KR200305421Y1 - 자동 금속 인쇄기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 카메라에 촬영된 영상을 컴퓨터의 프로그램에 의하여 가공된 데이터에 따라서 금속 등 경질의 소재(1)에 점행렬 인쇄방식으로 영상을 표현하는 자동 금속 인쇄기에 관한 것으로, 본 고안은 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 본체(2)의 하부에서 전후이송 되며 가공될 소재(1)가 안착되는 안착홈(11)이 중앙 상면에 형성된 작업대(10)와, 작업대(10)의 상측에 위치되며 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 좌우이송되는 새들(20)과, 새들(20)에 수직방향으로 장착되며 작업대(10)에 안착된 소재(1)의 표면을 타격하여 영상을 표현하는 도터(30)를 포함하는 자동 금속 프린터에 있어서, 도터(30)는 새들(20)의 전면 하단에 스프링(32)으로 탄지되어 상하방향으로 유동될 수 있도록 설치된 다이아몬드 팁(31)과, 다이아몬드 팁(31)의 상부에 플런저(34)가 밀착되어 다이아몬드 팁(31)의 상단을 반복적으로 가압할 수 있도록 새들(20)의 전면에 수직으로 설치된 솔레노이드(33)로 구성된 것이다.

Description

자동 금속 인쇄기{automatic metal printer}

본 고안은 카메라에 촬영된 영상을 컴퓨터의 프로그램에 의하여 가공된 데이터에 따라서 금속, 플라스틱재 등 경질의 소재에 인쇄를 할 수 있도록 한 자동 금속 인쇄기에 관한 것으로, 더 상세하게는 점행렬 인쇄방식(dot matrix printing type)으로 도터(dotter)가 소재의 표면을 타격하여 촬영된 영상을 표현하는 자동 금속 인쇄기에 관한 것이다.

종래에 금속판에 영상이 표현된 것들은 CNC조각기, 엔드밀 등에 절삭공구를 탑재하여 금속판을 절삭하는 방식으로 가공된 것들로서 가공시간이 많이 소요되고, 조각을 진행하는 동안 분진과 칩이 발생하는 단점이 있다.

이러한 폐단을 해소하기 위하여 대한민국 실용신안등록 제183577호로 공지된 3차원 조각기는 소재 또는 공구를 x축, y축, z축의 3방향으로 이송시키면서 황삭용 스핀들과 정삭용 스핀들을 순차적으로 회전시켜 황삭가공과 정삭가공을 함으로써 매끈한 표면을 갖는 가공물을 얻을 수 있고 가공시간을 단축시킬 수 있도록 하는 것이다.

그러나, 공지된 3차원 조각기는 황삭가공 및 정삭가공 과정에서 분진과 칩이 발생하고 절삭가공을 함으로 영상을 정밀하게 표현하기 어려우며 스핀들을 회전시키기 위한 벨트와 풀리가 구비되어야 함으로 복잡한 구조로 되어 있다.

또한, 공지된 3차원 조각기를 비롯한 종래의 자동 조각기는 소재를 수작업으로 공급하거나 배출시키기 때문에 작업시간이 많이 소요되고 안전사고의 위험성이 있었다.

본 고안은 종래의 조각기에 의한 절삭방식과는 전혀 다른 방식으로 가공하는 자동 금속 인쇄기를 제공하기 위한 것으로, 금속판과 같은 경질의 소재에 점행렬 인쇄방식(dot matrix printing type)으로 영상을 표현할 수 있도록 한 것이다. 즉, 본 고안의 목적은 다이아몬드 팁이 구비된 도터(dotter)가 소재의 표면을 타격하여 소재의 표면에 형성된 점행렬의 조밀도에 따라서 촬영된 영상이 표현되도록 함으로서 정밀가공을 할 수 있고 가공시간도 대폭 단축시킬 수 있는 자동 금속 인쇄기를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 고안은 소재를 자동적으로 공급하고 배출할 수 있는 수단을 제공하여 완전 자동화된 자동 금속 인쇄기를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 자동 금속 인쇄기의 사시도

도 2는 도 1에 도시한 도터의 측면도

도 3은 도 1에 도시한 공급수단의 작동을 설명하기 위한 수평 단면도

도 4는 도 1에 도시한 공급수단의 작동을 설명하기 위한 요부 분해 사시도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1; 소재 2; 본체 10; 작업대

M; 서보모터 S; 볼스크류 B; 가이드바

11; 안착홈 12; 자석 20; 새들

30; 도터 31; 다이아몬드 팁 32; 스프링

33; 솔레노이드 34; 플런저 35; 완충재

36; 조절용 나사 40; 공급수단 41; 카트리지

42; 공급통로 43; 공급편 50; 배출편

본 고안은 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 본체(2)의 하부에서 전후이송되며 가공될 소재(1)가 안착되는 안착홈(11)이 중앙 상면에 형성된 작업대(10)와, 상기 작업대(10)의 상측에 위치되며 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 좌우이송되는 새들(20)과, 상기 새들(20)에 수직방향으로 장착되며 상기 작업대(10)에 안착된 소재(1)의 표면을 타격하여 영상을 표현하는 도터(30)를 포함하는 자동 금속 프린터에 있어서, 상기 도터(30)는 상기 새들(20)의 전면 하단에 스프링(32)으로 탄지되어 상하방향으로 유동될 수 있도록 설치된 다이아몬드 팁(31)과, 상기 다이아몬드 팁(31)의 상부에 플런저(34)가 밀착되어 상기 다이아몬드 팁(31)의 상단을 반복적으로 가압할 수 있도록 상기 새들(20)의 전면에 수직으로 설치된 솔레노이드(33)로 구성된 것에 특징이 있다.

본 고안의 또 다른 특징은 본체(2)의 후단부 양쪽에 각각 수직으로 설치되어 소재(1)를 수용하는 카트리지(41)와, 상기 카트리지(41)의 하단과 상기 작업대(10)의 상면 사이에 위치되도록 본체(2)의 후단부에 설치되며 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 좌우로 이송되면서 상기 양쪽 카트리지(41)에 수용된 소재(1)를 번갈아 밀어내어 상기 작업대(10)의 안착홈(11)에 안착되도록 하는 공급편(43)으로 구성된 공급수단(40)을 구비한 것에 특징이 있다.

본 고안의 또 다른 특징은 상기 작업대(10)가 최전방으로 이송되는 지점에서 상기 작업대(10)에 안착된 소재(1)가 자연적으로 배출되도록 상기 본체(2)의 앞쪽 중앙에 배출편(50)을 고정시킨 것에 특징이 있다.

이하, 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와같이, 본체(2)는 금속판으로써 좌우면의 높은 벽과 전후면의 낮은 벽으로 구성된 것으로, 이 본체(2)의 내부에 주요 기기들이 설치된다.

도 3 및 도 4에서, 작업대(10)는 본체(2)의 후측 벽면에 설치된 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 조립됨과 동시에 가이드바(B)를 따라 수평을 유지하면서 전후이송되는 것으로, 중앙 상면에 형성된 안착홈(11)은 소재(1)의 형태에 맞게 적절히 형성된다. 안착홈(11)의 하측면에 구비된 자석(12)은 금속으로 된 소재(1)를 자석(12)의 흡인력(吸引力)에 의하여 안정적으로 잡아주기 위한 것으로 소재(1)의 가공시 소재(1)의 유동을 방지하게 된다.

도 1에서, 새들(20)은 본체(2)의 일측 벽면에 설치된 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 조립됨과 동시에 가이드바(B)를 따라 수직상태를 유지하면서 좌우방향으로 이송되는 것으로, 그 전면에는 도터(30)가 설치된다.

도 1 및 도 2에서, 도터(30)는 새들(20)에 수직방향으로 장착되어 작업대(10)에 안착된 소재(1)의 표면을 타격하여 영상을 점행렬 방식으로 표현하는 것으로, 본 고안에 예시한 도터(30)는 다이아몬드 팁(31)과 이 다이아몬드 가압하는 솔레노이드(33)로 구성된다.

상기 다이아몬드 팁(31)은 못(a nail) 형상으로서 상단부 외주면에 코일형 스프링(32)이 끼워져 있어 후술하는 솔레노이드(33)의 플런저(34)가 가압하면 하강되고 압력이 제거되면 원위치로 상승하게 된다. 즉, 도 2에서는 이해를 돕기 위하여 다이아몬드 팁(31)과 플런저(34)가 이격되게 도시되어 있으나, 실제로는 스프링(32)에 의하여 탄지된 다이아몬드 팁(31)의 상단이 다이아몬드 팁(31)의 상측에 설치되어 있는 플런저(34)와 항상 밀착된 상태로 있다가 플런저(34)의 진동에 따라 다이아몬드 팁(31)의 상단을 반복적으로 가압하게 된다.

본 고안은 예시한 바와같이, 다이아몬드 팁(31)의 상단면에 연질 테프론과 같은 완충재(35)를 부착하여 플런저(34)의 진동에 따라 다이아몬드 팁(31)이 소재(1)의 표면을 타격할 때 완충하여 줌으로서 순간적인 충격에 의하여 소재(1)의 표면(도금막 등)에 크랙이나 손상되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 본 고안은 솔레노이드(33)의 상측에 위치되도록 새들(20)의 상부에 조절용 나사(36)를 설치하여 플런저(34)의 높이를 조정할 수 있도록 함으로서 가공될 소재(1)의 두께(높이)에 따라 플런저(34)와 접촉되어 있는 다이아몬드 팁(31)의 높이를 용이하게 조정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 고안의 또 다른 특징부인 공급수단(40)은 가공될 소재(1)들을 카트리지(41)에 적층시켜 놓고 본 고안의 작동중에 공급편(43)의 동작에 의하여 작업대(10)의 안착홈(11)에 공급시켜 주기 위한 것이다. 상기 카트리지(41)는 소재(1)를 수용할 수 있는 형태로서 본체(2)의 후단부 양쪽에 각각 수직으로 설치되어 있으며, 카트리지(41)의 상단은 개방되어 있으므로 소정개수의 소재(1)를 투입할 수 있으며 카트리지(41)의 하단부는 좌우방향으로 공급통로(42)가 형성되어 있어 공급편(43)이 입출 될 때마다 카트리지(41)의 최하단에 있는 소재(1)가 작업대(10)로 공급되는 것이다. 즉, 공급편(43)은 카트리지(41)의 하단과 작업대(10)의 상면 사이에 위치되고 본체(2)의 후단부에 설치되며 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 조립됨과 동시에 가이드바(B)를 따라 수직상태를 유지하면서 좌우방향으로 이송되면서 상기 양쪽 카트리지(41)에 수용된 소재(1)를 번갈아 밀어내어 작업대(10)의 안착홈(11)에 안착되게 한다.

본 고안의 또 다른 특징부인 배출편(50)은 T자형의 금속편으로서 작업대(10)가 최전방으로 이송되면 작업대(10)에 안착된 소재(1)가 배출편(50)의 돌출부위에 맞닿으면서 후방으로 밀려나게 됨으로 가공된 소재(1)가 자연적으로 배출되는 것이다.

이러한 구성으로 된 본 고안은 준비된 소재(1)를 카트리지(41)에 투입시켜 놓고, 작동을 시키면 컴퓨터로부터 입력되는 가공데이터의 신호에 따라 각 서보모터(M)의 동작을 제어하여 볼스크류(S)를 회동시키게 된다.

작업대(10)가 카트리지(41)의 하측에 위치되면 공급편(43)이 일측으로 이송되어 공급편(43)의 일측 선단이 카트리지(41)의 공급통로(42)로 진입하여 소재(1)를 공급시켜줌으로 소재(1)가 안착홈(11)에 안착된다. 이때 공급편(43)은 정지되어 대기상태에 있게 된다. 즉, 다음 차례의 공급순서가 돌아오면 반대쪽으로 이송되어 다른 쪽 카트리지(41)에 수용된 소재(1)를 공급하게 된다.

한편, 안착홈(11)에 안착된 소재(1)는 작업대(10)의 하측에 설치된 자석(12)의 흡인력으로 소제를 안전하게 잡아준 상태에서 작업대(10)가 새들(20)의 하측으로 전진하여 프로그램에 입력된 '0점 위치'에서 멈춘다.

이후, 도터(30)를 구성하고 있는 솔레노이드(33)가 구동함에 따라 플런저(34)가 진동하면서 다이아몬드 팁(31)이 소재(1)에 타격을 하게 됨으로 소재(1)의 표면에 미세한 홈, 즉 점을 찍게 된다. 이와 동시에 새들(20)이 일측으로 이송되면서 점행렬로서 타격점(打擊點)을 형성하게 된다. 이와같이 한줄의 점행렬이 형성되면 작업대(10)가 일정 피치씩 전진하고, 다시 또다른 한줄의 점행렬을 형성하는 방식으로 소재(1)의 표면에 음각 또는 양각으로서 컴퓨터에 입력된 영상의 밝은 부분과 어두운 부분을 구분하여 점행렬로 표현하게 된다.

이와같이 소재(1)에 인쇄가 완료되면 작업대(10)가 최전방으로 전진하게 됨에 따라 배출편(50)의 선단에 소재(1)가 맞닿게 되고 작업대(10)가 전진하는 힘에 의하여 소재(1)가 안착홈(11)에서 후방으로 이탈된다. 안착홈(11)에서 이탈된 소재(1)는 본체(2)의 하부로 낙하되어 도시하지 않은 배출통로(42)를 따라 외부로 배출된다.

상술한 바와같이 본 고안은 금속판과 같은 경질의 소재(1)에 점행렬 인쇄방식(dot matrix printing type)으로 영상을 표현할 수 있도록 한 것으로서, 다이아몬드 팁(31)이 구비된 도터(30;dotter)가 소재(1)의 표면을 타격하여 소재(1)의 표면에 형성된 점행렬의 조밀도에 따라서 촬영된 영상이 표현되도록 함으로서 정밀가공을 할 수 있고 가공시간도 대폭 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 고안은 소재(1)를 자동적으로 공급하고 배출할 수 있는 수단을 제공하여 완전 자동화된 자동 금속 인쇄기를 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안은 도터(30)를 구성하는 다이아몬드 팁(31)의 상단면에 연질 테프론과 같은 완충재(35)를 부착하여 플런저(34)의 진동에 따라 다이아몬드 팁(31)이 소재(1)의 표면을 타격할 때 완충하여 줌으로서 순간적인 충격에 의하여소재(1)의 표면(도금막)의 손상을 방지하는 장점도 있다.

Claims (5)

1. 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 본체(2)의 하부에서 전후이송되며 가공될 소재(1)가 안착되는 안착홈(11)이 중앙 상면에 형성된 작업대(10)와, 상기 작업대(10)의 상측에 위치되며 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 좌우이송되는 새들(20)과, 상기 새들(20)에 수직방향으로 장착되며 상기 작업대(10)에 안착된 소재(1)의 표면을 타격하여 영상을 표현하는 도터(30)를 포함하는 자동 금속 프린터에 있어서,

   상기 도터(30)는 상기 새들(20)의 전면 하단에 스프링(32)으로 탄지되어 상하방향으로 유동될 수 있도록 설치된 다이아몬드 팁(31)과, 상기 다이아몬드 팁(31)의 상부에 플런저(34)가 밀착되어 상기 다이아몬드 팁(31)의 상단을 반복적으로 가압할 수 있도록 상기 새들(20)의 전면에 수직으로 설치된 솔레노이드(33)로 구성된 것에 특징으로 하는 자동 금속 인쇄기.
2. 제1항에 있어서, 상기 본체(2)의 후단부 양쪽에 각각 수직으로 설치되어 소재(1)를 수용하는 카트리지(41)와, 상기 카트리지(41)의 하단과 상기 작업대(10)의 상면 사이에 위치되도록 본체(2)의 후단부에 설치되며 서보모터(M)의 구동에 따라 회전되는 볼스크류(S)에 의하여 좌우로 이송되면서 상기 양쪽 카트리지(41)에 수용된 소재(1)를 번갈아 밀어내어 상기 작업대(10)의 안착홈(11)에 안착되도록 하는 공급편(43)으로 구성된 공급수단(40)을 구비한 것에 특징으로 하는 자동 금속 인쇄기.
3. 제1항에 있어서, 상기 작업대(10)가 최전방으로 이송되는 지점에서 상기 작업대(10)에 안착된 소재(1)가 자연적으로 배출되도록 상기 본체(2)의 앞쪽 중앙에 배출편(50)을 고정시킨 것을 특징으로 하는 자동 금속 인쇄기.
4. 제1항에 있어서, 상기 다이아몬드 팁(31)의 상단면에 완충재(35)를 부착한 것을 특징으로 하는 자동 금속 인쇄기.
5. 제1항에 있어서, 상기 솔레노이드(33)의 상측에 위치되도록 새들(20)의 상부에 조절용 나사(36)를 설치하여 플런저(34)의 높이를 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동 금속 인쇄기.