KR20120008951A - 휴대용 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 휴대용 절단장치는 볼스크류 형상의 직선운동부(50)를 사용하여 직선운동부(50)의 한쪽 끝단에는 절단토치(34)가 구비된 절단부(120)를 두고, 직선운동부(50) 중앙에는 전자석(15)을 두어 절단장치(100)가 판재에 고정되도록 구성하며, 또한, 직선이송용과 회전이송용 모터(14)(11)로 작동하는 구동부(140)를 두어, 모터(14)(11)의 회전에 의해서 직선운동부(50)가 직선방향과 원호방향으로 작동할 수 있도록 구성하여, 절단토치(34)의 불꽃을 이용하여 판재를 절단한다. 전자석(15)은 3지점에 부착시켜, 평면 판재와 굴곡진 판재등 다양한 형상의 판재에 부착할 수 있도록 구성하여 절단작업의 효율을 높일수 있는 효과를 가진다.

Description

휴대용 절단장치{POTABLE CUTTING DEVICE}

본 발명은 판재를 절단하는 절단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 판재에 홀을 형성하고자 홀의 형상으로 절달할 때 균일한 절단 품질을 얻을 수 있으면서도 장치의 사용이 편리하고 연속 작업이 가능한 경량구조의 휴대용 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로, 판재에 홀이 형성되도록 절단하기 위해서는 산소 절단 및 플라즈마 절단이 널리 사용되고 있으며, 주로 숙련된 작업자의 수작업에 의존하는 경향이 있다.

판재에 홀이 형성되도록 홀의 형상으로 절단하는 작업환경은 대부분 열악한 환경에서의 작업으로 이루어져 있어, 작업자들은 홀 절단작업을 기피하는 현상이 있어, 기업들의 인력 확보에 비상이 걸리고 있다.

현재, 판재내에 원호를 절단하기 위해서는 판재 표면에 원호의 형상을 그려놓고, 원호를 따라서 수작업으로 홀을 절단하거나, 또는 중심점에 컴파스 한쪽 끝을 부착시키고, 다른 한 끝에 절단토치를 두고 일정한 속도로 회전시키면, 컴파스 반경을 따라서 균일한 형태의 원호가 절단되어 진다.

그러나, 작업자는 절단작업에서 발생하는 뜨거운 불꽃으로 인하여 신체에 화상 우려가 있고, 절단작업이 진행될때에는 절단되는 면을 확인하면서 절단작업을 수행해야 하므로, 장시간 절단불꽃을 쳐다보는 과정에서 시력 저하의 원인이 되는 등의 단점이 있다.

또한, 종래의 절단장비는 주로 LM가이드 2개를 사용하여 가로방향과 세로방향으로 이동시켜서 원과 사각형 그리고 직선을 절단할 수 있도록 구성하고 있으나, LM가이드를 2개 사용하는 장비는 중량이 무거워 작업자의 휴대하기에는 무거운 단점이 있으며, 주로 수평으로 놓여진 판재를 절단하므로, 수직으로 부착된 판재를 절단하기에는 어려움이 수반된다.

따라서 이와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 경량화에 대한 다양한 시도가 있었으나, 절단장치의 중량을 절감하게되면, LM가이드의 강성 또한 약해지는 단점이 있어서 LM가이드의 강성을 최적화시키면서 절단작업효율을 증가시키는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.

이에 따라 볼 스크류 형상의 직선운동부 1개를 사용하면서, 넓은 판재에 대해서 다양한 홀을 절단할 수 있는 작업이 요구되고 있으며, 수평으로 놓여진 판재를 절단하는 것과 수직으로 놓인 판재를 절단하는 작업이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 이상의 요구에 따라 안출된 것으로, 또한, 그 목적은 판재를 절단할 때 전동모터의 회전으로부터 볼 스크류 형상의 하나의 직선운동부를 이송시켜 절단작업을 진행시켜 장치의 중량을 경량화하면서도 직선방향 절단과 원호방향 절단작업을 함께 수행함으로써, 숙련된 작업자에 의한 절단작업보다 균일한 절단 품질을 제공할 수 있어, 비숙련된 작업자가 절단작업을 수행하더라도 장치를 사용하기 쉽고 편리하게 연속 작업을 할수 있는 경량구조의 다양한 홀 절단장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수직방향으로 설치된 판재를 절단할 때, 판재에 장치를 부착하기 용이하도록 장치 표면에 전자석을 부착시켜 전자석의 힘으로 장치를 판재에 견고하게 부착시킨 후 절단작업을 진행할 수 있도록 구성함으로써, 평평한 판재는 물론 굴곡진 판재에서도 전자석 힘에 의해서 부착이 가능하도록 절단장치 밑면에 부착된 3개의 전자석에 의해 어떠한 굴곡면에 대해서도 장치가 견고하게 부착할 수 있는 절단장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르는 휴대용 절단장치는 볼 스크류 형상의 직선운동부와, 상기 직선운동부의 움직임에 따라서 상기 판재를 홀 형상으로 절단하는 절단토치를 구비하는 절단부와, 상기 절단부가 직진과 회전운동을 수행할 수 있도록 직선이송용 모터와 회전이송용 모터를 구비하여 상기 직선운동부에 부착된 구동부를 포함한다.

절단부는 직선운동부의 일단에 부착되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트에 부착된 절단토치를 회전하도록 작동하는 토치회전용 모터를 포함할 수 있고, 상기 절단토치가 부착된 상기 고정플레이트의 높이를 조절하는 수직이송장치를 더 포함할 수 있다.

구동부는 판재에 부착되는 고정플레이트와, 회전이송용 모터와 직선이송용 모터가 부착되는 회전플레이트와, 상기 고정플레이트와 회전플레이트의 사이에 개재된 감속기를 포함하며, 이때 고정플레이트는 전자석을 사용하여 상기 판재에 부착될 수 있다.

본 발명에 있어서, 직선이송용 모터와 회전이송용 모터를 각각 설정된 제어알고리즘에 의해서 작동하는 제어기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 본 발명의 절단장치는 볼 스크류 형상의 1개의 직선운동부로 구성함에 따라 휴대가 용이하며, 직선운동부에 보조가이드가 평행하게 장착됨에 따라 볼 스크류 형상의 직선운동부가 전진 및 후진을 할 때, 보조가이드를 따라서 움직일 수 있으므로, 절단토치는 떨림이 없이 절단작업을 수행하며, 원호절단작업을 수행할 때에는 직진용 전동모터와 회전용 전동모터가 각각 설정된 제어알고리즘에 의해서 작동하므로, 절단토치는 제어기에서 설정된 원호 모양을 따라서 이동하게 되어, 판재를 원호 형상으로 절단할 수 있다.

또한, 본 발명의 절단장치는 중앙의 모터장착부 하단에 전자석을 두어 판재에 부착이 용이하도록 구성하였으므로, 판재의 표면에 굴곡이 있어도 3개의 전자석에 의해서 절단장치가 부착되므로, 용이한 절단작업을 수행할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 휴대용 절단장치의 상세 평면도이고,
도 2는 본 발명의 휴대용 절단장치의 상세 정면도이고,
도 3은 도 1의 절단부에 대한 상세 정면도이고,
도 4는 도 1의 구동부의 직선운동부에 대한 상세 조립도이고,
도 5는 도 1의 구동부의 회전운동부에 대한 상세도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 절단장치의 제어 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예의 동작을 상세하게 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 절단장치의 평면을 도시하고, 도 2는 그 정면을 도시하는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절단장치(100)는 판재(도시하지 않음)에 홀을 형성하도록 절단하는 장치로서, 볼 스크류 형상의 직선운동부(50)와, 직선운동부(50)의 움직임에 따라서 판재를 절단하는 절단토치(34)가 부착된 절단부(120)와, 중앙에 절단부(120)가 직진과 회전운동을 수행할 수 있도록 직선이송용 모터(14)와 회전이송용 모터(11)를 구비하여 직선운동부(50)에 부착된 구동부(140)를 포함한다.

도 1, 도 2 및 도 5에 있어서, 직선운동부(50)는 그에 평행하게 보조가이드(52)가 장착됨에 따라 구동부(140)에 의해 볼 스크류 형상의 직선운동부(50)가 전진 및 후진을 할 때, 보조가이드(52)를 따라서 움직일 수 있으므로, 절단토치(34)의 떨림이 없이 절단작업을 수행할 수 있다. 또한 직선운동부(50)의 양단에는 가이드 지지대(49)가 부착된다.

도 3은 절단부(120)를 상세히 나타내므로, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 절단부(120)는 직선운동부(50)의 일단에 부착되는 고정플레이트(36)를 포함하며, 이 고정플레이트(36)에 절단토치(34)가 토치회전용 모터(30)의 작동에 의해 회전될 수 있도록 부착된다. 토치회전용 모터(30)의 회전축과, 절단토치(34)의 끝단에는 각각 풀리(31)(33)가 부착되며, 풀리(31)(33)가 벨트(35)에 의해 연결됨에 따라 토치회전용 모터(30)가 작동하여 절단토치(34)가 회전된다. 이와 같이 절단토치(34)가 회전됨에 따라 토치 불꽃을 경사지게 함으로서, 판재의 절단면이 경사각을 가지도록 할 수 있다. 또한 절단부(120)에는 절단토치(34)가 부착된 고정플레이트(36)의 높이를 조절할 수 있는 수직이송장치(32)를 포함함에 따라 판재의 두께에 따라서 수직이송장치(32)를 작동하여 절단토치(34)의 불꽃 높낮이를 조절할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 구동부(140)는 직선이송용 모터(14)에 의해 볼 스크류 형상의 직선운동부(50)를 직진하며, 회전이송용 모터(11)의 작동에 의해 직선운동부(50)를 회전함으로서, 직선운동부(50)의 일단에 부착된 절단부(120)의 절단토치(34)가 직선으로 움직이거나 회전용 전동모터(11)의 회전방향으로 움직일 수 있다.

이러한 구동부(140)는 특히 도 4에 도시된 바와 같이, 판재에 부착되는 고정플레이트(48)와, 회전이송용 모터(11)와 직선이송용 모터(14)가 부착되는 회전플레이트(47)와, 고정플레이트(48)와 회전플레이트(47)의 사이에 개재된 감속기(25)를 포함한다. 회전이송용 모터(11)의 회전축에는 풀리(12)를 부착하고, 감속기(25)는 고정플레이트(8)에 고정되어, 회전이송용 모터(11)의 회전에 의해서 회전플레이트(7)가 회전할 수 있도록 구성한다. 고정플레이트(48)에는 판재에의 부착을 위해 3개의 전자석(15)이 부착된다.

감속기(25) 내부의 회전축(18) 끝단에는 풀리(24)를 부착하여 회전이송용 모터(11)의 풀리(12)와 벨트(26)로 연결된다. 이에 따라 회전이송용 모터(11)의 회전에 의해서 회전모터측 풀리(12)가 회전하면 감속기측 풀리(24)가 벨트(26)에 의해서 회전하게 된다. 이때, 절단장치의 고정플레이트(8)에 부착된 전자석(15)에 전기를 인가하면, 전자석(15)은 자력을 유지하여 절단하고자 하는 판재에 부착되므로, 고정플레이트(48)는 전자석(15)의 자력에 의해서 고정되고, 고정플레이트(48)에 연결된 감속기(25)도 고정상태가 되며, 감속기 회전축(18)과 감속기측 풀리(24)는 회전하게 되므로, 결국 회전플레이트(47)는 회전하게 된다. 즉, 회전이송용 모터(11)의 회전에 의해서 회전측 풀리(12)가 회전하게 되어, 감속기측 풀리(24)가 회전하면, 회전플레이트(47)가 회전을 시작하게 된다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 회전플레이트(47)에 부착된 직선이송용 모터(14)의 회전축에는 풀리(17)를 부착하고, 볼 스크류 형상의 직선운동부(50)에 부착된 풀리(19)와 벨트(16)에 의해 연결된다. 이에 따라, 직선이송용 모터(14)가 회전하면 직선이송용 모터측 풀리(17)가 회전하게되고, 벨트(16)에 의해서 직선운동부측 풀리(19)가 회전하게 되므로, 구동부(140)는 볼 스크류 형상의 직선운동부(50)를 따라서 직선방향의 전후방향으로 작동하게 된다. 이와 같이 본 발명의 휴대용 절단장치는 직선이송용 모터(14)와 회전이송용 모터(11)의 작동에 의해서 직선운동부(50)가 직선방향과 원호방향으로 함께 이동할 수 있으므로, 볼 스크류 형상의 직선운동부(50) 끝단에 장착된 절단부(120)도 함께 움직여서, 절단토치(34)가 판재를 절단할 수 있다.

한편, 직선운동부(50)의 양쪽 끝단에는 리미트 스위치(41)(42)를 두어 직선이송용 모터(14)의 작동에 의해서 구동부(140)가 직선운동부(50)에서 과도하게 이동하여 가이드 지지대(19)와 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

또한 이상과 같이 본 발명의 휴대용 절단장치는 3개의 모터, 즉 회전이송용 모터(11)와, 직선이송용 모터(14)와, 토치회전용 모터(30) 및 리미트 스위치(41)(42)의 작동을 제어기(22)로 제어할 수 있고, 이 제어기(22)는 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 구동부(140)의 일측에 부착될 수 있다. 본 발명의 휴대용 절단장치는 원호절단작업을 수행할 때에는 직선이송용 모터(14)와 회전이송용 모터(11)가 각각 설정된 제어알고리즘에 의해서 작동하므로, 절단토치(34)는 제어기(22)에서 설정된 원호 모양을 따라서 이동하게 되어, 판재를 원호 형상으로 절단할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 휴대용 절단장치는 볼 스크류 형상의 직선운동부(50)를 한 개 사용하면서 2개의 모터(11)(14)를 작동시킴에 의해 절단토치(34)가 직선방향 및 원호방향으로 이동할 수 있음에 따라 절단장치(100)의 소형화 및 경량화를 시킴으로 절단작업을 수행하는 작업자의 사용 편의성을 증대시키는 이점이 있다.

즉 고정플레이트(48)가 전자석(15)에 의해서 판재에 고정되어 있을 때, 직선이송용 모터(14)의 작동은 볼 스크류 형상의 직선운동부(50)의 전진 및 후진운동을 수행하고, 회전이송용 모터(11)의 작동은 직선운동부(50)의 회전운동을 수행하므로, 절단토치(34)로 하여금 판재상단에서 직선 및 원호방향으로 절단작업을 수행할 수 있고, 절단장치(100)가 소형화 경량화되어 절단작업을 수행하는 작업자의 사용 편의성을 증대시키면서도, 장치가 작동될 때, 전력을 최적으로 소비할 수 있는 이점이 있다.

또한, 고정플레이트(48)에 전자석(15)을 3개 사용하므로, 평면 판재는 물론 굴곡진 판재에도 원활히 부착되어 절단작업을 수행하게 되고, 작업이 완료되면, 전자석(15)의 전원을 오프시켜서 절단장치를 이동할 수 있으므로, 판재에 대한 단계에서 절단작업의 속도를 증가시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 휴대용 절단장치의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

11 : 회전이송용 모터 12,17,19,24,31,33 : 풀리
14 : 직선이송용 모터 15 : 전자석
16,26,35 : 벨트 18 : 회전축
22 : 제어기 25 : 감속기
30 : 토치회전용 모터 32 : 수직이송장치
34 : 절단토치 36,48 : 고정플레이트
41,42 : 리미트스위치 47 : 회전플레이트
49 : 가이드지지대 50 : 직선운동부
52 : 보조가이드 100 : 절단장치
120 : 절단부 140 : 구동부

Claims (6)

1. 판재에 홀을 형성하도록 절단하는 절단장치에 있어서,
   볼 스크류 형상의 직선운동부와,
   상기 직선운동부의 움직임에 따라서 상기 판재를 홀 형상으로 절단하는 절단토치를 구비하는 절단부와,
   상기 절단부가 직진과 회전운동을 수행할 수 있도록 직선이송용 모터와 회전이송용 모터를 구비하여 상기 직선운동부에 부착된 구동부를 포함하는
   휴대용 절단장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 절단부는
   상기 직선운동부의 일단에 부착되는 고정플레이트와,
   상기 고정플레이트에 부착된 상기 절단토치를 회전하도록 작동하는 토치회전용 모터를 포함하는
   휴대용 절단장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 절단부에는 상기 절단토치가 부착된 상기 고정플레이트의 높이를 조절하는 수직이송장치를 더 포함하는
   휴대용 절단장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 판재에 부착되는 고정플레이트와,
   상기 회전이송용 모터와 직선이송용 모터가 부착되는 회전플레이트와,
   상기 고정플레이트와 회전플레이트의 사이에 개재된 감속기를 포함하는
   휴대용 절단장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 고정플레이트는 전자석을 사용하여 상기 판재에 부착되는
   휴대용 절단장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 직선이송용 모터와 회전이송용 모터를 각각 설정된 제어알고리즘에 의해서 작동하는 제어기를 더 포함하는
   휴대용 절단장치.

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