KR20100119655A - 디지털 커터의 안전가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 제어 시스템을 탑재한 커터에서 작업자나 기타 주변 물체와 접촉하면 이를 감지하여 설비의 구동을 멈추게 해주는 디지털 커터의 안전가이드에 관한 것이다.

본 발명은 작업자나 주변 물체와 접촉하는 도그의 움직임을 캠과 롤러를 이용하여 감지하고, 양쪽 2개의 도그를 연계하여 동시에 움직이도록 하는 새로운 방식의 감지 메카니즘을 구현함으로써, 1개의 센서만으로 양쪽 도그의 움직임을 효율적으로 감지할 수 있고, 스프링의 힘으로 롤러를 복귀시킴에 따라 도그의 위치 복귀를 위한 쿠션수단을 배제할 수 있는 등 전체적인 구조를 단순화할 수 있는 동시에 제작비용을 대폭 낮출 수 있는 디지털 커터의 안전가이드를 제공한다.

디지털 커터, 컴퓨터 제어시스템, 안전가이드, 도그, 센서, 캠, 롤러

Description

디지털 커터의 안전가이드{Safety guide for digital cutter}

본 발명은 디지털 커터의 안전가이드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디지털 제어 시스템을 탑재한 커터에서 작업자나 기타 주변 물체와 접촉하면 이를 감지하여 설비의 구동을 멈추게 해주는 디지털 커터의 안전가이드에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 커터는 드릴, 스핀들 등과 같은 공구를 고속으로 회전시켜 작업 테이블상의 가공물을 가공하는 설비이다.

상기 디지털 커터는 가공물의 고정을 위한 작업 테이블, X축 방향 및 Y축 방향, 그리고 Z축 방향으로 동작하는 커터 어셈블리, 상기 커터 어셈블리를 구동하기 위한 구동부, 상기 구동부의 제어를 위한 콘트롤 패널로 구성되는 하드웨어, 이들 하드웨어를 운영하기 위한 컴퓨터 제어시스템, 상기 컴퓨터 제어시스템에 의한 커팅 작업 등을 수행하기 위하여 하드웨어 작동에 관련되는 자동 커팅 프로그램과 같은 소프트웨어 등을 포함한다.

이에 따라, 상기 디지털 커터는 컴퓨터 제어시스템에 의하여 운영되는 자동 커팅 프로그램이 실행되기에 앞서 가공물의 형상에 따른 커터의 가공궤적을 확정하여 컴퓨터 제어시스템에 입력하는 과정이 선행된 후, 작업 테이블상에 가공물을 고정시킨 다음, 설비의 가동을 ON시키면, 기 설정되어 있는 커팅 프로그램에 의해 동작하는 커터 어셈블리를 이용하여 가공물의 형상에 따른 커팅 작업을 수행할 수 있다.

이러한 디지털 커터는 다양한 소재의 박스, 포맥스, 폼보드, 아크릴, 목재까지 가공할 수 있으며, 카메라 장착으로 실사 또는 UV 장비로 출력된 소재를 다용도의 커터를 사용하여 커팅할 수 있다.

또한, 조작법이 간단하고 일러스트 데이타와 호환, 돔보마크 설정으로 아웃라인을 정밀하게 커팅할 수 있으며, 다양한 커터, 고속의 상하 움직임으로 연질의 소재도 자유자재로 가공하는 것이 가능하다.

이와 같은 디지털 커터에서는 인명피해 등 안전사고의 위험을 방지하고 설비를 보호하기 위한 안전장치로서, 도그를 이용한 안전가이드를 채용하고 있다.

도 1은 종래 디지털 커터의 안전가이드를 나타내는 사시도이다

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 안전가이드(100)는 커팅 작업의 수행을 위한 커터 및 커터 헤드가 속해 있는 크로스 프레임의 측면부에 설치되며, 크로스 멤버의 X축 방향 이동시 함께 이동하면서 접촉을 통해 작업자나 주변 물체를 감지하는 기능을 수행한다.

이를 위하여, 상기 안전가이드(100)는 크로스 프레임의 측면부에 설치되는 가이드 본체(110), 상기 가이드 본체(110)의 양쪽면에 각각 설치되어 작업자나 주 변 물체에 접촉하면 좌우로 움직이는 2개의 도그(120), 상기 도그(120)의 움직임을 안내하는 가이드 바(130), 상기 도그(120)의 위치 복귀를 위한 쿠션수단(140), 상기 각 도그(120)의 움직임을 감지하는 각각의 센서(미도시) 등을 포함하는 형태로 이루어져 있다.

여기서, 미설명 부호 150은 가이드 바를 지지하는 블럭을 나타낸다.

따라서, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 크로스 프레임의 이동을 통한 커팅 작업시 도그(120)가 작업자나 주변 물체에 부딪히게 되면, 도그(120)가 안쪽으로 이동하게 되고, 이때의 도그(120)의 움직임을 센서가 감지하여 제어부(미도시)측에 신호를 보내게 되면, 설비의 구동이 즉시 중단될 수 있게 되므로서, 인명피해나 설비의 파손을 방지할 수 있다.

이렇게 종래의 안전가이드는 스프링을 이용하여 도그를 움직이는 일반적인 방식으로서, 2개의 도그가 각각 개별적으로 움직이기 때문에 센서가 각각 필요하고, 즉 2개의 도그의 움직임을 감지하기 위한 2개의 센서가 필요하고, 쿠션용으로 많은 수량의 쇽업소버나 스프링을 사용해야 하는 등 부품수가 많고 구조가 복잡하기 때문에 구조적인 측면에서 불리할 뿐만 아니라 제작단가의 증가를 초래하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 작업자나 주변 물체와 접촉하는 도그의 움직임을 캠과 롤러를 이용하여 감지하고, 양쪽 2개의 도그를 연계하여 동시에 움직이도록 하는 새로운 방식의 감지 메카니즘을 구현함으로써, 1개의 센서만으로 양쪽 도그의 움직임을 효율적으로 감지할 수 있고, 스프링의 힘으로 롤러를 복귀시킴에 따라 도그의 위치 복귀를 위한 쿠션수단을 배제할 수 있는 등 전체적인 구조를 단순화할 수 있는 동시에 제작비용을 대폭 낮출 수 있는 디지털 커터의 안전가이드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 디지털 커터의 안전가이드는 크로스 프레임상에 설치되어 함께 이동가능한 가이드 본체, 상기 가이드 본체의 양쪽에 각각 설치되어 작업자나 주변 물체에 접촉하면 좌우로 함께 움직이는 2개의 도그, 상기 가이드 본체의 전면에 형성되는 가이드 블럭 및 이 가이드 블럭상에 슬라이드 가능한 구조로 결합되며 양쪽의 도그를 이어주면서 그 움직임을 안내하는 가이드 바, 상기 양쪽의 도그 사이에 연결 설치되며 롤러가 타고다니는 좌우 대칭형의 경사면을 갖는 캠 플레이트, 상기 캠 플레이트의 경사면에 의해 유도되어 상하로 움직이는 롤러 및 이 롤러의 위치 복귀를 위한 스프링, 상기 캠 플레이트의 움직임을 감지한 후에 이때의 감지신호를 제어부측에 제공하는 센서 등을 포함하 며, 롤러가 레일을 따라 좌우로 움직이는 캠 방식을 통해 양쪽의 도그가 동시에 움직이는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 양쪽의 도그의 경우 스프링의 힘에 의해 아래로 복귀하는 롤러의 복귀동작시 이와 연계동작 되도록 하여, 작업자나 주변 물체와의 접촉해제와 동시에 초기 위치로 자동 복귀될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 디지털 커터의 안전가이드는 양쪽 2개의 도그가 동시에 움직이고 이와 연계하여 롤러가 레일을 따라 움직이는 캠 방식을 적용함으로써, 도그의 움직임을 센서 1개만으로 감지할 수 있고, 또 스프링의 힘으로 복귀되는 롤러의 동작을 통해 도그의 위치가 자동으로 복귀될 수 있으며, 이에 따라 센서나 쿠션수단의 수량을 대폭 줄일 수 있는 등 장치의 전체적인 구조를 단순화할 수 있음은 물론, 제작비용을 상당히 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드를 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 안전가이드는 캠과 롤러 간의 접동 방식을 통해 양쪽 도그가 동시에 움직이도록 하는 동작 메카니즘을 채용함으로써, 1개의 센서만으로 작업자나 주변 물체와의 접촉을 감지하는 시스템의 구현이 가능하며, 또 간단한 구조로 도그의 위치를 자동으로 복귀시킬 수 있는 형태로 이루어진다.

이를 위하여, 상기 안전가이드(10)의 가이드 본체(11)는 사각 플레이트 형태로 이루어져 있으며, 그 전면에는 위아래로 나란한 2개의 가이드 블럭(15)과, 후술하는 롤러 블럭(21)의 핀(25)을 관통시키기 위한 슬롯(26)이 형성된다.

이러한 가이드 본체(11)는 커터 및 커터 헤드가 속해 있는 크로스 프레임의 측면부, 즉 설비의 최외곽쪽에 설치되고, 크로스 프레임의 X축 방향 이동시 함께 움직일 수 있도록 되어 있다.

설비의 가동 중 작업자나 주변 물체 등과의 접촉을 감지하게 되는 도그(12)는 가이드 본체(11)의 양편으로 2개가 각각 배치되고, 이렇게 배치되는 양편의 도그(12)는 브라켓(27)을 통해 지지되는 위아래 2개의 가이드 바(13)에 의해 서로 일체식으로 연결되어 동시에 동작할 수 있게 된다.

즉, 어느 한쪽의 도그(12)가 작업자나 주변 물체 등과 접촉되어도 양쪽의 도그(12)는 동시에 움직일 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 가이드 바(13)는 가이드 본체(11)에 마련되어 있는 가이드 블럭(15)상에 슬라이드 가능한 구조로 결속되고, 따라서 양쪽의 도그(12)는 가이드 블럭(15)에 의해 안내를 받는 가이드 바(13)를 이용하여 정확히 좌우로 움질 수 있게 된다.

또한, 양쪽의 도그(12) 사이에는 상단부가 좌우 대칭형의 경사면(17), 즉 길이 중간에서 양단쪽으로 갈수록 높아지는 경사면(17)으로 되어 있는 캠 플레이 트(18)가 연결 설치되며, 좀더 구체적으로는 양쪽의 도그(12)에 있는 각각의 브라켓(27) 사이에 경사면(17)을 위로 하는 캠 플레이트(18)가 연결 설치되며, 이때의 캠 플레이트(18)는 양쪽 도그(12)와 함께 움직이면서 그 경사면(17)을 이용하여 후술하는 롤러(16)를 위아래로 움직여주는 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 캠 플레이트(18)의 경사면(17)에는 그 좌우 대칭의 중간인 가장 낮은쪽에 원호형의 롤러 안착홈(22)이 마련되어 있으며, 이에 따라 양쪽 도그(12)의 움직임이 없는 경우 롤러(22)는 항상 롤러 안착홈(22) 내에서 유동없이 자리를 잡고 있게 되고, 결국 접촉이 없는 상태에서는 양쪽 도그(12)의 정상적인 정위치 상태가 보장될 수 있다.

상기 롤러(16)는 도그(12)의 접촉 해제시 스프링(14)의 힘을 이용하여 도그(12)를 초기 위치로 복귀시켜주는 수단으로서, 캠 플레이트(18)의 움직임에 의해 그 경사면(17)을 상대적으로 타고 다니는 형태로 동작한다.

이를 위하여, 상기 롤러(16)는 롤러 블럭(21)의 전면에 축(24)에 지지되어 자유롭게 회전될 수 있게 되고, 이때의 롤러 블럭(21)은 가이드 본체(11)에 설치되어 있는 양쪽의 레일(20) 사이에 개재되어 위아래로 슬라이드 안내를 받을 수 있도록 설치된다.

이에 따라, 캠 플레이트(18)가 어느 한쪽으로 이동하면 롤러(16)는 경사면(17)을 타고 윗쪽으로 움직이게 되고, 이와 함께 롤러 블럭(21) 또한 윗쪽으로 움직일 수 있게 된다.

상기 롤러(16) 및 롤러 블럭(21)은 항상 아래쪽의 초기 위치로 복귀되려는 동작 특성을 갖게 되고, 이러한 동작 특성에 의해 양쪽의 도그(12)는 초기 위치로 자동 복귀될 수 있게 된다.

상기 동작 특성은 스프링(14)에 의해 이루어지게 되는데, 상기 롤러 블럭(21)의 후면쪽으로 연장되는 핀(25)측과 가이드 본체(11)측 사이에 스프링(14)의 양단이 걸려지게 되므로서, 롤러(16) 및 롤러 블럭(21)은 항상 아래로 당겨지는 힘을 받게 되고, 결국 접촉 해제시 롤러(16) 및 롤러 블럭(21)이 초기 위치로 복귀되면, 이와 동시에 양쪽의 도그(12)도 원래의 위치로 복귀될 수 있게 된다.

즉, 롤러(16)가 캠 플레이트(18)의 경사면(17)을 타고 아래로 내려오면서 당겨 내리는 힘에 의해 양쪽의 도그(12)도 제자리를 찾게 되는 것이다.

양쪽 도그(12)의 움직임을 감지하기 위하여 캠 플레이트(18)의 일측에는 가이드 본체(11)가 있는 쪽으로 수평 연장되는 센서편(23)이 형성되고, 이와 대응하는 위치의 가이드 본체(11)상에는 센서(19)가 설치되며, 정상적인 상태에서 상기 센서편(23)은 항상 센서(19)의 감지범위 내에 위치되어 있게 된다.

이에 따라, 도그(12)의 이동으로 캠 플레이트(18)에 있는 센서편(23)이 센서(19)를 벗어나게 되면, 센서(19)의 신호가 제어부측에 제공되고, 이에 따라 제어부는 도그(12)가 작업자나 주변 물체 등과 접촉된 것으로 판단하여 설비의 가동을 즉각 중지시킬 수 있게 된다.

이때의 센서(19)는 여러 다양한 형식의 센서를 사용할 수 있지만, 발광측과 수광측을 이용하여 그 사이에 위치되는 센서편(23)의 존재여부를 감지하는 광센싱 방식의 센서가 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드 설치상태를 나타내는 확대도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 안전가이드(10)는 커터(미도시)가 속해 있는 커터 헤드(28)를 포함하는 크로스 프레임(29)의 측면부에 설치되고, 외관을 위하여 커버(31)가 씌워진 상태로 사용된다.

여기서, 상기 크로스 프레임(29)은 X축 방향으로 이동하면서 가공물에 대한 커터의 X축 방향 가공을 가능하게 해주며, 이때 안전가이드(10) 또한 크로스 프레임(29)과 함께 움직이면서 작업자나 주변 물체와의 접촉시 이를 감지할 수 있게 된다.

여기서, 미설명 부호 30은 가공물이 놓여지는 작업 테이블을 나타낸다.

따라서, 이와 같이 구성되는 안전가이드의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드 작동상태를 나타내는 정면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드 작동상태를 나타내는 단면도이다.

도 5a 및 도 6a에 도시한 바와 같이, 여기서는 디지털 커터 설비가 정상적으로 가동되고 있는 상태를 보여준다.

작업자나 주변 물체 등과의 접촉이 없는 경우, 양쪽의 도그(12)는 정위치를 유지하고 있고, 롤러(16)는 캠 플레이트(18)의 경사면(17)에 있는 롤러 안착홈(22) 내에 자리하면서 양쪽 도그(12)의 움직임을 잡아주고 있게 된다.

도 5b 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 디지털 커터 설비의 가동시 크로스 프레임(29)이 X축 방향으로 이동하는 중에 도그(12)가 작업자나 주변 물체에 부딪히게 되면, 양쪽 도그(12) 전체가 반대쪽으로 이동하게 되고, 이와 함께 캠 플레이트(18)에 있는 센서편(23)이 센서(19)로부터 벗어나게 되므로, 센서(19)의 감지신호가 제어부측에 제공되면서 설비의 가동이 즉시 중지될 수 있게 된다.

이때, 양쪽 도그(12)를 포함하는 캠 플레이트(18)의 전체가 한쪽으로 이동함에 따라 롤러(16)는 캠 플레이트(18)에 있는 경사면(17)을 타고 윗쪽으로 움직이게 되고, 이때의 스프링(14) 또한 위로 당겨지면서 늘어난 상태가 된다.

작업자의 조치에 의해 도그측 접촉이 해제되면, 스프링(14)의 복원력에 의해 롤러(16)는 경사면(17)을 타고 아래로 이동하게 되고, 이러한 롤러(16)의 움직임에 의해 캠 플레이트(18)를 포함하는 양쪽 도그(12)도 원래의 위치로 당겨지게 되며, 롤러(16)가 롤러 안착홈(22)에 자리를 잡으면서 초기 위치로 복귀되면, 양쪽의 도그(12) 또한 초기 위치로 복귀된다.

이와 같이, 본 발명의 안전가이드는 좌우로 롤러가 레일을 따라 움직이는 캠 방식과 양쪽의 도그가 동시에 움직이는 동작 메카니즘을 채용함으로써, 센서를 1개만 사용해도 시스템 구현이 가능하게 되며, 롤러를 스프링이 당기고 있어 도그의 원상복귀가 가능하게 되므로, 안전가이드의 전반적인 구조를 단순하면서도 효율적으로 구성할 수 있다.

도 1은 종래 디지털 커터의 안전가이드를 나타내는 사시도

도 2a,2b는 종래 디지털 커터의 안전가이드 작동상태를 나타내는 정면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드를 나타내는 사시도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드 설치상태를 나타내는 확대도

도 5a,5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드 작동상태를 나타내는 정면도

도 6a,6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 커터의 안전가이드 작동상태를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 안전가이드 11 : 가이드 본체

12 : 도그 13 : 가이드 바

14 : 스프링 15 : 가이드 블럭

16 : 롤러 17 : 경사면

18 : 캠 플레이트 19 : 센서

20 : 레일 21 : 롤러 블럭

22 : 롤러 안착홈 23 : 센서편

24 : 축 25 : 핀

26 : 슬롯 27 : 브라켓

28 : 커터 헤드 29 : 크로스 프레임

30 : 작업 테이블 31 : 커버

Claims (6)

1. 크로스 프레임상에 설치되어 함께 이동가능한 가이드 본체(11);

   상기 가이드 본체(11)의 양쪽에 각각 설치되어 작업자나 주변 물체에 접촉하면 좌우로 함께 움직이는 2개의 도그(12);

   상기 양쪽의 도그(12) 사이에 연결 설치되며 롤러(16)가 타고다니는 좌우 대칭형의 경사면(17)을 갖는 캠 플레이트(18);

   상기 캠 플레이트(18)의 경사면(17)에 의해 유도되어 상하로 움직이는 롤러(16) 및 이 롤러(16)의 위치 복귀를 위한 스프링(14);

   상기 캠 플레이트(18)의 움직임을 감지한 후에 이때의 감지신호를 제어부측에 제공하는 센서(19);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 커터의 안전가이드.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가이드 본체(11)의 전면에 형성되는 가이드 블럭(15)와, 상기 가이드 블럭(15)상에 슬라이드 가능한 구조로 결합되며 양쪽의 도그(12)를 이어주면서 그 움직임을 안내하는 가이드 바(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 커터의 안전가이드.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 롤러(16)는 그 후면에 결합되면서 양쪽 레일(20)을 따라 움직이는 롤러 블럭(21)을 통한 안내를 받으면서 정확히 상하로 움직일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 디지털 커터의 안전가이드.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 캠 플레이트(18)는 좌우 대칭형으로 이루어진 경사면(17)의 중간에 형성되어 롤러(16)의 위치를 잡아주는 롤러 안착홈(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 커터의 안전가이드.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 센서(19)는 가이드 본체(11)상에 설치되어 캠 플레이트(18)상에 있는 센서편(23)의 존재여부를 감지하는 광센싱 방식의 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 커터의 안전가이드.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 양쪽의 도그(12)는 스프링(14)에 의해 아래로 복귀하는 롤러(16)의 복귀동작시 이와 연계되어 접촉해제와 동시에 초기 위치로 자동 복귀되는 것을 특징으로 하는 디지털 커터의 안전가이드.

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