KR20040055860A - 단추의 레이저마킹 방법과 장치 - Google Patents

단추의 레이저마킹 방법과 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단추의 표면에 문자나 도형과 같은 각종 문양을 레이저 빔으로 형성시켜 주는 단추의 레이저 마킹 방법과 장치에 관한 것이다. 본 발명은 단추의 이송 불량을 방지하고 가공상태가 균일하고 우수한 단추를 보다 저렴한 비용으로 고속 생산할 수 있도록 해주기 위해서 레이저마킹 전의 단추를 대기 위치에서 레이저마킹 위치로 이송하는 것과, 레이저마킹 위치에서 고정되는 레이저마킹 전의 단추를 레이저마킹 할 정위치에 셋팅시켜주고 레이저마킹 후의 단추를 배출하는 것을 모두 경사진 단일 이동경로 상에서 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 단추의 레이저마킹 방법과 장치에 관한 것이다.

Description

단추의 레이저마킹 방법과 장치 {Method of and apparatus for laser marking of a button}
본 발명은 단추의 표면에 문자나 도형과 같은 각종 문양을 레이저 빔으로 형성시켜 주는 단추의 레이저마킹 방법과 장치에 관한 것이다.
종래에 대한민국 특허번호 제 0282158호에 제시된 레이저를 이용한 단추가공시스템은 가공할 단추를 레이저빔이 조사되는 레이저헤드 쪽을 향해서 수평이동 시켜주는 것으로서, 단추를 선별하여 계속적으로 일렬 배치시키는 공급부, 이 공급부의 단부에 대향 설치되어 이송되는 단추의 위치를 설정하는 스토퍼, 상기 공급부의 단부 하측에 대응하여 선택적으로 승, 하강 및 회전가능하게 설치되어 있고, 단추의 봉착용 구멍에 대응 삽입이 가능한 다수개의 핀이 구비된 치구가 선단부 상면에 설치된 로봇아암과, 단추의 봉착용 구멍이 상기 로봇아암에 있는 치구의 핀에 대응하여 단추가 안착되도록 단추와 선택적으로 접촉되어 단추를 회전시킴과 동시에 소정압력으로 가압하는 회전봉과, 상기 로봇아암의 스윙운동에 의해서 레이저 헤드 아래쪽으로 이송되는 단추의 양측을 선택적으로 가압 고정하는 한쌍의 홀더를 포함하는 것이었다.
이와 같이 단추가공 시스템은 로봇아암, 회전봉 및 홀더 등의 작동오차나 편차 등에 의해서 단추를 레이저헤드의 직하부에 정확하게 이송시켜 주는 것이 어렵게 되어서 가공불량이 초래되었었고, 특히 로봇아암이 공급부 쪽에서 레이저헤드 쪽으로 스윙운동하고 정지될 때 관성에 의해서 단추가 로봇아암의 치구로 부터 자주 이탈되었었고, 집게형태를 갖는 한쌍의 홀더가 로봇아암의 치구에 끼워져 있는 단추를 가압 고정할 때 상기 로봇아암의 작동과 홀더의 작동 타이밍이 미소한 차이를 갖더라도 단추가 홀더로부터 쉽게 이탈되는 것 등에 의해서 단추의 이송 불량이 초래 되었었다.
그리고 단추를 레이저헤드 쪽으로 1개씩만 이송할 수 밖에 없는 것이었고, 상술한 바와 같은 이유로 로봇아암이나 홀더 등의 작동시간을 단축시켜 주는 것이 실질적으로 어렵게 되어서 생산성은 높여줄 수 없는 등의 문제점도 있었다.
또 본 발명자에 의한 대한민국 특허 제 0352819호에 제시된 레이저마킹 장치도 가공할 단추를 레이저 빔이 조사되는 레이저 헤드쪽을 향해서 수평이동 시켜주는 것으로서, 단추를 레이저헤드 쪽으로 스윙운동 하면서 이송시켜주는 회동간과, 이 회동간에 의해서 이송된 단추를 고정해 주는 집게형태를 갖는 지그를 포함하는 것이었기 때문에 상기 대한민국 특허 제 0282158호에 제시된 단추가공 시트템과 같은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결한 것인 바, 본 발명의 목적은 가공할 단추를 레이저 빔이 조사되는 레이저헤드 쪽을 향해서 경사진 단일이송 경로를 따라 이송시켜 줌으로서 단추의 이송불량을 효과적으로 방지하고 2개 이상의 단추를 동시에 가공할 위치로 보다 정확하게 이송시켜 줄 수 있으며 고속운전이 가능하여서 가공상태가 균일하고 우수한 단추를 보다 저렴한 비용으로 대량생산 할 수 있는 단추의 레이저마킹 방법과 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 레이저마킹 장치의 전체적인 구성을 보인 사시도.
도 2는 도 1에서 보인 레이저마킹 장치의 정면도
도 3은 도 2에서 보인 레이저마킹 장치의 일부 확대 사시도
도 4는 본 발명에 의한 레이저마킹 장치의 일부확대 평면도
도 5와 도 6은 본 발명에 의한 레이저마킹 장치에 의해서 단추가 레이저마킹 될 위치로 세팅되는 상태를 나타낸 확대 정면도
본 발명은 도 1 ~ 도 4에 예시한 바와 같이 진동형 보울 피더(Vibratory Bowl Feeder)와 같은 통상의 선별공급기(10)로부터 공급되는 선별된 단추(A)를 통상의 레이저가공기(12)에서 레이저 빔을 조사하는 레이저헤드(14) 쪽으로 이송시켜서 단추(A)의 표면에 문양을 형성해 주는 단추의 레이저마킹 장치에 있어서, 선별공급기(10)로 부터 공급되는 선별된 단추(A)들을 가지런하게 정렬시켜 주고 단추(A)들을 레이저헤드(14) 쪽을 향해서 미끌어져 내려갈 수 있도록 단일 이송경로(L)를 제공해 주는 경사진 슈트(16)를 가진 단추이송기(18)를 상기 선별공급기(10)와 레이저가공기(12) 사이에 설치하여서 된 것이다.
도 2, 도 3 및 도 4에 잘 표현된 바와 같이 경사진 슈트(16)의 출구(20) 쪽에는 정렬된 단추(A)들을 대기위치(P1)에서 레이저마킹 위치(P2)로 미끌어져 내려갈 수 있도록 허용해 주는 피봇팅게이트(22)가 마련되어 있고, 피봇팅게이트(22)의 아래쪽에는 고정된 안내레일(24)과, 2개의 안내휠(26, 26')이 마련되어 있다.
2개의 안내휠(26, 26')은 휠 고정뭉치(28)의 한쪽에서 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있고, 휠 고정뭉치(28)의 다른쪽에 있는 핀(30)이 고정판(32)의 슬로트(34)에 끼워져 있어서 상기 피봇팅게이트(22)가 개폐동작을 하면서 스윙할때마다 피봇팅게이트(22)에 의해서 상기 고정된 안내레일(24) 쪽을 향해서 전진하거나 후진하도록 되어 있다.
따라서, 상기 2개의 안내휠(26, 26')은 도 4에 잘 표현된 바와 같이 고정된 안내레일(24) 쪽으로 전진하여서 경사진 슈트(16)의 출구(20)로 부터 내려오는 레이저마킹 전의 단추(A)를 레이저마킹할 위치(P2)로 고정시켜주거나 후진하여서 레이저마킹 후의 단추(A1)가 안내휠(26, 26')로부터 벗어나 배출위치(P3)로 내려가면서 배출될 수 있도록 해 준다.
그리고 도 2, 도 3 및 도 4에 잘 표현된 바와 같이 전진운동하는 2개의 안내휠(26, 26')에 의해서 레이저마킹 할 위치(P2)에 고정되는 레이저마킹 전의 단추(A)를 레이저마킹할 조준선과 정위치로 셋팅시켜 주는 제 1 푸시로드(28)와 제 2 푸시로드(30)가 각각 상부 프래임(32)과 하부 프래임(34)에 지지되어 있다.
제 1 푸시로드(28)는 레이저마킹 전의 단추(A)를 향해서 상,하로 왕복운동 할 수 있도록 되어있고, 제 2 푸시로드(30)는 레이저마킹 전의 단추(A)에 있는 단추봉착용 구멍(a)과 대응하는 핀(36)들이 상단부에 고정되어 있으며, 상기 레이저마킹 전의 단추(A)를 향해서 상,하로 왕복운동 할 수 있도록 되어 있다.
상기 제 1 푸시로드(28)는 도 4, 도 5 및 도 6에 잘 표현된 바와 같이 레이저마킹 전의 단추(A)가 레이저마킹 할 정위치에 자리잡을 수 있게 회전할 수 있도록 되어 있다.
본 발명에 있어서, 제 1 푸시로드(28)는 레이저마킹 전의 단추(A)를 누르면서 회전시켜 줄 수 있는 마찰력을 가질 수 있어야 하고 레이저마킹 전의 단추(A)에 있는 단추봉착용 구멍(a)과 제 2 푸시로드(30)의 핀(36)들이 일치된 상태 즉, 레이저마킹 할 조준선과 레이저마킹 전의 단추(A)의 위치가 정위치에 셋팅된 후에는 단추(A) 위에서 겉돌 수도 있어야만 하는 것이므로 도 2에 예시한 바와 같이 제 1 푸시로드(28)는 윗쪽에 있는 큰 축(28-1) 속에 끼워지는 작은 축(28-2)을 압축코일스프링과 같은 탄성부재(28-3)로 탄설하여 길이방향으로 신축성을 갖도록 하고, 큰 축(28-1)에 있는 슬로트(28-4)를 통해서 작은 축(28-2)에 나사(28-5)를 고정하여서 작은 축(28-2)의 하단부에는 교체가 용이한 고무 또는 합성수지제 탄성 팁(28-6)을부착해 주는 것이 좋다.
그리고 제 2 푸시로드(30)에서 핀(36)들을 가진 그 헤드(30-1)는 단추의 규격과 형태에 따라서 호환성 있게 교체하기 좋도록 착탈가능한 구조로 해주는 것이 좋다.
본 발명의 예시도면에는 2개의 슈트(16, 16')를 가진 단추이송기 만이 예시되어 있으나, 본 발명에 있어서 상기 피봇팅게이트(22), 안내레일(24), 안내휠(26, 26') 및 제 1 푸시로드(28)와 제 2 푸시로드(30) 그리고 레이저헤드(14)에서 조사되는 레이저 빔의 개수는 슈트(16)의 개수에 대응하도록 증설 또는 증가될 수 있다.
그리고 본 발명에 있어서, 제 1 푸시로드(28)의 구동 및 전동수단은 우수한 작동신뢰성, 과부하방지성 및 정숙한 운전을 위해서 공압모터(38)와 타이밍밸드(40)를 사용하는 것이 좋고, 동력원의 단일화와 제어의 용이성 등을 고려하여서 제 1 푸시로드(28)와 제 2 푸시로드(30)는 공압실린더(42)로 승,하강 시켜주는 것이 좋다.
도면 중 미설명 부호 44는 전동기어, 46은 레이저마킹 프로그램 제어기, 48은 레이저마킹 후의 단추(A1)를 모아주는 단추 배출관, 50은 레이저마킹 할때 발생되는 분진이나 연기 배출관, 52는 단추 이송기(18) 조작용 스위치 박스 이다.
이와 같이 구성된 본 발명은 경사진 슈트(16)에 의해서 선별공급기(10)로부터 공급되는 선별된 단추(A)들이 슈트(16)의 출구(20) 쪽으로 미끌어져 내려가면서가지런하게 일렬로 정렬된다.
슈트(16)의 출구(20)를 막고 있는 피봇팅게이트(22)가 표현이 생략된 공압실린더와 같은 구동수단에 의해서 1회 열렸다 닫혀지면 대기위치(P1)에 있는 단추(A)가 미끌어져 내려가고 도 3과 도 4에 예시한 바와 같이 상기 피봇팅게이트(22)에 의해서 고정 안내레일(24)로 부터 후진하였다가 본래의 위치로 전진하는 2개의 안내휠(26, 26')과 상기 고정 안내레일(24) 사이에 있는 레이저마킹 위치(P2)에서 레이저마킹 전의 단추(A)가 고정된다.
이어서 도 4, 도 5 및 도 6에 예시한 바와 같이 제 1 푸시로드(28)가 하강하면서 단추(A)의 윗쪽을 누르고, 제 2 푸시로드(30)가 상승하여 제 2 푸시로드(30)에 있는 핀(36)들이 단추(A)의 아래쪽과 접촉하게 된다.
이와 같은 상태에서 제 1 푸시로드(28)가 회전하면서 단추(A)를 회전시킨다.
따라서 제 2 푸시로드(30)의 핀(36)들에 단추(A)의 봉착용 구멍(a)이 걸려진 상태 즉, 단추(A)가 레이저마킹할 조준선과 정위치에 셋팅된다.
이때 레이저마킹 전의 단추(A)는 상기 고정안내레일(24)과, 상기 2개의 안내휠(26, 26')에서 안내휠(26, 26')을 회전시키면서 자전만을 하는 것이기 때문에 레이저마킹 위치(P2)로부터 이탈되지 않는다.
이어서 제 2 푸시로드(30)와 제 1 푸시로드(28)가 차례로 하강하고, 승강하여서 본래의 위치로 복귀하면 레이저마킹할 조준선과 정위치에 셋팅된 단추(A)의 표면에 레이저가공기(12)의 레이저헤드(14)로 부터 레이저 빔이 조사되어 레이저마킹 된다.
그리고 피봇팅게이트(22)가 다시 1회 열렸다 닫혀지면 레이저마킹 후의 단추(A1)를 고정시켜주고 있던 2개의 안내휠(26, 26')이 후진하였다가 본래의 위치로 전진한다.
따라서, 레이저마킹 후의 단추(A1)는 레이저마킹 위치(P2)에서 상기 안내휠(26, 26')로부터 벗어나 배출위치(P3)로 내려가면서 단추배출관(48) 쪽으로 배출되고, 동시에 슈트(16)에서 대기위치(P1)에 있던 새로운 레이저마킹 전의 단추(A)가 레이저마킹 위치(P2)로 미끌어져 내려오게 되어서 앞에서 설명한 레이저마킹 공정을 연속 반복하게 된다.
즉, 본 발명은 선별공급기(10)와, 레이저가공기(12)의 레이저헤드(14) 사이에 설치된 단추이송기(18)의 경사진 슈트(16)에 의해서 제공되는 단추가 미끌어져 내려갈 수 있도록 해주는 경사진 단일 이송경로(L) 상에서 선별, 정련된 레이저마킹 전의 단추(A)를 피봇팅게이트(22)로 대기위치(P1)에서 레이저마킹 위치(P2)로 이송하고, 피봇팅게이트(22)에 의해서 고정 안내레일(24)에 대해 후진과 전진운동을 하는 2개의 안내휠(26, 26')로 레이저마킹 전의 단추(A)를 레이저마킹 위치(P2)에 고정하며, 이 레이저마킹 위치(P2)의 상,하부 쪽에서 승,하강하고 회전운동하는 제 1 푸시로드(28)와, 레이저마킹 전의 단추(A)의 봉착용 구멍(a)과 대응하는 핀(36)을 가진 제 2 푸시로드(30)로 레이저마킹 전의 단추(A)를 레이저마킹 할 정위치에셋팅한 다음 레이저마킹 가공을 실시하고, 레이저마킹 후의 단추(A1)를 상기 피봇팅게이트(22)와 2개의 안내휠(26, 26')로 배출위치(P2)로 이송되게 해 줌과 동시에 대기위치(P1)에 있는 레이저마킹 전의 새로운 단추(A)를 레이저마킹 위치(P2)로 이송, 고정해 주는 것이다.
본 발명은 경사진 슈트(16)에 의한 경사진 단일 이송경로(L) 상에서 선별 정렬된 레이저마킹 전의 단추(A)를 대기위치(P1)에서 레이저마킹 위치(P2)로 이송, 고정한 상태에서 레이저마킹할 정위치에 셋팅한 후 레이저마킹 가공을 실시하고, 레이저마킹 후의 단추(A1)를 배출함과 동시에 대기위치(P1)에 있는 레이저마킹 전의 새로운 단추(A)를 레이저마킹 위치(P2)로 이송, 고정할 수 있는 것이므로 단추의 이송방향을 전환시키고 단추를 집게와 같은 고정수단으로 불안정하게 잡아준 상태에서 레이저마킹 가공을 실시해 왔었던 종래 것들에 비하여서 구성요소들의 배치와 작동의 단순화를 도모할 수 있기 때문에 장치 전체를 소형화 할 수 있고, 구성요소들의 작동 정밀도와 신뢰성을 크게 향상시켜 줄 수 있음과 아울러서 고속운전이 가능하고 특히 단추의 이송경로를 포함하는 구성요소들을 복수로 설치하는 것이 가능하므로 레이저마킹 가공 상태가 우수하고 균일한 단추를 단시간에 대량생산할 수 있는 등의 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 선별공급기(10)로 부터 공급되는 선별된 단추를 레이저 빔이 조사되는 레이저가공기(12)의 레이저 헤드(14) 쪽으로 이송시켜서 단추의 표면에 문양을 형성해 주는 단추의 레이저 마킹 장치에 있어서, 선별공급기(10)와 레이저헤드(14) 사이에서 선별된 단추가 미끌어져 내려 갈 수 있도록 경사진 단일 이송경로(1)를 제공하는 경사진 슈트(16)와, 이 슈트(16)의 출구(20) 쪽에서 레이저마킹 전의 단추(A)를 대기 위치(P1)에서 레이저마킹 위치(P2)로 미끌어져 내려 갈 수 있도록 해주는 피봇팅게이트(22)와, 이 피봇팅게이트(22)의 아랫쪽에서 고정된 안내레일(24)을 따라 내려오는 레이저마킹 전의 단추(A)를 레이저마킹 위치(P2)에 고정시켜 주고 레이저마킹 후의 단추(A1)를 배출위치(P3)로 미끌어져 내려갈 수 있도록 해 주는 2개의 안내휠 (26,26')이 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있는 휠고정 뭉치(28)와 레이저마킹 전의 단추(A)가 고정되는 레이저마킹 위치(P2)의 수직방향 쪽에서 상기 단추(A)를 레이저마킹 할 정 위치에 셋팅시켜 줄 수 있도록 상기 단추(A)의 봉착용 구멍(a)과 대응하는 핀(36)을 구비하고 상기 단추(A) 쪽으로 상승, 하강 운동하는 제 2 푸시로드(30)와, 상기 단추(A) 쪽으로 하강, 상승운동 및 회전운동 하는 제 1 푸시로드(28)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 단추의 레이저 마킹 장치.
  2. 선별공급기(10)와 레이저 가공기(12)를 구비한 단추의 레이저마킹 장치로 단추에 문양을 형성하는 단추의 레이저마킹 방법에 있어서, 선별 공급기(10)와 레이저가공기(12) 사이에 위치하는 경사진 슈트(16)에 의해서 제공되는 단추의 경사진 단일 이동경로(L) 상에서 레이저마킹 전의 단추(A)를 대기위치(P1)에 정렬시키고, 대기위치(P1)에 있는 레이저마킹 전의 단추(A)를 레이저마킹 위치(P2)로 미끌어져 내려갈 수 있도록 하여서 레이저마킹 위치(P2)에 이송 및 고정한 다음에 레이저마킹 위치(P2)에 고정된 레이저마킹 전의 단추(A)를 레이저마킹 할 정위치에 셋팅하여서 레이저마킹 가공을 실시하고, 레이저마킹 후의 단추(A1)를 배출위치(P3)로 미끌어져 내려 갈 수 있도록 하여서 배출하는 동안에, 대기위치(P1)에 있는 레이저마킹 전의 새로운 단추(A)를 레이저마킹 위치(P2)에 이송 및 고정하는 것을 특징으로 하는 단추의 레이저마킹 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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