KR20130004764A - 시험편 절단 장치 - Google Patents

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Abstract

냉연재에서 원하는 크기의 시험편을 절단하는 작업을 보다 편리하고 간단하게 수행할 수 있고, 시험편을 보다 정밀하게 절단할 수 있도록, 베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 설치되고 상부에 놓여지는 냉연재를 이동시키기 위한 이송부, 상기 베이스프레임의 이송부 상부에 위치하여 냉연재에서 시험편을 절단하기 위한 레이저절단기, 상기 레이저절단기를 시험편의 형태에 따라 이동시키기 위한 이동부를 포함하는 시험편 절단 장치를 제공한다.

Description

시험편 절단 장치{DEVICE FOR CUTTING TEST PIECE}
본 발명은 냉연재에 대한 각종 규격 시험편 제작을 위한 시험편 절단장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 레이저를 이용하여 시험편을 절단할 수 있도록 된 시험편 절단 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 철강 제조 공정에서 냉간 압연 공정을 통해 생산된 제품은 시험편을 통해 필요한 시험을 실시하여 품질을 측정하게 된다. 특히 미국(ASTM) 유럽(DIN) 일본(JIS)에서는 각 국의 규정에 따른 냉연재의 품질 허용치를 정하여 이를 통과하도록 하고 있다.
이에 각종 냉연재의 정확한 품질 측정을 위해 시험편을 각종 규격에 맞춰 절단 가공하게 된다. 절단 가공된 시험편은 분석실에서 분석을 수행하게 된다. 이와같은 시험편의 정확한 분석은 요구되는 품질의 제품 생산을 위해 매우 중요한 작업이다.
상기한 분석작업은 분석대상 냉연재를 정해진 크기의 시험편으로 제작한 후에 이를 소정의 처리과정을 거쳐 검사 분석하는 과정을 통해 이루어진다.
여기서 종래에는 이러한 시험에 사용되는 시험편이 작업자에 의한 수작업을 통해 일정 크기로 제작되었다. 즉, 냉간 압연된 냉연재에서 원하는 크기로 시편을 절단하게 되며, 시편 절단 작업은 가스절단기 또는 블레이드를 이용하여 작업자가 일일이 설정된 크기와 형태로 절단하게 된다.
그러나, 상기한 종래의 구조는 작업자의 숙련도에 따라 시험편의 품질 편차가 크고, 작업이 수작업에 의해 이루어짐에 따라 힘들고 불편한 문제가 있다.
또한, 정확한 크기의 시험편을 확보하기 어려워 절단된 시험편을 별도의 가공기를 이용하여 보다 정밀하게 가공하는 작업이 뒤따라야 하므로 공정이 복잡하고 작업능율이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 냉연재에서 원하는 크기의 시험편을 절단하는 작업을 보다 편리하고 간단하게 수행할 수 있도록 된 시험편 절단 장치를 제공한다.
또한, 시험편을 보다 정밀하게 절단할 수 있도록 된 시험편 절단 장치를 제공한다.
이를 위해 본 장치는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 설치되고 상부에 놓여지는 냉연재를 이동시키기 위한 이송부, 상기 베이스프레임의 이송부 상부에 위치하여 냉연재에서 시험편을 절단하기 위한 레이저절단기, 상기 레이저절단기를 시험편의 형태에 따라 이동시키기 위한 이동부를 포함할 수 있다.
상기 이송부 전방에 위치하여 냉연재 이송시 냉연재에서 분리되어 낙하되는 시험편이 수거되는 수거함을 더 포함할 수 있다.
상기 이송부는 베이스프레임에 설치되는 구동스프로켓휠과, 구동스프로켓휠에 연결되는 구동모터, 구동스프로켓휠과 이격 배치되는 피동스프로켓휠, 구동스프로켓휠과 피동스프로켓휠을 연결하는 체인, 상기 체인을 따라 간격을 두고 설치되고 체인에 폭방향으로 연장되며 상단은 냉연재와 접하는 복수개의 그리드판을 포함할 수 있다.
상기 그리드판은 냉연재와 접하는 상단이 톱니 형태로 되어, 냉연재와 점접촉되는 구조일 수 있다.
상기 그리드판은 상단에 길이방향을 따라 요부와 철부가 연속적으로 형성되고, 상기 철부는 선단이 뾰족한 구조일 수 있다.
상기 이동부는 베이스프레임 상단에 길이방향으로 설치되는 x축 레일과, x축 레일을 따라 이동되는 대차, 상기 대차에 설치되고 베이스프레임의 폭방향으로 연장되는 y축 레일, y축 레일을 따라 이동되고 상기 레이저절단기가 설치되는 이동부재를 포함할 수 있다.
상기 체인은 그리드판의 선단 양면을 지지하는 지지부재가 설치되고, 상기 지지부재와 상기 그리드판에는 볼트 체결홀이 형성되어, 상기 그리드판은 상기 볼트체결홀에 체결되는 볼트를 매개로 체인에 고정되는 구조일 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 장치에 의하면, 레이저를 이용하여 보다 정밀하게 시험편을 절단할 수 있게 된다.
또한, 시험편을 별도로 가공할 필요가 없어, 작업 부하를 줄이고 작업 능율을 높일 수 있게 된다.
또한, 작업자의 숙련도에 따른 시험편의 품질 편차를 최소화하여 균일한 품질의 시험편을 제조할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 시험편 절단 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 시험편 절단 장치의 구성을 도시한 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 시험편 절단 장치의 일부 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 시험편 절단 장치에 시험편 절단용 냉연재가 놓여진 상태를 도시한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다.
도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 시험편 절단 장치를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 장치는 베이스프레임(10)과, 상기 베이스프레임(10)에 설치되고 상부에 놓여지는 냉연재(P)를 이동시키기 위한 이송부(20), 상기 베이스프레임(10)의 이송부(20) 상부에 위치하여 냉연재(P)에서 시험편을 절단하기 위한 레이저절단기(40), 상기 레이저절단기(40)를 시험편의 형태에 따라 이동시키기 위한 이동부(50)를 포함한다.
상기 베이스프레임(10)의 전방에는 이송부(20)의 선단 하부에 위치하여 작업완료된 냉연재(P)를 이송시 냉연재(P)에서 분리되어 낙하되는 시험편이 수거되는 수거함(12)이 설치된다.
여기서 상기 베이스프레임(10)의 전면에는 도어(14)가 더 설치될 수 있다. 상기 도어는 베이스프레임 전면을 따라 상하로 슬라이딩되는 구조로, 상승시 개방되어 냉연재(P)를 베이스프레임(10) 내부로 장입하고 작업시 하강되어 내부를 차단할 수 있다. 이에 레이저 절단 작업시 발생되는 가스가 베이스프레임(10)의 개방된 전면을 통해 외부로 비산되는 것을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 레이저 잘단 작업시 발생되는 가스를 처리하기 위하여, 상기 베이스프레임(10)의 이송부(20) 하부에는 냉연재(P) 절단시 발생되는 가스가 포집되는 흡입덕트(16)가 설치된다. 상기 흡입덕트(16)는 대략 냉연재(P)가 놓여지는 위치와 대응되는 위치에 배치되며 가스를 흡입할 수 있는 충분한 크기로 형성된다. 상기 흡입덕트(16)는 흡입관로(18)를 매개로 가스처리설비(도시되지 않음)와 연결된다. 이에 흡입덕트(16)를 통해 흡입된 가스는 흡입관로(18)를 따라 가스처리설비로 이송되어 재처리된다. 본 실시예에서 상기 흡입덕트(16)는 이송부(20) 하부에 위치하나, 이에 한정되지 않으며 가스 흡입 가능한 위치면 어느 위치나 설치 가능하다.
상기 베이스프레임(10)은 이송부(20)와 레이저절단기(40) 및 이동부(50)를 지지하는 프레임 구조물로 설비 본체를 이룬다. 베이스프레임(10)의 상부에는 수평방향으로 이송부(20)가 설치된다. 이에 상기 이송부(20)는 이송부(20)에 놓여진 냉연재(P)를 베이스프레임(10) 내측으로 수평 이동하며 작업 완료된 냉연재(P)를 다시 베이스프레임(10) 전면으로 이송하여 절단된 시험편을 수거함(12)으로 배출시키게 된다.
상기 레이저절단기(40)는 이송부(20)에 놓여진 냉연재(P)에 대해 수직으로 배치되어 고출력 레이저를 이용하여 냉연재(P)를 절단하기 위한 장치로, 이에 대해서는 이미 많은 기술이 개시되어 있으므로 이하 상세한 설명은 생략한다.
상기 이동부(50)는 베이스프레임(10) 상단에 길이방향으로 설치되는 x축 레일(52)과, 상기 x축 레일을 따라 이동되는 대차(54), 상기 대차에 설치되고 베이스프레임(10)의 폭방향으로 연장되는 y축 레일(56), y축 레일을 따라 이동되고 상기 레이저절단기(40)가 설치되는 이동부재(58)를 포함할 수 있다.
상기 x축 레일(52)은 두 개가 한쌍을 이루어 베이스프레임(10) 양 측에 각각 설치된다. 상기 y축 레일(56)은 x축 레일(52) 사이에 직각으로 배치된다. 이에 상기 이동부(50)는 x축 레일(52)을 따라 대차(54)를 이동시키고, 대차(54)에 설치된 y축 레일(56)을 따라 이동부재(58)를 이동시킴으로써, 최종적으로 이동부재(58)에 설치된 레이저절단기(40)를 원하는 위치로 평면이동시킬 수 있게 된다. 따라서 레이저절단기(40)는 이송부(20)에 수평으로 놓여진 냉연재(P)의 x,y 평면에 대해 자유롭게 움직여 시험편의 형태로 냉연재(P)를 절단할 수 있게 된다.
상기 x축 레일에 대한 대차의 이동과 y축 레일에 대한 이동부재의 이동은, 예를 들어, 이동량을 정밀하게 제어할 수 있도록 리니어모터에 의해 구동되는 구조일 수 있다. 이에 시험편을 보다 정밀한 치수로 절단 가공할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서 상기 이송부(20)는 시험편 절단을 위한 냉연재(P)를 작업위치로 전진 이동시키고 작업 완료 후에는 다시 후진이동시키게 된다.
이를 위해 상기 이송부(20)는 상기 베이스프레임(10)에 설치되는 구동스프로켓휠(22)과, 상기 구동스프로켓휠(22)에 연결되는 구동모터(24), 상기 구동스프로켓휠(22)과 이격 배치되는 피동스프로켓휠(26), 구동스프로켓휠(22)과 피동스프로켓휠(26)을 연결하는 체인(28), 상기 체인(28)을 따라 간격을 두고 설치되고 체인(28)에 폭방향으로 연장되며 상단은 냉연재(P)가 놓여지는 복수개의 그리드판(30)을 포함한다.
상기 구동스프로켓휠(22)은 두 개가 한 쌍을 이루어 베이스프레임(10)의 폭방향 양측에 배치되고 서로 회전축으로 연결된다. 상기 피동스프로켓휠(26) 역시 두 개가 한 쌍을 이루어 베이스프레임(10)의 폭방향 양측에 배치되고 서로 회전축으로 연결된다.
그리고 베이스프레임(10) 양측에서 각각의 구동스프로켓휠(22)과 피동스프로켓휠(26) 사이에 체인(28)이 연결되어 회전된다.
상기 베이스프레임(10) 양측에서 구동스프로켓휠(22)과 피동스프로켓휠(26) 사이에 설치된 두 개의 체인(28)은 그리드판(30)을 매개로 연결된다. 상기 그리드판(30)은 체인의 회전방향에 폭방향으로 배치되어 양 선단이 각각 체인에 설치된다. 상기 구동모터(24)는 구동스프로켓휠(22)에 직접 또는 회전량 조절을 위한 별도의 기어박스를 매개로 연결되어 구동스프로켓휠(22)을 구동하게 된다.
이에 상기 구동스프로켓휠(22)이 회전되면 체인(28)이 움직이면서 체인(28) 사이에 연결된 그리드판(30)이 전후로 이동하게 된다. 따라서 그리드판(30) 상에 놓여진 냉연재(P)를 원하는 위치로 이동시키게 된다.
여기서 상기 그리드판(30)은 체인(28)에 수직방향으로 설치되는 띠형태의 구조물로, 체인(28) 상부로 돌출되어 실질적으로 냉연재(P)와 접하게 된다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 그리드판(30)은 상단에 길이방향을 따라 요부(32)와 철부(34)가 연속적으로 형성되고, 상기 철부(34)는 선단이 뾰족한 구조로 되어 있다. 이와 같이, 상기 그리드판(30)은 냉연재(P)와 접하는 상단이 톱니 형태로 되어, 냉연재(P)와 점접촉되는 구조로 되어 있다.
이에 상기 그리드판(30) 상에 냉연재(P)가 놓여지면 도 4에 도시된 바와 같이, 그리드판(30)의 상단의 철부(34) 선단만이 냉연재(P) 하단과 접하게 된다. 따라서 레이저절단기(40)에서 출력되는 레이저가 냉연재(P)를 받쳐 지지하는 그리드판(30)과 간섭되는 것을 최소화하여 그리드판(30)의 손상을 방지할 수 있게 된다.
상기 그리드판(30)은 체인(28)을 따라 간격을 두고 배치되는 데, 상기 그리드판(30)의 설치 간격은 냉연재(P)와 냉연재(P)에서 절단되는 시험편이 밑으로 빠지지 않는 정도면 충분하며 특별히 한정되지 않는다.
한편, 상기 그리드판(30)은 체인(28)에 분리가능하게 체결되는 구조로 되어 있다. 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 체인(28)에는 그리드판(30)의 선단 양면을 지지하는 지지부재(36)가 설치되며, 상기 지지부재(36)와 상기 그리드판(30)에는 볼트 체결홀(38)이 형성된다. 이에 상기 그리드판(30)은 두 지지부재(36) 사이에 끼워져 볼트체결홀(38)을 관통하여 체결되는 볼트(39)를 매개로 체인(28)에 고정된다.
따라서 상기 그리드판(30) 손상시 해당 그리드판(30)만을 체인(28)에서 용이하게 교체할 수 있게 된다.
이하, 본 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
작업자가 냉연재(P)를 베이스프레임(10) 전면을 통해 이송부(20) 상에 올려놓고, 이송부(20)를 구동하게 되면 냉연재(P)가 이송부(20)의 체인(28)에 설치된 그리드판(30)의 이동에 따라 베이스프레임(10) 내부로 이동된다.
이에 냉연재(P)는 베이스프레임(10) 내부에서 그리드판(30) 상에 올려져 있는 상태가 된다.
상기 그리드판(30)은 상단이 톱니형태로 형성되어 있어서 냉연재(P)를 최소한으로 접촉하면서 냉연재(P)를 받쳐 지지하게 된다.
이 상태에서 작업자가 원하는 형태나 크기의 시험편으로 레이저절단기(40)를 조작하게 되면 레이저절단기(40)가 대차(54)와 이동부재(58)의 움직임을 따라 평면상을 이동하면서 냉연재(P)에 레이저를 조사하게 된다. 따라서 레이저절단기(40)의 움직임에 따라 레이저에 의해 냉연재(P)가 절단되어 시험편이 제조된다.
냉연재(P)에서 시험편이 절단되면 이송부(20)가 구동되어 냉연재(P)를 역방향으로 진행시키게 된다. 이에 베이스프레임(10) 전방쪽으로 냉연재(P)가 이동되어 나오게 되고, 냉연재(P)에서 절단된 시험편 역시 냉연재(P)와 같이 이동되어 나오게 된다.
상기 시험편은 냉연재(P)에서 분리되어 있기 때문에, 시험편이 이송부(20) 앞쪽에 도달하게 되면 냉연재(P)에서 분리되어 아래로 낙하게 된다. 낙하된 시험편은 이송부(20) 앞쪽에 놓여진 수거함(12)으로 떨어져 모아진다. 작업자는 베이스프레임(10) 내부에서 앞쪽으로 이송되는 냉연재(P)를 용이하게 배출 처리할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
10 : 베이스프레임 12 : 수거함
20 : 이송부 22 : 구동스프로켓휠
24 : 구동모터 26 : 피동스프로켓휠
28 : 체인 30 : 그리드판
32 : 요부 34 : 철부
36 : 지지부재 38 : 볼트체결홀
39 : 볼트 40 : 레이저절단기
50 : 이동부 52 : x축 레일
54 : 대차 56 : y축 레일
58 : 이동부재

Claims (5)

  1. 베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 설치되고 상부에 놓여지는 냉연재를 이동시키기 위한 이송부, 상기 베이스프레임의 이송부 상부에 위치하여 냉연재에서 시험편을 절단하기 위한 레이저절단기, 상기 레이저절단기를 시험편의 형태에 따라 이동시키기 위한 이동부를 포함하는 시험편 절단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송부는 베이스프레임에 설치되는 구동스프로켓휠과, 상기 구동스프로켓휠에 연결되는 구동모터, 상기 구동스프로켓휠과 이격 배치되는 피동스프로켓휠, 상기 구동스프로켓휠과 피동스프로켓휠을 연결하는 체인, 상기 체인을 따라 간격을 두고 설치되고 체인에 폭방향으로 연장되며 상단은 냉연재와 접하는 복수개의 그리드판을 포함하는 시험편 절단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 그리드판은 냉연재와 접하는 상단이 톱니 형태로 되어, 냉연재와 점접촉되는 구조의 시험편 절단 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 그리드판은 상단에 길이방향을 따라 요부와 철부가 연속적으로 형성되고, 상기 철부는 선단이 뾰족한 구조인 시험편 절단 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 체인은 그리드판의 선단 양면을 지지하는 지지부재가 설치되고, 상기 지지부재와 상기 그리드판에는 대응되는 위치에 볼트 체결홀이 형성되어, 상기 그리드판은 상기 볼트체결홀에 체결되는 볼트를 매개로 체인에 고정되는 구조의 시험편 절단 장치.
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