KR20120077502A - 중공 가공 장치 - Google Patents

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KR20120077502A
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전북대학교산학협력단
정원엽
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Abstract

본 발명은 중공 가공 장치로써, 피가공물에 긴 중공 형상을 가공하는 중공 가공 장치에 관한 것이다.
본 발명의 중공 가공 장치는, 상하방향으로 레일이 형성된 메인프레임과; 일면에 피가공물이 장착되고, 상기 메인프레임에 상기 레일을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 장착되는 무빙프레임과; 상기 무빙프레임을 상하방향으로 이동시키는 구동부와; 하부가 상기 메인프레임의 하부에 수직으로 고정 장착되고, 상부에 비트가 회전되게 장착되어 상기 무빙프레임의 하부에 배치되는 천공부로 이루어지되, 상기 무빙프레임의 하강시 상기 천공부에 의해 상기 피가공물에 중공 형상을 가공하는 것을 특징으로 한다.

Description

중공 가공 장치 { APPARATUS FOR FORMING A HOLLOW }
본 발명은 중공 가공 장치로써, 피가공물에 긴 중공 형상을 가공하는 중공 가공 장치에 관한 것이다.
중공 가공 장치는 다양한 피가공물에 중공 형상을 가공할 수 있으며 주로 침엽수나 활엽수 등 여러 종류의 목재 가공에 사용된다.
이러한 중공 가공 장치는 목조건축시장, 조경시설용재 시장, 인테리어시장 및 생활용품시장 등에 적용할 수 있다.
구체적으로 생활용품시장의 경우 보온성, 단열성, 조습성, 경량성, 내부식성, 수납공간 등의 기능성을 강조하여 조명등, 테이블, 콘솔, 의자, 우산꽃이, 골프클럽꽃이 등 생활용품에 다양하게 적용할 수 있으며, 실용성 및 심미성까지 고려하여 적용 가능하다.
상기와 같은 종래의 중공 가공 장치는 등록실용신안공보 제20-0210388호에 나타나 있다.
도 1은 종래의 중공 가공 장치를 나타낸 정면도이다.
종래의 중공 가공 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 다이(50), 이송스크류(24), 유동체(22) 및 드릴(14)로 이루어진다.
상기 다이(50)는 수평으로 길게 배치되고, 좌측단 상부에 받침대(40)가 형성되며, 우측단 상부에 프레임(30)이 형성된다.
또한, 상기 프레임(30)과 받침대(40) 사이에는 브라켓(26)이 형성된다.
상기 받침대(40)의 상부에는 목재 등의 피가공물(100)이 삽입되는 케이스(32)가 형성된다.
상기 케이스에 삽입되는 상기 피가공물(100)은 상기 바침대의 상부에서 상기 케이스의 좌측단에 배치된 고정브라켓(36)에 의해 우측 방향으로 지지된다.
상기 프레임의 우측에는 모터(28)가 장착되어 상기 이송스크류(24)를 회전시킨다.
상기 브라켓(26)은 상기 모터(28)에 의해 회전하는 상기 이송스크류(24)를 상방향으로 지지한다.
상기 이송스크류(24)는 좌측단이 상기 받침대에 회전가능하게 결합되고, 우측단이 상기 프레임(30)에 회전 가능하게 결합되어 상기 모터(28)에 의해 회전하게 된다.
또한, 상기 브라켓(26)에 의해 상방향으로 지지된다.
상기 유동체(20)는 상기 이송스크류(24)에 수평 이동 가능하게 결합된다.
구체적으로 상기 유동체(20)는 상기 이송스크류(24)가 상기 모터(28)에 의해 회전함에 따라 좌우로 이동하게 된다.
상기 유동체의 상부에는 기어박스(12)가 장착되고, 상기 기어박스(12)의 상부에 모터(10)가 장착되어 상기 기어박스(12)를 작동시킨다.
상기 드릴(14)은 우측단이 상기 기어박스(12)에 장착되고 좌측단이 상기 피가공물(100) 방향으로 배치되며, 상기 모터(10)에 의해 상기 기어박스(12)가 작동됨에 따라 회전하게 된다.
이에 따라 상기 이송스크류(24)를 회전시켜 상기 유동체(20)를 좌측으로 이동시키면, 상기 드릴(14)이 상기 피가공물(100)에 중공 형상을 가공하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래의 중공 가공 장치는 수평으로 배치되어 상기 드릴(14)이 상기 피가공물(100)에 중공 형상을 형성할 때, 가공칩이 발생하여 상기 피가공물(100)과 드릴(14) 사이에 쌓이게 됨에 따라 가공이 어려운 문제점이 있다.
뿐만 아니라 가공할 수 있는 피가공물의 크기에 제한이 있어 다양한 크기의 피가공물을 가공하는 데 어려움이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피가공물을 상하 수직으로 배치하고 상하방향으로 이동시켜, 중공 형상의 가공시 발생하는 가공칩이 자연스럽게 하부로 배출되어 가공이 용이하며 다양한 크기의 피가공물을 가공할 수 있는 중공 가공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 중공 가공 장치는, 상하방향으로 레일이 형성된 메인프레임과; 일면에 피가공물이 장착되고, 상기 메인프레임에 상기 레일을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 장착되는 무빙프레임과; 상기 무빙프레임을 상하방향으로 이동시키는 구동부와; 하부가 상기 메인프레임의 하부에 수직으로 고정 장착되고, 상부에 비트가 회전되게 장착되어 상기 무빙프레임의 하부에 배치되는 천공부로 이루어지되, 상기 무빙프레임의 하강시 상기 천공부에 의해 상기 피가공물에 중공 형상을 가공한다.
상기 무빙프레임은, 상기 구동부에 의해 상기 레일을 따라 상하 이동하는 수직프레임과; 일면에 상기 피가공물이 장착되고, 샤프트에 의해 상기 수직프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전프레임으로 이루어진다.
상기 수직프레임에는 상기 샤프트를 상기 회전프레임 방향으로 전후진 시키는 수평실린더가 장착된다.
상기 수직프레임에는 상기 샤프트가 결합되는 결합공이 형성되고, 상기 샤프트는 일단이 상기 회전프레임에 결합되며, 타단이 상기 결합공을 관통하여 삽입되고, 상기 수평실린더는 일단이 상기 수직프레임에 장착되며, 타단이 상기 샤프트의 타단에 장착된다.
상기 회전프레임의 양단에는 상기 피가공물을 고정하는 고정판이 각각 결합되되, 상호 마주보는 상기 고정판의 일면에는 다수개의 고정돌기가 돌출 형성된다.
상기 고정판에는 상기 비트가 삽입되는 관통공이 형성되고, 상기 고정돌기는 상기 고정판에서 상기 관통공의 주위에 원형으로 배치되되, 상기 고정돌기는 상기 고정판의 중심으로부터의 거리가 상호 다르게 배치된다.
상기 회전프레임에는 상기 고정판을 상기 회전프레임의 길이방향으로 이동시키는 압축실린더가 장착된다.
상기 회전프레임의 일단에는 상기 고정판의 양측에 가이드판이 형성되되, 상기 가이드판에는 상기 회전프레임의 길이방향으로 가이드홈이 형성되고, 상기 압축실린더는 일단이 상기 고정판에 장착되며, 타단이 상기 가이드판에 장착되어, 상기 압축실린더에 의해 상기 고정판이 상기 가이드홈을 따라 이동한다.
상기 천공부에 연결되는 에어펌프를 더 포함하여 이루어지되, 상기 천공부에는 공압통로가 형성되고, 상기 에어펌프는 압축공기를 상기 공압통로를 통해 상기 비트의 상단으로 분사시킨다.
상기 메인프레임의 하부에는 리미트스위치가 장착되되, 상기 수직프레임이 하강하여 상기 리미트스위치를 누르면 상기 구동부는 상기 수직프레임을 상방향으로 이동시킨다.
상기 수직프레임의 일면에는 상기 샤프트의 후진시 상기 회전프레임의 타면이 안착되는 안착홈이 형성된다.
본 발명에 따른 중공 가공 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
목재 등의 피가공물이 장착된 무빙프레임이 상하방향으로 이동하며 피가공물에 중공 형상을 가공함으로써, 중공 가공시 발생하는 가공칩이 자연스럽게 하부로 배출되어 가공이 용이하다.
또한, 회전프레임은 수직프레임에 대해 회전하여 상단과 하단이 바뀌어 양단을 모두 가공함으로써, 길이가 긴 피가공물 등 다양한 크기의 피가공물을 가공할 수 있다.
또한, 회전프레임은 수직프레임에 대해 전후방향으로 이동함으로써, 회전프레임에 피가공물을 장착시키거나 회전프레임을 회전시키기 용이하다.
또한, 고정판에 고정돌기가 돌출 형성됨으로써, 피가공물을 더욱 강하게 고정할 수 있다.
또한, 고정판에는 고정판의 중심으로부터의 거리가 상호 다른 다수개의 고정돌기가 돌출 형성됨으로써, 크기가 다양한 피가공물을 회전프레임에 쉽게 고정시킬 수 있다.
또한, 에어펌프에 의해 압축공기가 공압통로를 통해 비트의 상단으로 분사됨으로써, 피가공물의 가공시 발생하는 가공칩의 배출이 용이하고, 비트를 냉각시키는 효과가 있다.
또한, 수직프레임에 형성된 안착홈에 회전프레임이 안착됨으로써, 무빙프레임의 상하 이동시 회전프레임이 회전하지 않도록 고정시킬 수 있다.
도 1은 종래의 중공 가공 장치를 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 평면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 측면도,
도 5는 도 4를 분해하여 나타낸 분해도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 수직프레임의 정면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 회전프레임의 정면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 고정판의 평면도,
도 9는 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도,
도 10은 도 4의 B-B선을 취하여 본 단면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 비트의 평면도,
도 12는 도 2에서 무빙프레임이 하강한 상태를 나타낸 정면도,
도 13은 도 4에서 회전프레임이 전진한 상태를 나타낸 측면도,
도 14는 도 2에서 회전프레임이 회전한 상태를 나타낸 정면도,
도 15는 도 14에서 회전프레임이 더 회전한 상태를 나타낸 정면도,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 작동상태도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 측면도이고, 도 5는 도 4를 분해하여 나타낸 분해도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 수직프레임의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 회전프레임의 정면도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 고정판의 평면도이고, 도 9는 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도이며, 도 10은 도 4의 B-B선을 취하여 본 단면도이고, 도 11(a)는 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 비트의 평면도이며, 도 11(b)는 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치의 비트의 측면도이다.
본 발명의 중공 가공 장치는 도면에 도시된 바와 같이, 메인프레임(100), 무빙프레임(200), 구동부(300), 천공부(400), 에어펌프(미도시) 및 제어부(미도시)로 이루어진다.
상기 메인프레임(100)은 베이스(110)와 지지프레임(120)으로 이루어진다.
상기 베이스(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 사각형 형상으로 형성되고 지면에 배치되며, 상부에서 상기 지지프레임(120)이 상방향으로 돌출 형성된다.
그리고 도면에 도시하지는 않았지만 상기 베이스(110)의 상부에는 상기 천공부의 주위에 피가공물(101)의 가공시 발생하는 가공칩을 수거하는 집진부(미도시)가 형성된다.
이와 같이 상기 가공칩을 수거할 수 있는 상기 집진부를 형성함으로써, 발생된 가공칩을 펄프용이나 펠릴 등과 같은 바이오 연료용을 사용할 수 있다.
상기 지지프레임(120)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 2개가 상호 이격 배치되고, 상호 마주보는 일면에 상하방향으로 길게 레일(R1)이 형성된다.
상기 무빙프레임(200)은 일면에 피가공물(101)이 장착되고, 상기 메인프레임(100)에 상기 레일(R1)을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 장착된다.
이러한 상기 무빙프레임(200)은 수직프레임(210)과 회전프레임(220)으로 이루어진다.
상기 수직프레임(210)은 상기 구동부(300)에 의해 상기 레일(R1)을 따라 상하 이동한다.
구체적으로 상기 수직프레임(210)은 직육면체 형상으로 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 지지프레임(120)과 접하는 양 측면에 상기 레일(R1)을 따라 이동하는 가이드부재(G1)가 장착된다.
상기 가이드부재(G1)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 수직프레임(210)의 양 측면에 다수개가 장착된다.
그리고 상기 수직프레임(210)의 일면 즉, 상기 회전프레임(220)이 결합되는 정면에는 상기 회전프레임(220)의 타면이 안착되는 안착홈(211)이 형성된다.
상기 안착홈(211)은 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 수직프레임(210)의 정면에서 후방으로 함몰되고 상하로 길게 형성된다.
상기와 같은 안착홈(211)에 상기 회전프레임(220)이 안착되어 상기 회전프레임(220)의 회전이 저지된다.
그리고 상기 수직프레임(210)에는 후술할 샤프트(214)가 결합되는 결합공(212)이 형성된다.
도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 결합공(212)은 원형으로 형성되고 전후 방향으로 관통된다.
또한, 상기 수직프레임(210)에는 상기 샤프트(214)를 상기 회전프레임(220) 방향으로 전후진 시키는 수평실린더(213)가 장착된다.
구체적으로 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 수평실린더(213)는 일단이 상기 수직프레임(210)에 장착되고, 타단이 상기 샤프트(214)에 장착된다.
상기 수평실린더(213)는 유압에 의해 상기 샤프트(214)를 전후진 시킨다.
상기 샤프트(214)는 상기 회전프레임(220)을 상기 수직프레임(210)에 회전 가능하게 결합시킨다.
이러한 상기 샤프트(214)는 도 9에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 형성되어 일단이 상기 회전프레임(220)에 결합되고, 타단이 상기 결합공(212)에 관통되게 삽입된다.
그리고 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(214)의 외주면에는 걸림턱(215)이 돌출 형성되어 상기 회전프레임(220)이 상기 샤프트(214)의 일단 즉, 전단에서 전후 방향으로 고정된다.
전술한 바와 같이 상기 수평실린더(213)의 일단은 상기 수직프레임(210)에 장착되고, 타단은 상기 샤프트(214)의 타단에 결합되어 상기 수평실린더(213)에 의해 상기 샤프트(214)를 상기 회전프레임(220) 방향으로 전후진 시킨다.
이에 따라 상기 샤프트(214)의 후진시 상기 회전프레임(220)의 타면이 상기 안착홈에 안착된다.
상기 회전프레임(220)은 직육면체 형상으로 형성되고 전술한 바와 같이 상기 안착홈(211)에 안착된다.
그리고 상기 회전프레임(220)에는 전후 방향으로 관통되는 회전공(221)이 형성된다.
상기 회전공(221)은 도 7에 도시된 바와 같이 원형으로 형성되고, 상기 샤프트(214)의 전단이 삽입된다.
이에 따라 전술한 바와 같이 상기 회전프레임(220)은 상기 샤프트(214)의 전단과 상기 걸림턱(215) 사이에 배치되어 상기 샤프트(214)와 함께 전후 방향으로 이동하게 된다.
또한, 상기 회전프레임(220)은 상기 샤프트(214)의 전단에 회전 가능하게 결합되어 상기 수직프레임(210)에 대해 회전하게 된다.
경우에 따라 모터를 추가로 구비하여 상기 회전프레임(220)을 자동으로 회전시킬 수도 있다.
이 경우 후술할 상기 제어부(미도시)에 의해 상기 모터가 작동된다.
그리고 상기 회전프레임(220)의 상하 양단에는 상기 피가공물(101)을 고정하는 고정판(222(a),222(b))이 각각 형성된다.
상기 고정판(222(a),222(b))은 도 8에 도시된 바와 같이 사각판 형상으로 형성되고 내부에 관통공(223)이 형성된다.
상기 관통공(223)은 원형으로 관통되게 형성되어 상기 비트(420)가 삽입된다.
그리고 상호 마주보는 상기 고정판(222(a),222(b))의 일면에는 다수개의 고정돌기(224)가 돌출 형성된다.
상기 고정돌기(224)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 고정판(222(a),222(b))에서 상기 관통공(223)의 주위에 원형으로 배치된다.
또한, 상기 고정돌기(224)는 상기 고정판(222(a),222(b))의 중심으로부터의 거리가 상호 다르게 배치된다.
이와 같이 상기 고정판(222(a),222(b))에 상기 고정돌기(224)가 돌출 형성됨으로써, 상기 피가공물(101)을 더욱 강하게 고정할 수 있고, 상기 고정돌기(224)는 상기 고정판(222(a),222(b))의 중심으로부터의 거리가 상호 다르게 배치됨으로써, 크기가 다양한 상기 피가공물(101)을 상기 회전프레임(220)에 쉽게 고정시킬 수 있다.
이러한 상기 고정판(222(a),222(b))은 제1고정판(222(a))과 제2고정판(222(b))으로 이루어진다.
도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1고정판(222(a))은 상기 회전프레임(220)의 상단에 배치되고, 양측에 가이드부재(G2)가 장착된다.
그리고 상기 회전프레임(220)에서 상기 제1고정판(222(a))의 양측에는 가이드판(225)이 형성된다.
상기 가이드판(225)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 사각판 형상으로 형성되어 상기 회전프레임(220)의 정면에 수직으로 형성된다.
그리고 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상호 마주보는 상기 가이드판(225)의 일면에는 상하 방향으로 레일(R2)이 형성된다.
상기 레일(R2)을 따라 상기 가이드부재(G2)가 장착된 상기 제1고정판(222(a))이 이동하게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드판(225)에는 상기 회전프레임(220)의 길이방향으로 가이드홈(226)이 형성된다.
그리고 상기 제1고정판(222(a))의 양측에 형성된 상기 가이드판(225)에는 각각 압축실린더(227)가 장착된다.
상기 압축실린더(227)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1고정판(222(a))을 상기 회전프레임(220)의 길이방향 즉, 상기 제1고정판(222(a))의 반대편에 배치된 상기 제2고정판(222(b)) 방향으로 이동시켜 상기 피가공물(101)을 고정시킨다.
구체적으로 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 압축실린더(227)는 일단이 상기 가이드홈(226)을 관통하여 상기 제1고정판(222(a))에 장착되고, 타단이 상기 가이드판(225)에 장착된다.
상기 압축실린더(227)는 유압에 의해 상기 제1고정판(222(a))이 상기 가이드홈(226)을 따라 이동하도록 한다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 가이드부(G2)가 상기 레일(R2)을 따라 이동하게 된다.
상기 제2고정판(222(b))은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 회전프레임(220)의 하단 즉, 상기 제1고정판(222(a))이 배치된 반대편에 배치된다.
그리고 상기 제2고정판(222(b))은 상기 제1고정판(222(a))과 그 형상이 같고, 상호 마주보도록 배치된다.
한편, 상기 제2고정판(222(b))은 상기 제1고정판(222(a))과 달리 상기 회전프레임(220)에 고정 장착되어 상기 제1고정판(222(a))에 의해 압축되는 상기 피가공물(101)을 지지하여 고정시킨다.
상기 구동부(300)는 상기 무빙프레임(200) 즉, 상기 수직프레임(210)을 상하방향으로 이동시킨다.
이러한 상기 구동부(300)는 도 5 또는 도 9에 도시된 바와 같이 구동모터(310)와 이송스크류(320)로 이루어진다.
상기 구동모터(310)는 상기 베이스(110)의 상면에서 상기 지지프레임(120)의 사이에 배치된다.
상기 이송스크류(320)는 상기 지지프레임(120) 사이에 배치되어 하단이 상기 구동모터(310)에 연결되고 상단이 상기 수직프레임(210)에 연결된다.
이에 따라 상기 이송스크류(320) 상기 구동모터(310)에 의해 회전하며 상기 수직프레임(210)을 상하로 이동시킨다.
상기 천공부(400)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 구동부(300)의 전방에 배치되고, 하부가 상기 메인프레임(100)의 하부 즉, 상기 베이스(110)에 수직으로 고정 장착된다.
이러한 상기 천공부(400)는 하우징(410), 비트(420) 및 가공모터(미도시)로 이루어진다.
상기 하우징(410)은 원통 형상으로 형성되고, 상부에 비트(420)가 회전되게 장착되어 상기 무빙프레임(200)의 하부에 배치된다.
또한, 상기 하우징(410)에는 공압통로(미도시)가 형성된다.
상기 공압통로의 일단은 상기 에어펌프(미도시)에 연결되고 타단은 상기 비트(420)의 상단으로 연결된다.
상기 비트(420)는 상기 하우징(410)의 상부에 회전되게 장착된다.
그리고 상기 비트(420)는 상기 하우징(410)에 탈착 가능하게 장착되어 교체가 가능하다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 비트(420)는 양측으로 돌출 형성되어 상단에 가공날(422)이 장착된다.
상기 가공날(422)은 도 11(b)에 도시된 바와 같이 사이사이가 이격되게 형성되어 상기 피가공물(101)의 가공시 발생하는 가공칩의 배출을 원활히 하고 상기 가공날(422)을 냉각시키는 효과가 있다.
그리고 상기 비트(420)의 상단에서 상기 가공날(422)의 사이에는 상기 공압통로와 연통되는 분사공(421)이 형성된다.
경우에 따라 상기 비트(420)의 상단에 드릴을 장착하여 가공을 용이하게 할 수도 있다.
상기 가공모터(미도시)는 상기 비트(420)를 회전시킨다.
이에 따라 상기 무빙프레임(200) 즉, 상기 수직프레임(210)의 하강시 상기 가공모터에 의해 회전하는 상기 비트(420)가 상기 관통공(223)을 관통하여 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 가공하게 된다.
상기 에어펌프(미도시)는 전술한 바와 같이 상기 공압통로에 연결되어 압축공기를 상기 공압통로를 통해 상기 비트(420)의 상단 즉, 상기 분사공(421)으로 분사한다.
이와 같이 상기 비트(420)의 상단으로 압축공기를 분사함으로써, 상기 피가공물(101)의 가공시 발생하는 가공칩의 배출이 용이하고, 상기 비트(420)를 냉각시키는 효과가 있다.
상기 제어부(미도시)는 상기 수평실린더(213) 및 압축실린더(227)를 작동시키는 유압을 제어하여 상기 회전프레임(220)을 전후진 시키고 상기 제1고정판(222(a))을 작동시킨다.
또한, 상기 메인프레임(100)의 하부 즉, 상기 베이스(110)의 상부에는 리미트스위치(미도시)가 장착되고, 상기 수직프레임(210)이 하강하여 상기 리미트스위치를 누르면 상기 제어부에 의해 상기 구동부(300)를 작동시켜 상기 수직프레임(210)을 상방향으로 이동시킨다.
구체적으로 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 가공시, 상기 수직프레임(210)은 하강하게 되고, 하강하는 상기 수직프레임(210)이 상기 리미트스위치를 누르게 되면 상기 제어부가 상기 구동부(300)를 반대 방향으로 작동시켜 상기 구동부(300)에 의해 상기 수직프레임(210)은 반대방향 즉, 상방향으로 이동하게 된다.
또한, 상기 제어부는 상기 피가공물(101)에 중공 가공시 상기 비트(420)에 과부하가 걸릴시 상기 구동모터를 제어하여 시스템을 안정화 시킨다.
상술한 바와 같이 목재 등의 피가공물(101)이 장착된 상기 무빙프레임(200)이 상하방향으로 이동하며 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 가공함으로써, 중공 가공시 발생하는 가공칩이 자연스럽게 하부로 배출되어 상기 피가공물(101)의 가공이 용이하다.
이하, 상술한 구성에 따른 중공 가공 장치의 작동방법에 대해 알아본다.
도 12는 도 2에서 무빙프레임이 하강한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 13(a)는 도 4에서 회전프레임이 전진한 상태를 나타낸 측면도이며, 도 13(b)는 도 4에서 회전프레임이 전지한 상태를 나타낸 평면도이고, 도 14는 도 2에서 회전프레임이 회전한 상태를 나타낸 정면도이며, 도 15는 도 14에서 회전프레임이 더 회전한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 16(a)는 본 발명의 실시예에 따른 중공 가공 장치에 피가공물이 장착된 상태를 나타낸 도면이며, 도 16(b)는 도 16(a)에서 무빙프레임이 하강하여 피가공물을 가공하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 16(c)는 도 16(b)에서 무빙프레임이 상승한 상태를 나타낸 도면이며, 도 16(d)는 도 16(c)에서 회전프레임이 회전한 상태를 나타낸 도면이고, 도 16(e)는 도 16(d)에서 회전프레임이 더 회전하여 회전프레임의 상단과 하단이 바뀐 상태를 나타낸 도면이며, 도 16(f)는 도 16(e)에서 무빙프레임이 하강하여 피가공물을 가공하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 16은 상기 피가공물(101)이 장착된 중공 가공 장치를 간략히 표현하여 나타내었다.
도 16(a)에 도시된 바와 같이, 상기 무빙프레임(200) 즉, 상기 회전프레임(220)에 목재 등의 상기 피가공물(101)을 장착한다.
상기 피가공물(101)을 장착할 때는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 회전프레임(220)을 전진시켜 상기 피가공물(101)을 상기 회전프레임(220)에 장착한다.
상기 피가공물(101)을 상기 회전프레임(220)에 장착한 후, 상기 압축실린더(227)를 작동시켜 상기 제1고정판(222(a))이 상기 피가공물(101)을 하방향으로 눌러 고정시킨다.
또는, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 회전프레임(220)이 전진한 상태에서 상기 회전프레임(220)을 회전시켜 지면에 수평하게 배치한 후, 상기 피가공물(101)을 장착할 수도 있다.
상기 회전프레임(220)에 상기 피가공물(101)을 장착시킨 후, 상하 수직으로 배치된 상기 회전프레임(220)을 상기 수평실린더(213)를 작동시켜 후진시킨다.
상기 회전프레임(220)이 후진하면 전술한 바와 같이 상기 안착홈(211)에 삽입되어 회전하지 못한다.
상기 회전프레임(220)이 상기 안착홈(211)에 안착된 상태에서, 도 16(b)에 도시된 바와 같이 상기 구동부(300)를 작동시켜 상기 무빙프레임(200)을 하강시킨다.
도 16(b)는 상기 피가공물(101)이 가공되는 상태를 보여주기 위해 상기 피가공물(101)의 하단 일부를 절개하여 나타내었다.
이때, 상기 비트(420)는 상기 가공모터에 의해 회전하고, 상기 수직프레임(210)이 하강함에 따라 상기 제2고정판(222(b))에 형성된 상기 관통공(223)을 관통하여 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 가공한다.
구체적으로 상기 비트(420)가 회전하며 상기 피가공물(101)의 하단에서부터 중공 형상을 가공하고 동시에 상기 비트(420)의 상단에서는 상기 에어펌프에 의해 상기 공압통로를 통해 압축공기를 분사한다.
이와 같이 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 상하 수직으로 가공함으로써, 중공 가공시 발생하는 가공칩이 자연스럽게 하부로 배출된다.
더욱이 중공 가공시 상기 비트(420)의 상단에서 압축공기를 분사함으로써, 가공칩의 배출 속도를 증가시켜 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 가공하기 용이하다.
상기 수직프레임(210)이 하강하며 상기 피가공물(101)의 일단에서 일정 길이(통상적으로 상기 피가공물(101)의 길이의 절반)만큼 중공 형상을 가공하면 상기 리미트스위치를 누르게 된다.
이에 따라 도 16(c)에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는 상기 구동부(300)의 회전방향을 바꿔 상기 구동부(300)에 의해 상기 무빙프레임(200)이 상승하게 된다.
상기 수직프레임(210)이 상승하여 상기 천공부(400)의 상부에 배치되면 전술한 바와 같은 방법으로 상기 회전프레임(220)을 회전시켜 상기 안착홈(211)에서 이탈시킨 후 회전시킨다.
이후, 도 16(d) 및 도 16(e)에 도시된 바와 같이, 상기 회전프레임(220)을 회전시켜 상기 회전프레임(220)의 상단과 하단의 위치를 변경한다.
즉, 상기 제1고정판(222(a))이 하부에 배치되고 상기 제2고정판(222(b))이 상부에 배치되게 된다.
상기와 같은 상태에서 상기 회전프레임(220)을 후진시켜 도 16(f)에 도시된 바와 같이 상기 피가공물(101)에 중공 형상의 가공을 반복한다.
도 16(f)는 도 16(b)와 같이 상기 피가공물(101)이 가공되는 상태를 보여주기 위해 상기 피가공물(101)의 하단 일부를 절개하여 나타내었다.
구체적으로 하부에 배치된 상기 피가공물(101)의 타단에서 중공 형상을 가공하여 이전에 상기 피가공물(101)의 일단에서 형성된 중공 형상과 연통시킨다.
이와 같이 상기 피가공물(101)에 길이 방향으로 관통되는 중공 형상이 형성되면 도 16(c)와 같이 상기 무빙프레임(200)을 상승시킨다.
그리고 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 가공할 때는 1차로 직경이 작은 비트를 이용하여 상기 피가공물(101)에 중공 형상을 형성한 뒤, 2차 가공에서 1차 가공에 사용된 비트보다 큰 비트로 교체하여 더 큰 중공 형상을 가공한다.
이와 같이 2차 가공을 통해 더 큰 중공 형상을 효율적으로 가공할 수 있다.
또한, 상기 피가공물(101)의 양단에 중공 형상을 가공함으로써, 길이가 긴 피가공물(101)도 쉽고 빠르게 중공 형상을 가공할 수 있다.
본 발명인 중공 가공 장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 : 메인프레임, 101 : 피가공물, 110 : 베이스, 120 : 지지프레임, 200 : 무빙프레임, 210 : 수직프레임, 211 : 안착홈, 212 : 결합공, 213 : 수평실린더, 214 : 샤프트, 215 : 걸림턱, 220 : 회전프레임, 221 : 회전공, 222(a) : 제1고정판, 222(b) : 제2고정판, 223 : 관통공, 224 : 고정돌기, 225 : 가이드판, 226 : 가이드홈, 227 : 압축실린더, 300 : 구동부, 310 : 구동모터, 320 : 이송스크류, 400 : 천공부, 410 : 하우징, 420 : 비트, 421 : 분사공, 422 : 가공날,

Claims (7)

  1. 상하방향으로 레일이 형성된 메인프레임과;
    일면에 피가공물이 장착되고, 상기 메인프레임에 상기 레일을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 장착되는 무빙프레임과;
    상기 무빙프레임을 상하방향으로 이동시키는 구동부와;
    하부가 상기 메인프레임의 하부에 수직으로 고정 장착되고, 상부에 비트가 회전되게 장착되어 상기 무빙프레임의 하부에 배치되는 천공부로 이루어지되,
    상기 무빙프레임의 하강시 상기 천공부에 의해 상기 피가공물에 중공 형상을 가공하는 것을 특징으로 하는 중공 가공 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무빙프레임은,
    상기 구동부에 의해 상기 레일을 따라 상하 이동하는 수직프레임과;
    일면에 상기 피가공물이 장착되고, 샤프트에 의해 상기 수직프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중공 가공 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수직프레임에는,
    상기 샤프트를 상기 회전프레임 방향으로 전후진 시키는 수평실린더가 장착되고,
    상기 샤프트가 결합되는 결합공이 형성되며,
    상기 샤프트는 일단이 상기 회전프레임에 결합되고, 타단이 상기 결합공을 관통하여 삽입되며,
    상기 수평실린더는 일단이 상기 수직프레임에 장착되고, 타단이 상기 샤프트의 타단에 장착되는 것을 특징으로 하는 중공 가공 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 회전프레임의 양단에는 상기 피가공물을 고정하는 고정판이 각각 결합되고,
    상호 마주보는 상기 고정판의 일면에는 다수개의 고정돌기가 돌출 형성되되,
    상기 고정판에는 상기 비트가 삽입되는 관통공이 형성되고,
    상기 고정돌기는 상기 고정판에서 상기 관통공의 주위에 원형으로 배치되며, 상기 고정판의 중심으로부터의 거리가 상호 다르게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 중공 가공 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회전프레임에는 상기 고정판을 상기 회전프레임의 길이방향으로 이동시키는 압축실린더가 장착되는 것을 특징으로 하는 중공 가공 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 천공부에 연결되는 에어펌프를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 천공부에는 공압통로가 형성되고,
    상기 에어펌프는 압축공기를 상기 공압통로를 통해 상기 비트의 상단으로 분사시키는 것을 특징으로 하는 중공 가공 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 수직프레임의 일면에는 상기 샤프트의 후진시 상기 회전프레임의 타면이 안착되는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 중공 가공 장치.









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