 개략적으로 보여주는 종단면도, 도 10은 본 발명에 의한 레이저 절단 지그 시스템의 다른 주요부인 이송 프레임과 Z축 방향 승강 프레임과 석션 패드의 구조를 확대하여 보여주는 정면도, 도 11은 본 발명에 의한 레이저 절단 지그 시스템의 또 다른 주요부인 박판 적재 매거진의 구조를 확대하여 보여주는 정면도, 도 12는 도 11에 도시된 주요부인 좌측 정렬 바아와 우측 정렬 바아를 전진시켜서 다수 장의 박판 알루미늄을 정렬한 상태를 보여주는 정면도, 도 13은 도 11의 평면도, 도 14는 도 12의 평면도, 도 15는 도 10과 도 11에 도시된 이송 프레임과 Z축 방향 승강 프레임과 석션 패드와 박판 적재 매거진 및 베이스 컷팅 지그의 구조를 보여주는 정면도, 도 16은 도 16에 도시된 주요부인 석션 패드에 의해 박판 적재 매거진에서 박판 알루미늄 한 장을 픽업한 상태를 보여주는 정면도, 도 17은 도 16에 도시된 박판 알루미늄을 베이스 컷팅 지그 위쪽으로 이동시킨 상태를 보여주는 정면도, 도 18은 도 17에 도시된 석션 패드를 하강시켜서 박판 알루미늄을 베이스 컷팅 지그에 피딩한 상태를 보여주는 정면도, 도 19는 도 18에 도시된 석션 패드를 상승시킨 상태를 보여주는 정면도, 도 20은 도 19에 도시된 석션 패드를 박판 적재 매거진 위쪽으로 이동시킨 상태를 보여주는 정면도, 도 21은 본 발명의 다른 주요부인 연결 호스 접속 블록과 진공 연결 핏팅에 진공 연결 호스를 연결하기 이전의 상태를 보여주는 측단면도, 도 22는 도 21에 도시된 주요부인 록킹 링체와 호스측 연결 핏팅의 구조를 개략적으로 보여주는 정단면도, 도 23은 도 21에 도시된 진공 연결 핏팅에 진공 연결 호스를 연결한 상태를 보여주는 측단면도, 도 24는 도 23에 도시된 진공 연결 핏팅에서 진공 연결 호스를 분리하기 위해 커넥션 작동 슬리브를 진공 연결 핏팅 쪽에서 당겨준 상태를 보여주는 측단면도이다.
본 발명의 레이저 절단 지그 시스템은 베이스 컷팅 지그(120)와, 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 구비되어 레이저 컷팅 대상물인 박판 알루미늄(2)을 고정하도록 석션하는 복수개의 진공 석션홀(132SH)과, 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 거치된 박판 알루미늄(2)을 덮어주는 커버 플레이트(150)를 포함한다.
본 발명에서는 커버 플레이트(150)가 박판 알루미늄(2)을 덮어서 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시키면, 상기 박판 알루미늄(2)을 아래쪽에서 작용하는 진공압에 의해 베이스 컷팅 지그(120)에 플랫하게 펼쳐서 고정하고, 레이저 컷터(4)에 의해 레이저를 박판 알루미늄(2)에 조사하여 컷팅 작업이 이루어지도록 하는 것에 주요 특징이 있다.
상기 베이스 컷팅 지그(120)에 복수개의 진공 지그(130)가 구비되고, 진공 지그(130)는 상면이 평평한 면으로 구성되어, 박판 알루미늄(2)을 복수개의 진공 지그(130)의 평평한 면 위에 놓고 커버 플레이트(150)를 박판 알루미늄(2) 위에 올려놓은 상태에서 상기 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시키면, 상기 박판 알루미늄(2)을 아래쪽에서 작용하는 진공압에 의해 아래쪽으로 펼쳐지도록 당겨주는데, 복수개의 진공 지그(130)의 상면이 평평한 면이라서 박판 알루미늄(2)이 베이스 컷팅 지그(120)의 안쪽 영에서 복수개의 진공 지그(130) 위에 평평하게 펼쳐져서 진공압으로 고정된 상태로 유지되며, 이러한 상태에서 레이저 컷터(4)에 의해 레이저를 박판 알루미늄(2)에 조사하여 컷팅 작업이 이루어지도록 하는 것이다.
다시 말해, 상기 베이스 컷팅 지그(120)에는 복수개의 진공 지그(130)가 구비되고, 복수개의 진공 지그(130)는 서로 간에 일정 거리 이격된 스페이스가 확보되도록 베이스 컷팅 지그(120)에 구비되고, 상기 진공 지그(130)에 진공 석션홀(132SH)을 구비한 진공 헤드(132)를 복수개로 설치한다. 진공 헤드(132)에 진공 석션홀(132SH)이 구비되고, 진공 지그에 진공 라인(130VL)이 구비되어, 진공 지그의 진공 라인(130VL)과 진공 헤드의 진공 석션홀(132SH)이 연통되도록 구성될 수 있다. 진공 지그의 진공 라인(130VL)은 외부의 진공 장치에 연결된다.
상기 진공 헤드(132)의 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시켜서 박판 알루미늄(2)을 수평하게 펼쳐진 상태로 만들어서 상기 진공 지그(130)의 상면에 박판 알루미늄(2)의 저면이 균일하게 접촉된 상태로 고정되도록 한다. 이러한 상태에서 레이저 컷터(4)가 미도시된 이동수단(주로 X축 방향과 Y축 방향으로 레이저 컷터(4)를 이동시키는 이동수단)에 의해 박판 알루미늄(2) 위쪽에서 정해진 경로를 따라 이동하면서 레이저를 박판 알루미늄(2)에 조사함으로써 상기 박판 알루미늄(2)에서 레이저 컷팅 라인에 의해 컷팅 제품(2CG)을 형성한다. 레이저 컷터(4)와 이러한 레이저 컷터(4)를 이동시키는 이동수단은 공지의 장치이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 진공 지그(130)에 외부의 진공 장치와 연결된 진공 석션홀(132SH)이 구비되어, 진공 지그(130)의 진공 석션홀(132SH)에 진공압을 작용시키도록 구성될 수도 있다. 진공 지그(130)에 외부의 진공 장치에 연결된 진공 라인(130VL)이 구비되고, 진공 라인(130VL)에 연통된 진공 석션홀(132SH)이 진공 지그(130)에 구비될 수도 있다.
참고로, 레이저 커팅 메카니즘을 설명하면, 레이저 커팅은 레이저 빔을 작은 스폿에 집광, 출력하여 레이저가 가진 빛 에너지를 열 에너지로 변환하여 칼로 두부를 자르는 것과 유사한 원리로 절단되는 것이다.
한편, 본 발명에서는 진공장치(미도시)와 진공 헤드(132)의 진공 석션홀(132SH) 사이를 진공 연결 호스(142)로 연결할 수 있는데, 도 7에 도시된 진공 컨트롤 패드(162)의 진공 스위치(164)를 스위칭 온 상태로 전환하여 진공 장치에서 진공 석션홀(132SH)로 진공압이 작용하도록 제어하고, 진공 스위치(164)를 스위칭 오프로 전환하여 진공 장치에서 진공 석션홀(132SH)에 작용하는 진공압을 해제하도록 구성될 수 있다. 진공압은 진공압 표시기(166)에서 표시되어 작업자가 진공압을 확인할 수 있게 된다.
상기 박판 알루미늄(2)에서 레이저 컷터(4)의 레이저에 의해 형성되는 컷팅 라인의 안쪽 영역이 컷팅 제품(2CG)으로 형성된다.
따라서, 본 발명은 기존 프레스 방식에서 레이저 커팅 시스템으로 전환하여, 버(burr) 발생을 최소화하여 생산효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 0.1 mm의 박판 알루미늄(2)의 말단이 말려 올라가는 현상을 방지하고, 박판 알루미늄(2)이 중간에서 뜨는 현상을 방지하기 위하여 지그에 진공 흡착 모듈을 설치하여 박판 알루미늄(2)을 고정하여 치수 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라 불량 발생을 현저히 저하시킬 수 있다. 지그는 베이스 컷팅 지그(120)를 의미하고, 진공 흡착 모듈은 베이스 컷팅 지그(120)에 구비된 복수개의 진공 지그(130)와 상기 진공 지그(130)에 구비되며 진공 석션홀(132SH)을 구비한 복수개의 진공 헤드(132)를 의미한다.
한편, 박판 알루미늄(2)에서 컷팅 제품(2CG)의 바깥쪽 영역은 컷팅 주변 박판(2PF)으로 형성된다.
이때, 본 발명에서는 베이스 컷팅 지그(120)에는 컷팅 주변 박판(2PF)을 아래쪽에서 석션하는 보조 석션홀(134SH)이 더 구비된다. 복수개의 상기 진공 지그(130) 사이의 스페이스에는 진공 지그(130)보다 더 아래에 배치되도록 보조 진공 지그(130)가 배치되고, 보조 진공 지그(130)에 보조 진공 석션홀(132SH)을 구비한 복수개의 보조 진공 헤드(134)(132)가 구비되어, 상기 보조 진공 헤드(134)(132)에 진공 연결 호스(142)를 매개로 연결된 진공 장치에 의해 보조 진공 헤드(134)(132)의 보조 진공 석션홀(132SH)에 보조 진공압이 작용되도록 한다.
그러면, 상기 컷팅 제품(2CG)을 형성하고 남은 상기 컷팅 주변 박판(2PF)이 위쪽으로 굽혀지면서 올라오는 것을 방지하게 된다. 다시 말해, 상기 보조 석션홀(134SH)에 의해 진공압을 작용시켜서 컷팅 제품(2CG)을 형성하고 남은 컷팅 주변 박판(2PF)이 위쪽으로 굽혀지면서 올라오는 것을 방지하게 된다.
상기 보조 진공 석션홀(132SH)에도 외부의 진공 장치(미도시)가 연결되어 보조 진공 석션홀(132SH)에서 진공압이 작용되도록 할 수 있다. 한편, 보조 진공 지그(130)의 내부에 외부의 진공 장치에 연결된 보조 진공 라인이 구비되고, 보조 진공 지그(130)에 보조 진공 라인과 연통된 보조 진공 석션홀(132SH)이 구비되도록 구성될 수도 있다. 보조 진공 지그의 보조 진공 라인에 보조 진공 헤드(134)의 보조 진공 석션홀(132SH)이 연통되도록 구성될 수도 있다.
상기 컷팅 제품(2CG) 주변의 컷팅 주변 박판(2PF)이 위쪽으로 올라오면, 레이저 컷터(4)의 레이저 노즐(4NL)에서 조사되는 레이저가 위로 굽혀지는 것과 같이 올라온 컷팅 주변 박판(2PF)에 걸려서 레이저가 제대로 박판 알루미늄(2)의 컷팅 라인에 조사되지 못하는 경우가 생길 여지가 있는데, 본 발명에서는 상기 보조 석션홀(134SH)에 의해 진공압을 작용시켜서 컷팅 제품(2CG)을 형성하고 남은 컷팅 주변 박판(2PF)이 위쪽으로 굽혀지면서 올라오는 것을 방지하므로, 위쪽으로 굽혀지면서 올라온 컷팅 주변 박판(2PF)에 의해 레이저 컷터(4)의 레이저 노즐(4NL)로부터 조사되는 레이저 제대로 박판 알루미늄(2)의 컷팅 라인에 조사되도록 할 수 있으며, 이로 인하여 박판 알루미늄(2)을 레이저로 컷팅하여 컷팅 제품(2CG)을 원활하게 절단할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서는 박판 적재 매거진(190)에 복수장으로 적재되어 있는 박판 알루미늄(2)을 한 장씩 진공 헤드(132)의 상면으로 이송하여 안치시키기 위하여 이송 서포트 프레임(172), 이송 프레임(170), 픽업 석션 패드(180), 박판 적재 매거진(190), 이동 작동 유닛을 더 포함한다.
상기 이송 서포트 프레임(172)은 복수개의 수직 바아와 수평 바아(172HB)가 결합된 육면체 프레임 형상으로 구성될 수 있으며, 상기 이송 서포트 프레임(172)에 이송 프레임(170)이 이동 가능하게 결합될 수 있다. 이송 서포트 프레임(172)의 수평 바아(172HB)에 X축 방향 엘엠 가이드(LM)를 매개로 이송 프레임(170)이 이동 가능하게 결합될 수 있다. 상기 이송 프레임(170)은 베이스 컷팅 지그(120)의 상부로 이동되도록 구성된다.
상기 이송 프레임(170)에는 Z축 방향 승강 프레임(208)이 수직 방향을 따라 슬라이드 가능하게 결합되고, 상기 픽업 석션 패드(180)는 Z축 방향 승강 프레임(208)에 장착된다. Z축 방향 승강 프레임(208)에 연결 바아나 브라켓과와 같은 연결 지지수단을 매개로 상기 픽업 석션 패드(180)가 Z축 방향 승강 프레임(208)에 장착된다. 픽업 석션 패드(180)는 하부에 진공 석션홀(132SH)을 구비한다. 픽업 석션 패드(180)는 내부에 픽업 석션 패드(180)측 진공 챔버가 구비되고, 픽업 석션 패드(180)의 하부 패드판에 상기 패드측 진공 석션홀(182)이 구비되어, 상기 픽업 석션 패드(180)가 하부에 패드측 진공 석션홀(182)을 구비한 구조가 될 수 있다. 이때, 상기 픽업 석션 패드(180) 내부의 픽업 석션 패드(180)측 진공 챔버에는 진공 호스를 매개로 외부의 진공 장치(미도시)가 연결되어, 외부의 진공 장치에 의해 픽업 석션 패드(180)의 패드측 진공 석션홀(182)에 진공 석션압이 작동되도록 구성될 수 있다.
상기 박판 적재 매거진(190)은 픽업 석션 패드(180)에 의해 석션되는 박판 알루미늄(2)을 적재하기 위한 것이다. 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 박판 적재 매거진(190)의 내부에 적재되도록 구성된다.
상기 이동 작동 유닛은 이송 프레임(170)을 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 이동시킨다. 이송 프레임(170)에 결합된 Z축 방향 승강 프레임(208)에 픽업 석션 패드(180)가 장착되어 있어서, 이송 프레임(170)이 베이스 컷팅 지그(120) 쪽을 이동되면 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)도 함께 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 이동한다.
본 발명에서는 픽업 석션 패드(180)가 패드측 진공 석션홀(182)에서 작용하는 진공압으로 상기 박판 적재 매거진(190)에 적재된 박판 알루미늄(2)을 석션(한 장씩 석션)하고, 상기 이동 작동 유닛에 의해 이송 프레임(170)을 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 이동시켜서 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 구비된 진공 헤드(132)의 상면에 박판 알루미늄(2)이 안치되도록 하는 것에 또 다른 특징이 있다.
상기 박판 적재 매거진(190)은 베이스 컷팅 지그(120)의 옆쪽에 배치되고, 상기 이동 작동 유닛은 X축 이동 구동모터(202), X축 방향 볼스크류(204), X축 방향 볼스크류 너트(206), Z축 방향 승강 프레임(208), Z축 이동 구동모터(210), Z축 방향 볼스크류(212), Z축 방향 볼스크류 너트(214)를 포함한다.
상기 X축 이동 구동모터(202)는 이송 프레임(170)과 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)를 베이스 컷팅 지그(120)의 위쪽으로 이동시키기 위한 것이다. X축 이동 구동모터(202)는 상기 이송 서포트 프레임(172)에 장착된다. 상기 베이스 컷팅 지그(120)의 좌우 측단부 사이의 경로를 X축 방향이라 할 수 있다. 상기 X축 이동 구동모터(202)는 이송 서포트 프레임(172)에 볼트와 브라켓과 같은 고정수단을 매개로 장착된다. X축 이동 구동모터(202)의 모터축은 X축 방향과 나란한 방향으로 배치된다.
상기 X축 방향 볼스크류(204)는 X축 이동 구동모터(202)의 모터축에 구비된다. 커넥터와 같은 연결수단에 의해 X축 이동 구동모터(202)의 모터축에 X축 방향 볼스크류(204)가 연결된다. X축 방향 볼스크류(204)는 X축 방향과 나란한 방향(즉, 수평 방향)으로 배치된다.
상기 X축 방향 볼스크류 너트(206)는 X축 방향 볼스크류(204)의 외주면에 결합됨과 동시에 이송 프레임(170)에 결합된다. X축 방향 볼스크류(204)가 회전함에 따라 X축 방향 볼스크류 너트(206)와 이송 프레임(170)이 X축 방향을 따라 이동하게 된다.
상기 Z축 방향 승강 프레임(208)은 이송 프레임(170)에 수직 방향의 엘엠 가이드(LM)를 매개로 결합된다. Z축 방향은 수직 방향으로서, Z축 방향 승강 프레임(208)이 이송 프레임(170)에 수직 방향의 엘엠 가이드(LM)를 매개로 결합되어 수직 방향으로 승강될 수 있도록 구성된다. 본 발명에서 Z축 방향은 수직 방향이다.
상기 Z축 이동 구동모터(210)는 이송 프레임(170)에 장착된다. Z축 이동 구동모터(210)의 모터축은 수직 방향으로 배치된다.
상기 Z축 방향 볼스크류(212)는 Z축 이동 구동모터(210)의 모터축에 연결되어 수직 방향으로 배치된다. 커넥터와 같은 연결수단에 의해 Z축 방향 볼스크류(212)가 Z축 이동 구동모터(210)의 모터축에 연결된다.
상기 Z축 방향 볼스크류(212)는 Z축 방향 볼스크류(212)의 외주면에 결합됨과 동시에 픽업 석션 패드(180)를 지지하는 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)에 결합된다. 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)은 상기 이송 프레임(170)에 수직 방향의 엘엠 가이드(LM)를 매개로 결합되어, 상기 이송 프레임(170)을 기준으로 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)이 수직 방향으로 승강된다. 즉, 이송 프레임(170)은 X축 방향으로 이동되고 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)은 수직 방향으로 승강되도록 구성된다. 상기 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)에 Z축 방향 볼스크류 너트(214)가 결합되어 있어서, 상기 Z축 방향 볼스크류(212)가 Z축 방향 승강 프레임(208)의 모터축의 회전에 의해 회전함에 따라 Z축 방향 볼스크류 너트(214)와 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)이 수직 방향으로 승강된다. 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)에 장착된 픽업 석션 패드(180)도 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)과 함께 수직 방향으로 승강될 수 있다.
상기 박판 적재 매거진(190)은 위에서 볼 때에 상부측 매거진 프레임(192)과 하부측 매거진 프레임(193)과 좌측 매거진 프레임(194)과 우측 매거진 프레임(195)을 구비한다. 박판 적재 매거진(190)은 상부측 매거진 프레임(192)과 하부측 매거진 프레임(193)과 좌측 매거진 프레임(194)과 우측 매거진 프레임(195)으로 인하여 내부에 적재 공간부를 구비한 육면체 박스 형상으로 구성된다. 박판 적재 매거진(190) 프레임은 바닥판 매거진 프레임을 더 구비할 수 있다.
상기 박판 적재 매거진(190)의 내부에는 승강 작동 유닛에 의해 승강되는 승강 패널(196)이 구비된다.
상기 승강 패널(196) 위에 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 적재된다. 박판 적재 매거진(190) 내부의 적재 공간부에 승강 패널(196)이 내재되어 수평 방향으로 배치되고, 수평 방향의 승강 패널(196) 위에 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 적재되도록 구성된다.
상기 상부측 매거진 프레임(192)과 하부측 매거진 프레임(193)과 좌측 매거진 프레임(194)과 우측 매거진 프레임(195)에는 각각 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)가 배치된다. 브라켓과 볼트 등의 고정수단으로 상기 상부측 매거진 프레임(192)과 하부측 매거진 프레임(193)과 좌측 매거진 프레임(194)과 우측 매거진 프레임(195)의 외부에 각각 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)가 장착된다. 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)의 각각의 실린더 로드는 수평 방향으로 배치된 상태에서 박판 적재 매거진(190) 내부의 적재 공간부로 진입되어 있다.
상기 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)의 각각의 실린더 로드에는 상부측 정렬 바아(190UBA)와 하부측 정렬 바아(190LBA)와 우측 정렬 바아(190RBA)와 좌측 정렬 바아(190LEBA)가 연결된다.
상기 상부측 실린더(190UCY)와 하부측 실린더(190LCY)와 좌측 실린더(190LECY)와 우측 실린더(190RCY)의 각각의 실린더 로드의 실린더 로드가 전진하면, 상부측 정렬 바아(190UBA)와 하부측 정렬 바아(190LBA)와 우측 정렬 바아(190RBA)와 좌측 정렬 바아(190LEBA)가 전진하여 상기 승강 패널(196)에 장착된 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 수직 방향으로 동일 선상에 배치되도록 정렬된다. 상부측 정렬 바아(190UBA)와 하부측 정렬 바아(190LBA)와 우측 정렬 바아(190RBA)와 좌측 정렬 바아(190LEBA)가 전진하여 다수 장의 박판 알루미늄(2)을 박판 적재 매거진(190)의 중심부 쪽으로 밀어서 수직 선상으로 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 동일 선상에 배치되도록 정렬된다. 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 흐러짐이 없이 박판 적재 매거진(190)의 중심부 쪽으로 동일하게 정렬되므로, 픽업 석션 패드(180)가 올바른 위치에서 박판을 한 장씩 픽업하여 상기 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 올바르게 이송할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에서 승강 작동 유닛은 승강 작동 구동모터(198MT)와 승강 작동 볼스크류(198BS)와 승강 작동 볼스크류 너트(198BSN)를 포함한다.
상기 승강 작동 구동모터(198MT)는 승강 패널(196)의 하부에 배치되도록 박판 적재 매거진(190)의 내부 공간부에 구비된다. 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축은 수직 방향으로 배치된다. 승강 작동 구동모터(198MT)는 박판 적재 매거진(190)의 바닥판 매거진 프레임의 상면에 브라켓과 볼트와 같은 고정수단으로 고정되어 지지될 수 있다.
상기 승강 작동 볼스크류(198BS)는 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축에 연결된다. 커넥터와 같은 연결수단으로 승강 작동 볼스크류(198BS)가 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축에 연결된다. 승강 작동 볼스크류(198BS)는 수직 방향으로 배치된다. 바람직하게, 승강 작동 볼스크류(198BS)는 승강 패널(196)의 중심부 아래쪽에 배치된다.
상기 승강 패널(196)은 수직 방향의 엘엠 가이드(LM)에 의해 박판 적재 매거진(190)에 승강 가능하게 결합된다. 승강 패널(196)의 둘레부가 수직 방향의 엘엠 가이드(LM)를 매개로 박판 적재 매거진(190)의 안쪽면(정확하게는, 상부측 매거진 프레임(192)과 하부측 매거진 프레임(193)과 좌측 매거진 프레임(194)과 우측 매거진 프레임(195)의 안쪽면)에 결합되어, 상기 수직 방향의 엘엠 가이드(LM)에 의해 승강 패널(196)이 수평 방향으로 배치된 상태에서 박판 적재 매거진(190) 내부의 공간부에서 승강될 수 있도록 구성된다.
상기 승강 작동 볼스크류 너트(198BSN)는 승강 작동 볼스크류(198BS)의 외주면에 결합됨과 동시에 상기 승강 패널(196)의 저면에 연결된다.
상기 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축이 회전하여 승강 작동 볼스크류(198BS)가 회전하면, 상기 승강 작동 볼스크류 너트(198BSN)와 승강 패널(196)이 박판 적재 매거진(190)의 내부 공간부에서 승강될 수 있게 된다.
상기 픽업 석션 패드(180)에 의해 박판 알루미늄(2)이 한 장씩 석션되어 상기 베이스 컷팅 지그(120) 쪽으로 이송될 때마다 상기 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축과 승강 작동 볼스크류(198BS)가 회전하여 상기 승강 작동 볼스크류 너트(198BSN)와 승강 패널(196)이 상승하도록 구성된다. 상기 승강 패널(196)이 박판 알루미늄(2)이 빠진 높이만큼 상승하도록 구성된 것이다.
이때, 상기 박판 적재 매거진(190)에는 높이 감지 센서가 설치되어, 높이 감지 센서에 의해 박판 알루미늄(2)이 박판 적재 매거진(190)에서 빠진 것을 감지하고, 높이 감지 센서가 박판 알루미늄(2) 한 장이 빠진 것을 감지하면, 높이 감지 센서와 승강 작동 구동모터(198MT)에 전기적으로 연결된 제어부에서 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축을 회전시켜서 박판 적재 매거진(190)에서 박판 알루미늄(2) 한 장이 빠진 높이만큼 승강 패널(196)이 상승하도록 제어하며, 박판 알루미늄(2) 한 장이 빠진 높이만큼 승강 패널(196)이 상승한 상태이면, 상기 높이 감지 센서가 승강 패널(196)이 박판 알루미늄(2) 한 장이 빠진 높이만큼 승강 패널(196)이 상승한 상태를 감지하여 상기 제어부에 의해 승강 작동 구동모터(198MT)의 모터축의 회전을 정지시키도록 구성된다. 상기 박판 적재 매거진(190)에서 픽업 석션 패드(180)가 한 장씩 박판 알루미늄(2)을 석션하여 픽업할 때마다 승강 패널(196)이 상승하여 픽업 석션 패드(180)가 항상 동일한 높이에서 한 장의 박판 알루미늄(2)을 픽업할 수 있도록 하는 것이다.
전술한 바와 같이, 픽업 석션 패드(180)는 내부에 진공장치와 연통된 패드측 석션 챔버(180SCH)가 구비되고, 상기 픽업 석션 패드(180)의 저면에는 상기 패드측 석션 챔버(180SCH)와 연통된 복수개의 패드측 진공 석션홀(182)이 구비되어, 상기 패드측 진공 석션홀(182)에 작용하는 진공압에 의해 상기 박판 적재 매거진(190)에 적재되어 있는 다수 장의 박판 알루미늄(2) 중에서 한 장의 박판 알루미늄(2)을 석션하도록 구성된다.
상기 픽업 석션 패드(180)가 박판 적재 매거진(190)에서 한 장의 박판 알루미늄(2)을 석션한 상태에서 한 장의 박판 알루미늄(2)을 베이스 컷팅 지그(120)의 내부에 구비된 진공 헤드(132) 위로 이동시켜서 진공 헤드(132)의 상면에 안치시키는 과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 박판 적재 매거진(190)이 내부 공간부에 승강 패널(196)에 다수 장의 박판 알루미늄(2)이 적재되고 상기 픽업 석션 패드(180)는 박판 적재 매거진(190)의 위쪽에 배치된 상태에서 상기 Z축 방향 볼스크류(212)가 Z축 방향 승강 프레임(208)의 모터축의 회전에 의해 한쪽 방향으로 회전(예를 들어, 시계 방향으로 회전)하면, 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)가 상기 이송 프레임(170)을 기준으로 수직 하강하여, 박판 적재 매거진(190)의 내부 공간부에 적재된 다수 장의 박판 알루미늄(2) 중에서 최상층에 있는 박판 알루미늄(2)의 상면에 픽업 석션 패드(180)의 저면이 접촉된다. 픽업 석션 패드(180)의 하부 패드편이 최상층의 박판 알루미늄(2)의 상면에 접촉되는데, 설명의 편의상 픽업 석션 패드(180)의 저면이 최상층의 박판 알루미늄(2)의 상면에 접촉되는 것으로 기술하기로 한다.
상기 픽업 석션 패드(180)의 저면이 최상층의 박판 알루미늄(2)의 상면에 접촉된 상태에서 픽업 석션 패드(180)의 패드측 진공 석션홀(182)에서 작용하는 진공압으로 상기 박판 알루미늄(2)을 석션하고, 이러한 상태에서 상기 Z축 방향 볼스크류(212)가 Z축 방향 승강 프레임(208)의 모터축의 회전에 의해 다른 쪽 방향으로 회전(예를 들어, 반시계 방향으로 회전)하면, 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)가 이송 프레임(170)을 기준으로 수직 상승하여, 박판 적재 매거진(190)의 위쪽으로 최상층의 박판 알루미늄(2)을 픽업한다.
다음, 상기 이동 서포트 프레임에 장착된 X축 방향 이동 구동모터의 모터축의 회전에 의해 X축 방향 볼스크류(204)가 한쪽 방향으로 회전(예를 들어, 시계 방향으로 회전)함에 따라 상기 이송 프레임(170)과 Z축 방향 승강 프레임(208)과 한 장의 박판 알루미늄(2)을 픽업한 픽업 석션 패드(180)가 상기 베이스 컷팅 지그(120)의 위쪽으로 이동한다.
한 장의 박판 알루미늄(2)을 픽업한 픽업 석션 패드(180)가 상기 베이스 컷팅 지그(120)의 위쪽으로 이동한 상태에서 상기 Z축 방향 볼스크류(212)가 Z축 방향 승강 프레임(208)의 모터축의 회전에 의해 한쪽 방향으로 회전(예를 들어, 시계 방향으로 회전)하면, 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)가 상기 이송 프레임(170)을 기준으로 수직 하강하여, 상기 픽업 석션 패드(180)가 픽업한 한 장의 박판 알루미늄(2)을 베이스 컷팅 지그(120) 내부에 있는 다수개의 진공 헤드(132) 상면에 안치시킨다.
다음, 상기 픽업 석션 패드(180)의 패드측 진공 석션홀(182)에 작용하는 진공압을 해제한 상태에서 상기 Z축 방향 볼스크류(212)가 Z축 방향 승강 프레임(208)의 모터축의 회전에 의해 다른 쪽 방향으로 회전(예를 들어, 반시계 방향으로 회전)하면, 상기 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)가 상기 이송 프레임(170)을 기준으로 수직 상승하고, 이러한 상태에서 상기 커버 플레이트(150)를 박판 알루미늄(2) 위에 커버 플레이트(150)를 올려놓고, 상기 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시켜서 상기 박판 알루미늄(2)을 베이스 컷팅 지그(120)에 플랫하게 펼쳐서 고정한 다음, 상기 커버 플레이트(150)를 박판 알루미늄(2) 위에서 들어낸 상태에서 레이저 컷터(4)에 의해 레이저를 상기 박판 알루미늄(2)에 조사하여 컷팅 제품(2CG)을 만드는 컷팅 작업이 이루어지도록 한다.
한편, 상기 박판 알루미늄(2) 위쪽으로 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)가 상승한 상태에서 상기 이동 서포트 프레임에 장착된 X축 방향 이동 구동모터의 모터축의 회전에 의해 X축 방향 볼스크류(204)가 다른 쪽 방향으로 회전(예를 들어, 반시계 방향으로 회전)함에 따라 상기 이송 프레임(170)과 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)는 다시 상기 박판 적재 매거진(190) 위쪽 위치로 복귀하도록 이동된다.
상기 레이저 컷터(4)에 의해 레이저를 상기 박판 알루미늄(2)에 조사하여 컷팅 제품(2CG)을 만드는 컷팅 작업이 이루어지는 동안 상기 이송 프레임(170)과 Z축 방향 승강 프레임(208)과 픽업 석션 패드(180)는 다시 상기 박판 적재 매거진(190) 위쪽 위치로 복귀하도록 이동하여 다음 차례의 박판 알루미늄(2) 한 장을 상기와 같은 방식으로 픽업하고 먼저 순서로 이동되어 레이저 컷팅 작업이 이루어진 알루미늄 박판이 상기 진공 헤드(132) 위에서 치워진 상태에서 다음 차례의 박판 알루미늄(2) 한 장을 상기 진공 헤드(132) 위로 가져와서 안치시킨 다음에 다음 차례의 박판 알루미늄(2)을 레이저 컷터(4)에서 조사되는 레이저로 컷팅하는 컷팅 작업을 시행한다.
상기와 같은 박판 적재 매거진(190)에서의 한 장의 박판 알루미늄(2) 픽업 공정, 베이스 컷팅 지그(120) 내부의 진공 헤드(132) 상면에 한 장의 박판 알루미늄(2) 안치 공정, 커버 플레이트(150)를 박판 알루미늄(2) 위에 올려놓는 공정, 박판 알루미늄(2)이 진공 헤드(132)에 있는 진공 석션홀(132SH)에서 작용하는 진공압으로 평평하게 펼쳐서 고정하는 공정, 커버 플레이트(150)를 박판 알루미늄(2) 위에서 들어내는 공정, 상기 레이저 컷터(4)에서 조사되는 레이저에 의해 박판 알루미늄(2)에 대한 레이저 컷팅 작업을 시행하는 컷팅 공정을 반복함으로써, 다수 장의 박판 알루미늄(2)에 대한 레이저 컷팅 작업을 자동화된 공정으로 수행하기 때문에, 박판 알루미늄(2) 레이저 컷팅 작업의 정밀도와 컷팅 제품(2CG)의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서는 복수개의 진공 지그(130)의 내부에는 진공 지그(130)측 진공 라인(130VL)이 구비되고, 상기 진공 헤드(132)의 진공 석션홀(132SH)은 진공 지그(130)측 진공 라인(130VL)에 연통되고, 상기 진공 헤드(132)의 상단부에 진공 석션홀(132SH)이 구비되고, 상기 진공 지그(130)에는 진공 연결 호스(142)의 기단부가 연결된다.
또한, 상기 베이스 컷팅 지그(120)에는 진공 지그(130)의 주변에 배치되도록 적어도 두 개의 나란한 연결 호스 접속 블록(144)이 배치된다.
상기 연결 호스 접속 블록(144)의 내부에는 외부의 진공 장치에 연통된 호스 접속 블록측 진공 챔버(144VC)가 구비되고, 상기 연결 호스 접속 블록(144)의 전면에는 호스 접속 블록측 진공 챔버(144VC)와 연통된 다수개의 진공 연결 핏팅(145)이 구비된다.
상기 진공 연결 핏팅(145)에는 커넥션 유닛을 매개로 진공 연결 호스(142)의 선단부가 연결된다.
이때, 상기 커넥션 유닛은 호스측 연결 핏팅, 핏팅 단턱부(145FS), 외향 돌출 플랜지, 볼출몰홀(145BDH), 연결 록킹볼(145BL), 연결 록킹 링체(145SR), 커넥션 작동 슬리브(145CS), 슬리브측 내향 단턱(145SS), 릴리스 작동홈(145RG), 결합 록킹 탄성체(145EL)를 포함한다.
상기 볼결합홈은 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 구비된다. 볼결합홈은 연결 록킹볼(145BL)의 일부가 들어와서 걸리는 홈이다.
상기 호스측 연결 핏팅은 진공 연결 호스(142)의 선단부에 결합된다. 호스측 연결 핏팅의 일부가 진공 연결 호스(142)의 선단부에서 진공 연결 호스(142)의 내부에 삽입되고, 진공 연결 호스(142) 외주면의 그립편에 의해 조여주는 힘에 의해 호스측 연결 핏팅이 진공 연결 호스(142)의 선단부에 연결된 상태로 유지된다.
상기 핏팅 단턱부(145FS)는 호스측 연결 핏팅의 외주면에 구비된다. 호스측 연결 핏팅의 외주면으로 핏팅 단턱부(145FS)가 돌출되어 있는 구조이다.
상기 외향 돌출 플랜지는 호스측 연결 핏팅의 외주면에 구비된다. 외향 돌출 플랜지는 상기 핏팅 단턱부(145FS)와 호스측 연결 핏팅의 선단부 사이에 배치되도록 호스측 연결 핏팅의 외주면에서 돌출되도록 구비된다.
상기 볼출몰홀(145BDH)은 호스측 핏팅의 내부에 구비된다. 볼출몰홀(145BDH)은 호스측 핏팅의 내주면과 외주면으로 관통된다.
상기 연결 록킹볼(145BL)은 볼출몰홀(145BDH)에 결합된다. 볼출몰홀(145BDH)에 연결 록킹볼(145BL)이 안치되어 볼출몰홀(145BDH)을 기준으로 연결 록킹볼(145BL)이 호스측 연결 핏팅의 반경 방향 외측으로 이동이 가능하도록 구성된다. 연결 록킹볼(145BL)의 일부가 상기 호스측 핏팅의 내주면으로 돌출된다. 상기 볼출몰홀(145BDH)의 직경은 연결 록킹볼(145BL)의 외경보다 작아서 연결 록킹볼(145BL)의 일부가 볼출몰홀(145BDH)을 통해서 호스측 연결 핏팅의 내주면에서 돌출되는 한편 연결 록킹볼(145BL)이 볼출몰홀(145BDH)에서 완전히 호스측 연결 핏팅의 내부로 이탈되는 경우는 방지된다.
상기 연결 록킹 링체(145SR)는 상기 볼출몰홀(145BDH)에 결합된다. 호스측 연결 핏팅의 외주면 쪽에서 연결 록킹 링체(145SR)가 볼출몰홀(145BDH)에 결합된다. 상기 연결 록킹 링체(145SR)는 연결 록킹볼(145BL)을 감싸도록 상기 볼출몰홀(145BDH)에 결합된다. 상기 연결 록킹 링체(145SR)는 절결부(145CH)(도 22 참조)를 구비하며, 상기 절결부(145CH)에 의해 연결 록킹 링체(145SR)의 직경이 줄어들 수 있도록 구성된다.
상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)는 호스측 핏팅의 외주면에 전후진 가능하게 결합된다. 커넥션 작동 슬리브(145CS)는 양단부가 개방된 관형상으로 구성된다.
상기 내향 단턱은 커넥션 작동 슬리브(145CS)의 내주면에 구비된다. 내향 단턱은 상기 핏팅 단턱부(145FS)와 마주하는 위치에 배치된다.
상기 릴리스 작동홈(145RG)은 커넥션 작동 슬리브(145CS)의 내주면에 구비된다. 이때, 커넥션 작동 슬리브(145CS)의 전후단부에는 테이퍼부가 구비되어, 상기 테이퍼부로 인하여 릴리스 작동홈(145RG)에 상기 연결 록킹 링체(145SR)가 릴리스 작동홈(145RG)에 원활하게 들어가고 릴리스 작동홈(145RG)에서 원활하게 빠질 수 있도록 구성된다. 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)를 당겨주거나 밀어내는 작동이 이루어질 때에 연결 록킹 링체(145SR)의 양단부가 각각 상기 테이퍼부를 타고 넘어가게 되어서 릴리스 작동홈(145RG)에 상기 연결 록킹 링체(145SR)가 릴리스 작동홈(145RG)에 원활하게 들어가고 릴리스 작동홈(145RG)에서 원활하게 빠질 수 있게 되는 것이다.
상기 결합 록킹 탄성체(145EL)는 슬리브측 내향 단턱(145SS)과 핏팅 단턱부(145FS) 사이에 개재되도록 상기 호스측 연결 핏팅의 외주면에 결합된다.
상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)를 호스측 연결 핏팅의 선단부 쪽을 밀어내도록 탄지하여 상기 슬리브측 내향 단턱(145SS)이 호스측 연결 핏팅의 외향 돌출 플랜지에 걸려지도록 하고 동시에 커넥션 작동 슬리브(145CS) 내주면의 릴리스 작동홈(145RG)은 연결 록킹 링체(145SR)의 앞쪽으로 벗어나 있는 위치에 배치되도록 한다.
상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)를 사용자가 손으로 잡고 상기 호스측 연결 핏팅의 기단부 쪽으로 당겨서 상기 결합 록킹 탄성체(145EL)를 압축시키고 동시에 상기 연결 록킹 링체(145SR)가 상기 릴리스 작동홈(145RG)에 들어가도록 한 상태에서 상기 호스측 연결 핏팅을 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 결합하고, 상기 연결 록킹볼(145BL)은 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 구비된 볼결합홈과 마주하는 위치에 배치되도록 한 다음, 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)를 사용자가 잡은 손을 놓으면, 압축되어 있던 상기 결합 록킹 탄성체(145EL)가 원래의 상태로 펴지면서 상기 커넥션 작동 슬리브(145CS)가 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에서 전진하여 상기 릴리스 작동홈(145RG)이 상기 연결 록킹 링체(145SR)에서 벗어나도록 전진하고, 상기 연결 록킹 링체(145SR)는 절결부(145CH)로 인하여 커넥션 슬리브의 내주면에 의해 눌려져서 직경이 좁혀지면서 상기 연결 록킹볼(145BL)을 눌러서 호스측 연결 핏팅의 내주면으로 돌출된 상기 연결 록킹볼(145BL)의 일부가 상기 진공 연결 핏팅(145)의 외주면에 구비된 상기 볼결합홈에 들어가서 결합됨으로써, 상기 연결 호스 접속 블록(144)에 구비된 상기 진공 연결 핏팅(145)에 상기 진공 연결 호스(142)가 연결된 상태로 유지된다.
따라서, 진공 연결 호스(142)를 상기 커넥션 유닛을 매개로 상기 연결 호스 접속 블록(144)의 전면에 구비된 진공 연결 핏팅(145)에 상기 진공 연결 핏팅(145)에 쉽고 빠르게 연결하거나 분리할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
2. 박판 알루미늄 2CG. 컷팅 제품
2PF. 컷팅 주변 박판 4. 레이저 컷터
4NL. 레이저 노즐 120. 베이스 컷팅 지그
130. 진공 지그 130VL. 진공 라인
132. 진공 헤드 132SH. 진공 석션홀
134SZ. 보조 진공 지그 134. 보조 진공 헤드
134SH. 보조 석션홀 142. 진공 연결 호스
144. 연결 호스 접속블록 144VC 호스 접속 블록측 진공 챔버
145. 진공 연결 핏팅 145BG. 볼결합홈
145HP. 호스측 연결 핏팅 145FS. 핏팅 단턱부
145BDH. 볼출몰홀 145BL. 연결 록킹볼
145SR. 연결 록킹 링체 145CH. 절결부(145CH)
145CS. 커넥션 작동 슬리브 145SS. 슬리브측 내향 단턱
145RG. 릴리스 작동홈 145EL. 결합 록킹 탄성체
150. 커버 플레이트 162. 진공 컨트롤 패드
164. 진공 스위치 166. 진공압 표시기
170. 이송 프레임 172. 이송 서포트 프레임
180. 픽업 석션 패드 180SCH. 패드측 석션 챔버
182. 패드측 진공 석션홀 190. 박판 적재 매거진
192. 상부측 매거진 프레임 193. 하부측 매거진 프레임
194. 좌측 매거진 프레임 195. 우측 매거진 프레임
190UCY. 상부측 실린더 190LCY. 하부측 실린더
190LECY. 좌측 실린더 190RCY. 우측 실린더
190UBA. 상부측 정렬 바아 190LBY. 하부측 정렬 바아
190LEBA. 좌측 정렬 바아 190RBA. 우측 정렬 바아
196. 승강 패널 198MT. 승강 작동 구동모터
198BS. 승강 작동 볼스크류 198BSN. 승강 작동 볼스크류 너트
202. X축 이동 구동모터 204. X축 방향 볼스크류
206. X축 방향 볼스크류 너트 208. Z축 방향 승강 프레임
210. Z축 이동 구동모터 212. Z축 방향 볼스크류
214. Z축 방향 볼스크류 너트

Claims (4)

  1. 베이스 컷팅 지그(120);
    상기 베이스 컷팅 지그(120)에 구비되어 레이저 컷팅 대상물인 박판 알루미늄(2)을 고정하도록 석션하는 복수개의 진공 석션홀(132SH);
    상기 베이스 컷팅 지그(120)에 거치된 상기 박판 알루미늄(2)을 덮어주는 커버 플레이트(150);를 포함하며,
    상기 커버 플레이트(150)를 올려놓은 상태에서 상기 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시켜서 상기 박판 알루미늄(2)을 상기 베이스 컷팅 지그(120)에 플랫하게 펼쳐서 고정하고, 상기 커버 플레이트(150)를 박판 알루미늄(2) 위에서 들어낸 상태에서 레이저 컷터(4)에 의해 레이저를 상기 박판 알루미늄(2)에 조사하여 컷팅 제품(2CG)을 만드는 컷팅 작업이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 지그 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 컷팅 지그(120)에는 복수개의 진공 지그(130)가 구비되고, 상기 진공 지그(130)에 상기 진공 석션홀(132SH)을 구비한 진공 헤드(132)를 복수개로 설치하여, 상기 진공 헤드(132)의 상기 진공 석션홀(132SH)을 통해서 진공압을 작용시켜서 상기 박판 알루미늄(2)을 수평하게 펼쳐진 상태에서 상기 진공 지그(130)의 상면에 상기 박판 알루미늄(2)의 저면이 균일하게 접촉된 상태로 고정되도록 하고, 상기 레이저 컷터(4)에서 레이저를 조사하여 상기 박판 알루미늄(2)에서 레이저 컷팅 라인에 의해 컷팅 제품(2CG)을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 지그 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 박판 알루미늄(2)에서 상기 레이저 컷터(4)의 레이저에 의해 형성되는 컷팅 라인의 안쪽 영역이 컷팅 제품(2CG)으로 형성되고, 상기 컷팅 제품(2CG)의 바깥쪽 영역은 컷팅 주변 박판(2PF)으로 형성되며, 상기 베이스 컷팅 지그(120)에는 상기 컷팅 주변 박판(2PF)을 아래쪽에서 석션하는 보조 석션홀(134SH)이 더 구비되어, 상기 보조 석션홀(134SH)에 의해 진공압을 작용시켜서 상기 컷팅 제품(2CG)을 형성하고 남은 상기 컷팅 주변 박판(2PF)이 위쪽으로 굽혀지면서 올라오는 것을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 절단 지그 시스템.
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