KR20140111170A - 서포터 상하 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 서포터 상하 구동장치는, 상하로 이동 가능하게 설치되는 지지체와; 상기 지지체에 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 결합되며, 구동 엑츄에이터의 출력축의 회전 구동력을 전달받아 회전되는 일정 길이의 구동축과; 상기 구동축의 일단부와 상기 구동 엑츄에이터의 출력축에는 각각 유니버셜 조인트를 매개로 연결 설치되는 일정한 길이의 회전력 전달 봉부재를 포함하며, 상기 회전력 전달 봉부재는 제1 회전력 전달 봉부재와 제2 회전력 전달 봉부재로 이루어지되, 상기 제1 회전력 전달 봉부재와 상기 제2 회전력 전달 봉부재중 어느 하는 나머지의 내부에 길이 방향으로 슬라이드 삽입 및 인출 가능하게 결합됨과 아울러 상호 회전력 전달이 가능하도록 결합되어 상기 회전력 전달 봉부재의 길이가 가변될 수 있는 것을 특징으로 하며, 이러한 기술적 특징에 의해 구동모터의 구동력에 대한 서포터의 작동 응답성을 향상시킬 수 있다.

Description

서포터 상하 구동장치{Up down driving device for supporter}

본 발명은 서포터 상하 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동모터의 구동력에 대한 서포터의 작동 응답성을 향상시키도록 한 서포터 상하 구동장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 공작 기계에는 일정한 길이의 바아형 부재를 가공 처리하기 위하여 바아형 부재를 지지하기 위한 서포터가 구비되어 있다.

여기서, 바아형 부재는 횡단면보다 훨씬 더 긴 길이를 가지며 실질적으로 유연하지 않은 재료로 제조되는 긴 물건(긴 공작물)을 말한다. 이 바아형 부재는 임의의 방향으로 개방된 횡단면 또는 폐쇄된 횡단면을 가질 수 있고(예를 들면, "L"자형, "T"자형, 대략 "U"자형, "H"자형), 둥근(원형/타원형 포함) 및 직사각형/정사각형 횡단면을 가질 수 있다.

전술한 바아형 부재를 지지하기 위한 서포터는 공작 기계중 일례로 레이저 가공기에 적용되어 사용되고 있다.

일반적으로 레이저 가공기는 레이저 발진기로부터 발진되어 집광된 레이저 빔을 가공헤드에 설치된 노즐을 통해 자재를 향해 조사하여 절단 가공하는 장치로서, 일례로 평판 부재 가공을 위한 레이저 가공기와, 바아형 부재 전용 레이저 가공기가 있다. 평판 부재 가공을 위치한 레이저 가공기는 주로 평판 절단을 주목적으로 하고 있지만 부가적으로 파이프와 같은 바아형 부재를 가공할 수 있는 장치도 마련되어 있다.(참조 특허번호1 EP0548006A2, 참조 특허번호2 : KR10-2011-0116998A)

반면에, 바아형 부재 전용 레이저 가공기로는 대한민국 공개특허 제10-2010-0054781호(2010년 05월 25일 공개;참조 특허번호3)가 있다.

이하, 전술할 레이저 가공기중 상기 참조 특허번호3과 유사한 바아형 부재 전용 레이저 가공기를 일례로 들어 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

바아형 부재 전용 레이저 가공기는, 일정한 길이를 갖는 베드(30)와, 이 베드(30)의 프론트측(31)에 인접하여 위치된 가공헤드 서포터(40)에 설치되어 바아형 부재(20)를 향하여 레이저 발진기(미도시)로부터 전송된 레이저 빔을 포커싱하여 조사하는 가공헤드(51)를 구비하는 처리 디바이스(50)와, 베드(30)의 리어측(32)의 상면에 설치되어 바아형 부재(20)의 일단부(20a)를 클램핑한 상태로 바아형 부재(20)를 정(시계)/역(반시계)방향으로 회전시키거나 바아형 부재(20)의 길이 방향(+X,-X 좌표축)(또는 양방향 화살표 A방향)으로 이송하는 클램핑수단(65)을 구비하는 바아형 부재 이동 디바이스(60), 이 바아형 부재 이동 디바이스(60)와 마주하는 베드(30)의 프론트측(31)의 상면에 설치되어 바아형 부재 이동 디바이스(60)에 의해 이송되는 바아형 부재(20)의 타단부(20b)를 지지하면서 통과시키는 바아형 부재 안내 디바이스(70)로 이루어져 있다.

가공헤드(51)는 바아형 부재 안내 디바이스(70)를 통과하여 일정 길이 돌출되는 바아형 부재(20)를 가공 처리, 즉 절단 가공한다.

바아형 부재 이동 디바이스(60)는 베드(30)의 상면에 설치되되 모터 등의 구동원에 의해 베드(30)의 길이 방향("+X/-X"좌표축 방향)으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 바아형 부재 안내 디바이스(70)에 근접하거나, 바아형 부재 안내 디바이스(70)로부터 멀어지게 된다. 이 바아형 부재 이동 디바이스(60)에는 바아형 부재(20)의 일단부(20a)를 클램핑하는 다수의 죠(JAW)(64)를 포함하는 클램핑 수단(65)과, 이 클램핑 수단(65)의 죠(JAW)(64)를 회전시켜 클램핑된 바아형 부재를 정/역방향으로 회전시키는 회전수단(미도시)이 구비되어 있다. 이러한 구성을 갖는 바아형 부재 이동 디바이스(60)는 바아형 부재 가공용 레이저 가공기 분야에서 통상적으로 알려진 기술이어서 세부 구성 설명은 생략하기로 한다.

바아형 부재 안내 디바이스(70)는 바아형 부재 이동 디바이스(60)가 위치된 반대편에 해당되는 베드(30)의 프론트측(31) 상면에 설치되어 있는 것으로, 바아형 부재 통과부(76)가 형성되도록 배치된 다수의 로울러 타입의 죠(JAW)(74)를 포함하는 클램핑수단(75)과, 이 클램핑수단(75)의 죠(JAW)(74)를 회전시키는 회전수단(미도시)이 구비되어 있다.

여기서, 바아형 부재 이동 디바이스(60)의 회전수단과 바아형 부재 안내 디바바이스(70)의 회전수단은 각각 개별 구동 모터를 이용하는 것으로, 서로 동기화된 상태로 제어 구동되어 죠(64)(74)를 회전시킨다.

한편, 상기 바아형 부재 이동 디바이스 및 바아형 부재 안내 디바이스 각각의 클램핑수단에 의해 클램핑되어 있는 바아형 부재(20)는, 클램핑수단을 구성하는 죠(JAW)에 의해 형성되는 클램핑 센터와 바아형 부재(20)의 단면 센터가 동심이 되도록 클램핑되어 있다. 즉, 클램핑수단의 클램핑센터의 클램핑축선(CL1)과 바아형 부재(20)의 단면센터의 중심축선(CL2)이 일치하도록 클램핑되어 있다.

이렇게 하는 이유는 바아형 부재가 클램핑되어 있는 상태에서 클램핑수단의 클램핑축선(CL1)과 바아형 부재(20)의 중심축선(CL2)이 일치하지 않으면, 바아형 부재가 편심된 상태로 회전되기 때문에 원하는 가공 정밀도를 얻을 수 없게 된다.

이에, 일반적인 바아형 부재 레이저 가공기에서는, 바아형 부재가 클램핑되어 있는 상태에서 클램핑수단의 클램핑축선(CL1)과 바아형 부재(20)의 중심축선(CL2)이 일치하도록 하기 위해, 도 1 및 도 2(a)(b)에 도시된 바와 같이, 바아형 부재 이동 디바이스(60)와 바아형 부재 안내 디바이스(70) 사이 구간의 베드(30)에 바아형 부재 지지장치(80)가 설치되어 있다.

즉, 바아형 부재(20)의 단면 종류에 따라 "V"자 형상 또는 "∪"자 형상의 지지블럭(81)(82)을 바아형 부재 이동 방향으로 베드(30)에 일정 간격 이격되게 다수개 설치하되, 베드(30)의 수직 방향으로 승강되게 설치하였다.

위에 언급한 지지블럭(81)(82)은 바아형 부재(20)의 단면 종류, 예를 들어 원형 단면 파이프일 경우에는 "V"형상의 것으로 사용되고, 사각 단면 파이프일 경우에는 "∪"자 형상의 것으로 사용되는데, 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 바아형 부재의 단면 종류에 따라 바아형 부재 지지장치인 지지블럭(81)(82)을 매번 교체해주어야 함에 따른 불편한 점이 있으며, 지지블럭 교체 시간만큼 바아형 부재 처리 능률이 감소되는 문제점도 있다.

이에, 최근 들어 바아형 부재 지지장치를 교체하지 않고서도 다양한 단면 종류의 바아형 부재를 지지할 수 있도록 한 기술이 개발되어 있다.

그 일례로, 상기 참조 특허번호3(대한민국 공개특허 제10-2010-0054781호가 있는데, 이 특허번호3에는 회전 가능한 롤러형 지지 부재를 사용하는 것이 개시되어 있으며, 이 롤러형 지지 부재는 롤러의 외주를 따라 개방된 홈단면 형상의 파이프 안착부가 연장되고, 이 파이프 안착부와 롤러 회전축 사이의 방사 방향 간격이 원주 방향으로 변화하도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 참조 특허번호3에는 상기 롤러형 지지부재를 회전시키기 위해 가요성 사프트 및 타이밍 벨트의 구성요소를 사용하였다.

그러나, 이러한 가요성 사프트 및 타이밍 벨트를 이용하는 경우에는 구동모터의 구동력에 대한 롤러형 지지부재의 회전 응답성이 저하되는 문제점이 있다는 것이다. 즉, 구동모터의 제어에 대하여 롤러형 지지부재의 작동 시간이 지연되는 현상이 발생되는 문제점이 있다. 더 나아가 롤러형 지지부재가 다수개인 경우에 각각의 롤러형 지지부재가 동시에 회전 작동되지 못하게 됨에 따라 다수의 롤러형 지지부재를 동일한 위치가 되게 세팅되지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 구동모터의 구동력에 대한 서포터의 작동 응답성을 향상시키도록 한 서포터 상하 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 서포터 상하 구동장치는, 상하로 이동 가능하게 설치되는 지지체와; 상기 지지체에 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 결합되며, 구동 엑츄에이터의 출력축의 회전 구동력을 전달받아 회전되는 일정 길이의 구동축과; 상기 구동축의 일단부와 상기 구동 엑츄에이터의 출력축에는 각각 유니버셜 조인트를 매개로 연결 설치되는 일정한 길이의 회전력 전달 봉부재를 포함하며, 상기 회전력 전달 봉부재는 제1 회전력 전달 봉부재와 제2 회전력 전달 봉부재로 이루어지되, 상기 제1 회전력 전달 봉부재와 상기 제2 회전력 전달 봉부재중 어느 하는 나머지의 내부에 길이 방향으로 슬라이드 삽입 및 인출 가능하게 결합됨과 아울러 상호 회전력 전달이 가능하도록 결합되어 상기 회전력 전달 봉부재의 길이가 가변될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 구동모터의 구동력에 대한 서포터의 작동 응답성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 구동모터의 구동력에 대한 서포터, 즉 지지장치의 작동 응답성을 향상시킬 수 있다. 즉, 종래 기술의 가요성 커플링 및 타이밍 벨트에 의한 동력 전달보다 구동모터의 구동력이 신속하게 말단부인 베이스 지지체의 승하강시 응답할 수 있으며, 더 나아가 제1 및 제2 가동 지지블럭의 작동이 신속하게 이루어진다. 부언하면, 구동모터의 제어에 대하여 베이스 지지체의 승하강 및 제1 및 제2 가동 지지블럭의 작동시간이 지연되는 현상이 발생되지 않게 된다. 따라서, 제1 및 제2 가동 지지블럭를 항상 정위치로 세팅시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 바아형 부재 가공용 레이저 가공기의 구성을 나타낸 외관 사시도.
도 2(a)(b)는 종래 기술에 의한 레이저 가공기의 구성중 바아형 부재 지지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 레이저 가공기의 외관을 나타낸 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 레이저 가공기에서 모든 바아형 부재 지지장치에 의해 바아형 부재가 지지되어 있는 작동 상태를 나타낸 도면.
도 5는 도 3에 도시된 레이저 가공기에서 바아형 부재 지지장치가 처리 디바이스를 향하여 화살표 "B"방향으로 일정 거리 이동한 상태의 레이저 가공기의 외관 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 레이저 가공기에서 바아형 부재 지지장치에 의해 바아형 부재가 지지되어 있는 작동 상태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 의한 바아형 부재 지지장치를 나타낸 외관 사시도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 의한 바아형 부재 지지장치의 구성중 제1 가동 지지블럭과 제2 가동 지지블럭를 작동시키는 동기이동 구동수단의 구성을 보인 외관 사시도.
도 11 내지 도 13은 바아형 부재의 단면 종류 및 사이즈에 따른 본 발명에 따른 제1 및 제2 가동 지지블럭의 작동 상태를 나타낸 도면.

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

본 발명이 적용되는 바아형 부재 가공용 레이저 가공기는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일정한 길이를 갖는 베드(100)와, 바아형 부재 이동 디바이스(60)와, 처리 디바이스(400)와, 바아형 부재 지지장치(500)를 포함하여 이루어진다.

상기 베드(100), 바아형 부재 이동 디바이스(60), 처리 디바이스(400)는 바아형 부재 가공용 레이저 가공기를 위한 구성으로, 이는 레이저 가공기 분야에서 잘 알려진 공지 기술이다.

바아형 부재 이동 디바이스(60)는 전면에 바아형 부재(200)의 일단부(200a)를 클램핑하기 위하여 클램핑축선(CL1)을 갖는 클램핑수단(65)이 구비되어 있다.

상기 바아형 부재 이동 디바이스(60)는 베드(100)의 상면에 설치되되, 모터 등의 구동원에 의해 베스(100)의 길이 방향(양방향 화살표 A방향)으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 상기 처리 디바이스(400) 또는 후술하는 바아형 부재 안내 디바이스(360)에 근접하거나, 멀어지게 된다.

이 바아형 부재 이동 디바이스(60)에는 바아형 부재(200)의 일단부(200a)를 클램핑하는 클램핑수단(65)이 구비되어 있는데, 이 클램핑수단(65)은 일반적으로 알려진 공지기술로서, 임의의 원의 원주 방향을 따라 분할되게 배열 설치된 다수의 죠(JAW)가 방사 방향으로 전후 작동되도록 설치되어 있다. 여기서, 클램핑축선(CL1)은 상기 임의의 원의 중심점을 상기 베드(100)의 길이 방향으로 연장한 선을 의미한다.

상기 처리 디바이스(400)는 바아형 부재 이동 디바이스(60)에 의해 이송되는 바아형 부재(200)를 가공 처리하기 위하여 레이저 빔을 조사하는 가공헤드(450)를 포함하여 구성된다.

여기서, 처리 디바이스(400)는 바아형 부재 이동 디바이스(60)와 대략 마주보도록 설치되어 있다.

한편, 바아형 부재 이동 디바이스(60)와 마주보는 위치의 베드(100)의 상면에는 바아형 부재 이동 디바이스(60)에 의해 이동되는 바아형 부재(200)의 타단부(200b)를 지지하면서 통과시키는 바아형 부재 안내 디바이스(360)가 설치된다.

여기서, 바아형 부재 안내 디바이스(360)는 베드(100) 상면에 이동되지 못하도록 고정 설치될 수 있으며, 베스(100)의 상면에 그 길이 방향으로 바아형 이동 디바이스(60)측을 향하여 이동 가능하게 설치될 수 있다.

여기서, 바아형 부재(200)는 처리 디바이스(400)의 가공헤드(450)에 의해 가공 처리, 예를 들어 절단 가공 처리되는데, 좀더 상세하게는 바아형 부재 안내 디바이스(360)를 통과하여 일정 길이 돌출된 바아형 부재(200)의 타단부(200b)에 해당되는 일부분이 처리 디바이스(400)의 가공헤드(450)에 의해 레이저 가공 처리된다.

이와 같이 일정한 길이를 갖는 베드(100)와, 바아형 부재 이동 디바이스(60)와, 처리 디바이스(400)와, 바아형 부재 안내 디바이스(360)로 구성되는 바아형 부재 가공용 레이저 가공기는 공지 기술에 해당된다.

여기서, 상기 바아형 이동 부재 디바이스(60)는 종래기술과 동일한 것으로, 첨부된 도면의 도 1에 부재번호 60과 동일하게 이루어져 있는 관계로 본 발명에서 종래에 사용된 부재번호와 동일하게 사용하였다.

본 발명은 바아형 부재 가공용 레이저 가공기에 있어서, 베드(100)에 적어도 하나의 바아형 부재 지지장치(500)를 설치한 것이다.

본 발명에 의한 바아형 부재 지지장치(500)의 구성에 따르면, 바아형 부재(200)의 단면 종류 및 사이즈에 따라 바아형 부재 지지장치(500)를 교체하지 않아도 되기 때문에 바아형 부재 처리 능률이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 가공할 바아형 부재(200)의 단면 종류 및 단면 치수를 변경하고자 할 경우에 바아형 부재(200)를 지지하는 지지 블럭의 교환이 필요없도록 지지블럭을 포함한 바아형 지지장치를 새롭게 구성한 것이다.

예를 들어, 단면 형상이 원형 파이프인 바아형 부재(200)를 레이저 가공 처리하는 작업 공정에서, 단면 형상이 사각 파이프인 바아형 부재(200)를 레이저 가공 처리하는 작업 공정으로 전환하기 위해서는 종래에는 바아형 부재 지지장치를 구성하는 지지블럭을 교체하여야 하는데, 본 발명은 지지블럭을 전혀 교체할 필요가 없으며, 그에 따라 종래의 지지블럭 교체 작업에 소요되었던 시간을 바아형 부재 처리(예:절단) 작업에 할당할 수 있어 임가공 업체에서는 생산능률이 향상된다.

그리고, 본 발명에 의한 바아형 부재 지지장치(500)에 따르면, 바아형 부재(200)가 클램핑되어 있는 상태에서 클램핑수단(65;도 1참조)의 클램핑축선(CL1)과 바아형 부재(200)의 중심축선(CL2)이 항상 일치하도록 유지할 수 있어, 바아형 부재(200)의 단면 치수가 작거나 길이가 긴 경우에 베드(100)를 향해 처지는 현상을 최소화시킬 수 있다. 따라서, 가공헤드(450)에 대해 일정한 간격을 유지한 채로 바아형 부재(200)가 중심축선(CL1) 또는 클램핑축선(CL2)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 되며, 이로 인해 바아형 부재(200)에 대해 보다 정밀하게 레이저 가공을 수행할 수 있다.

이와 같은 바아형 부재 지지장치(500)는, 베이스 지지체(510)와, 제1 가동 지지블럭(520)과, 제2 가동 지지블럭(530)을 포함하여 이루어진다.

베이스 지지체(510)는 대략 직사각 형상의 판상체로 형성된 것으로, 수직으로 세워진 상태로 제1 가동 지지블럭(520) 및 제2 가동 지지블럭(530)과 함께 베드(100)의 내부에서 외부로, 베드(100)의 외부에서 내부로 출몰 가능하게 수직 방향으로 승강 작동되도록 설치되어 있다. 즉, 베드(100)에 형성된 출입구(101)을 통해 출몰 가능하게 된다.

여기서, 베드(100)의 내부에는 실린더(110)가 수직으로 설치되어 있고, 이 실린더(110)의 작동 로드(111)는 베이스 지지체(510)의 일측면 상단에 고정되게 설치된다.

그리고, 베이스 지지체(510)는 베드(100)의 내부에 설치된 마운팅 블럭(120)에 대해 수직 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록, LM블럭 및 LM레일등의 안내수단(121)을 매개로 하여 마운팅 블럭(120)에 결합 설치된다. 즉, 베이스 지지체(510)는 마운팅 블럭(120)에 대해 수직 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 결합 설치되어 있으며, 구동 엑츄에이터인 실린더(110)에 의해 승강 작동되어 베드(100)에 형성된 출입구(101)를 통과하게 된다.

여기서, 베이스 지지체(510)를 제1 가동 지지블럭(520) 및 제2 가동 지지블럭(530)과 함께 베드(100)의 내부에서 외부로, 베드(100)의 외부에서 내부로 출몰 가능하게 수직 방향으로 승강 작동되도록 베이스 지지체(510)를 설치하는 이유는 다음과 같다.

첫째, 베이스 지지체(510)를 제1 가동 지지블럭(520) 및 제2 가동 지지블럭(530)과 함께 베드(100)의 내부에서 외부로 승강 작동시키는 이유는, 바아형 부재(200)에 대해 레이저 가공 처리하기 위해 바아형 부재(200)를 지지하기 위함이다. 이때, 베이스 지지체(510)를 상승시키기 위한 실린더(110)는 작동 로드(111)의 전진 행정 길이가 최대가 되도록 제어된다.

둘째, 베이스 지지체(510)를 베드(100)의 외부에서 내부로 수직 하향 이동시키는 이유는, 바아형 부재(200)를 클램핑한 상태에서 바아형 부재 이동 디바이스(60)가 베드(100)의 길이 방향 또는 바아형 부재(200)의 길이 방향으로 가공헤드(450)를 향하여 위치 이동하는 과정에서, 베이스 지지체(510)와 충돌되지 않도록 하기 위함이다.

다음으로 바아형 부재 지지장치(500)의 구성중 제1 가동 지지블럭(520)은, 베이스 지지체(510)에 대해 바아형 부재(200)의 길이 방향에 대해 일정 각도로 교차하는 방향으로 직선 이동 가능하도록 설치된다.(도 10(a)와 도 10(b)참조)

그리고, 바아형 부재 지지장치(500)의 구성중 제2 가동 지지블럭(530)은, 베이스 지지체(510)에 대해 바아형 부재(200)의 길이 방향에 대해 일정 각도로 교차하는 방향으로 직선 이동 가능하게 설치되되, 제1 가동 지지블럭(520)에 대해서도 상대적으로 직선 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530) 각각에 형성된 바아형 부재 지지부(521)(531)간의 교차각도는 교차범위가 증가더라도 항상 일정하며, 본 발명에는 교차각도(α)를 일례로 90°(도) 하였다.

그리고, 본 발명에 의하면 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530) 각각의 마주보는 외측에는 바아형 부재(200)를 수용하기 위한 바아형 부재 지지부(521)(531)가 형성되고, 바아형 부재 지지부(521)(531)는 바아형 부재(200)의 길이 방향으로 투영되어서 형성되는 교차점(CP)을 갖도록 교차될 수 있다.

여기서, 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530) 각각에 형성된 바아형 부재 지지부(521)(531)는 해당 지지블럭의 베이스 지지면(522)(532)에 대해 일정한 예각이 되도록 경사지게 직선상으로 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 예각(β)은 일례로 45°(도)로 하였다.

또한, 본 발명은, 상이한 단면 치수를 가지는 바아형 부재(200)의 단면 치수가 작을수록 교차점(CP)은 수직 상방향으로 위치 이동되고, 바아형 부재(200)의 단면 치수가 클수록 상기 교차점(CP)은 수직 하방향으로 위치 이동된다.

그리고, 상기 교차점(CP)의 위치 이동선상에 상기 바아형 부재(200)의 중심축선(CL2)이 위치한다.

그리고, 바아형 부재(200)의 단면 치수가 일정 범위를 초과하는 경우, 교차점(CP)이 생기지 않도록 상기 바아형 부재 지지부(521)(531)는 일정한 길이를 갖도록 하는 것이 바람직하며, 상기 길이(L)는 일례로 210~220mm로 하였다.

이로써, 원형 파이프인 바아형 부재(200)의 경우 단면 치수(직경;D1,D2,D3)를 일례로 250mm~20mm까지 매우 안정적으로 중심축선(CL2)을 중심으로 바아형 부재(200)의 회전 안내 및 길이 방향으로의 이동 안내가 가능하며, 바아형 부재(200)의 단면 치수가 작아질수록 끼임 현상이 전혀 발생되지 않고, 길이 방향으로 이동이 되지 않는 현상이 전혀 발생되지 않게 된다.

그리고, 정사각 파이프인 바아형 부재(200)의 경우 가로×세로에 대한 단면치수를 일례로 20×20mm~175×175mm까지 안정적으로 중심축선(CL2)을 중심으로 바아형 부재(200)의 회전 안내 및 길이 방향으로의 이동 안내가 가능하며, 바아형 부재(200)의 단면 치수가 작아질수록 끼임 현상이 전혀 발생되지 않고, 길이 방향으로 이동이 되지 않는 현상이 전혀 발생되지 않게 된다.

그리고, 직사각 파이프인 바아형 부재(200)의 경우 대각선 길이(Diagonal length)가 250mm보다 작은 사이즈에 대해서 안정적으로 중심축선(CL2)을 중심으로 바아형 부재(200)의 회전 안내 및 길이 방향으로의 이동 안내가 가능하며, 바아형 부재(200)의 단면 치수가 작아질수록 끼임 현상이 전혀 발생되지 않고, 길이 방향으로 이동이 되지 않는 현상이 전혀 발생되지 않게 된다.

한편, 본 발명에 의한 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 동기이동 구동수단에 의해 서로 동기적으로 직선 이동 가능하게 구동 제어된다. 즉, 바아형 부재(200)의 단면 치수의 크기에 따라 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)이 상호 교차하여 형성된 교차점(CP)이 생기거나, 상호 교차하지 않음으로 인해 교차점(CP)이 생기지 않을 수 있다.

좀더 상세하게 첨부된 도면의 도 11 및 도 10을 참조하여 설명하면, 단면 치수가 서로 상이한 정사각 파이프 또는 원형 파이프 등의 바아형 부재(200)에 대해서 이들의 중심축선(CL2)이 항상 동일한 위치에 있도록 지지할 수 있음과 아울러 중심축선(CL1)과 클램핑축선(CL2)가 일치하게 된다.

그리고, 본 발명은 단면 치수가 서로 상이한 정사각 파이프 또는 원형 파이프 등의 바아형 부재(200) 뿐만 아니라, 도 12에 도시된 바와 같이 직사각형 파이프 등의 바아형 부재(200)에 대해서도, 바아형 부재의 길이 방향의 이동 및 중심축선(CL2)을 중심으로 회전시키는 것이 가능하다.

그 방법은, 간단한 제어방법에 의해 구현될 수 있는 것으로, 후술하는 구동모터(540)를 주기적으로 정역 회전시켜 제1 가동 지지블럭(520)(실선 표시)과 제2 가동 지지블럭(530)(실선 표시)이 서로 화살표 "C" 방향으로 일정 거리 전진(근접)되도록 제어하거나, 제1 가동 지지블럭(520)(이점 쇄선 표시)과 제2 가동 지지블럭(530)(이점 쇄선 표시)이 서로 화살표 "D"방향으로 후퇴(멀어지도록) 제어하는 것이다.

즉, 직사각형 타입 바아형 부재(200)의 모서리부와 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530) 각각의 지지부(521)(531)간의 회전 간섭을 최소화하기 위해 제1 가공 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)을 동시에 전진 또는 후퇴 제어한다.

본 발명은 직사각형 타입 바아형 부재(200) 경우에 상기와 같은 제어 방법을 실시하게 되면 바아형 부재의 처짐을 최소화시킬 수 있으며, 최소화된 처짐이 발생하더라도 절단 가공 정밀도에 영향을 미치지 않는다.

상기 동기이동 구동수단은, 베이스 지지체(510)의 하부측에 전후로 회전 가능하게 관통 결합되며, 구동모터(540)에 의해 회전되는 일정 길이의 구동축(551)과, 이 구동축(551)의 회전력을 전달받아 상기 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)이 서로 동기적으로 직선 이동 가능하도록 하는 동력전달수단(552)을 포함한다.

상기 동력전달수단(552)은, 제1 가동 지지블럭(520)의 하부에 구비되는 제1 랙기어(553)와, 제1 랙기어(553)와 기어 결합되어 제1 가동 지지블럭(520)을 직선 이동시키는 제1 피니언 기어(554)와, 제2 가동 지지블럭(530)의 하부에 구비되는 제2 랙기어(555)와, 제2 랙기어(555)와 기어 결합되어 제2 가동 지지블럭(530)을 직선 이동시키는 제2 피니언 기어(556)와, 제1 피니언 기어(554)가 설치되는 회전축(554a)상에 결합되는 제1 동력전달기어(557)와, 제2 피니언 기어(556)가 설치되는 회전축(556a)상에 결합되며, 상기 제1 동력전달기어(557)와 기어 결합되는 제2 동력전달기어(558)를 포함하며, 제1 피니언 기어(554)의 회전축(554a)과 제2 피니언 기어(556)의 회전축(556a)중 어느 한 회전축과 상기 구동축(551)은 상호 동력 전달이 가능하도록 연결 설치된다.

여기서, 구동축(551)에는 구동풀리(560)가 설치되고, 제1 피니언 기어(554)의 회전축(554a)과 제2 피니언 기어(556)의 회전축(556a)중 어느 한 회전축에는 피동풀리(561)가 설치되며, 구동풀리(560)와 피동풀리(561)는 동력전달을 위한 벨트(562) 또는 체인으로 연결된다.

상기 제1 가동 지지블럭(520)은 제1 직선 이동 안내수단(525)을 매개로 하여 베이스 지지체(510)에 대해 직선 이동 가능하게 설치된다.

상기 제1 직선 이동 안내수단(525)은 LM레일(525a)과, LM레일(525a)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 마운팅 브라켓(525b)으로 이루어지며, 마운팅 브라켓(525b)에는 LM레일(525a)에 결합되는 통상의 LM블럭이 설치되어 있다. 여기서, 마운팅 브라켓(525b)의 하부에는 제1 가동 지지블럭(520)의 하부에 구비되는 제1 랙기어(553)이 구비되어 있다. 즉, 마운팅 브라켓(525b)에 제1 가동 지지블럭(520)이 탈부착 가능하게 설치되어 있기 때문에 제1 랙기어(553)가 마운팅 브라켓(525b)의 하부에 설치되어 있다는 것은 결국, 제1 가동 지지블럭(520)의 하부에 구비되어 있게 되는 것이다.

상기 LM레일(525a)은 실린더(110)의 작동 로드(111)가 설치되는 반대편에 해당되는 베이스 지지체(510)의 타측면에 고정 설치된다.

상기 제2 가동 지지블럭(530)은 제2 직선 이동 안내수단(527)을 매개로 하여 베이스 지지체(510)에 대해 직선 이동 가능하게 설치된다.

상기 제2 직선 이동 안내수단(527)은 LM레일(527a)과, LM레일(527a)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 LM블럭(527c)을 갖는 마운팅 브라켓(527b)으로 이루어지며, 여기서, 마운팅 브라켓(527a)의 하부에는 제2 가동 지지블럭(530)의 하부에 구비되는 제2 랙기어(555)이 구비되어 있다. 즉, 마운팅 브라켓(527b)에 제2 가동 지지블럭(530)이 탈부착 가능하게 설치되어 있기 때문에 제2 랙기어(555)가 마운팅 브라켓(527b)의 하부에 설치되어 있다는 것은 결국, 제2 가동 지지블럭(530)의 하부에 구비되어 있게 되는 것이다.

상기 LM레일(527a)은 실린더(110)의 작동 로드(111)가 설치되는 반대편에 해당되는 베이스 지지체(510)의 타측면에 고정 설치되는 커버(515)의 내측면에 고정 설치되어 있다.

여기서, 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 각각 마운팅 브라켓(525a)(527a)에 탈부착 가능하게 설치되어 있기 때문에 바아형 부재(200)와의 마찰로 인한 손상이 가해졌을 경우나, 파손되었을 경우에 쉽게 교체할 수 있다.

이하부터는 이제까지 설명한 동기이동 구동수단의 구성에 의해 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)이 작동되는 과정을 설명한다.

구동모터(540)의 구동력을 전달받아 구동축(551)이 회전되면, 구동풀리(560)가 회전되며, 이 구동풀리(560)의 회전력은 벨트(562)를 통해 피동풀리(561)에 전달된다. 이후, 피동풀리(561)의 회전에 의해 회전축(554a)(556a)이 동시에 회전되며, 회전축(554a)(556a) 각각에 설치된 제1 동력전달기어(557)와 제2 동력전달기어(558)는 서로 맞물린 상태로 각각 반대 방향으로 동기 회전된다.

이때, 상기 회전축(554a)(556a)에 각각 설치된 제1 피니언 기어(554)와 제2 피니언 기어(556)이 서로 반대 방향으로 동기 회전 구동되며, 이에 따라 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 서로 근접되어 교차되거나, 서로 멀어져 교차되지 않게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 동기이동 구동수단(550)에 의해 서로 동기적으로 직선 이동 가능하게 구동 제어된다. 즉, 바아형 부재(200)의 단면 치수의 크기에 따라 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)이 상호 교차하여 교차점(CP)이 형성되도록 동기 제어할 수 있고, 상호 교차하지 않음으로 인해 교차점(CP)이 생기지 않도록 동기 제어할 수 있다.

한편, 상기 구동축(551)의 일단부와 상기 구동모터(540)의 모터축(541)에는 각각 유니버셜 조인트(575)를 매개로 일정한 길이의 회전력 전달 봉부재(570)가 연결 설치되고, 이 회전력 전달 봉부재(570)는 제1 회전력 전달 봉부재(571)와 제2 회전력 전달 봉부재(572)로 이루어지되, 제1 회전력 전달 봉부재(571)와 제2 회전력 전달 봉부재(572)중 어느 하나는 나머지의 내부에 길이 방향으로 슬라이드 삽입 및 인출 가능하게 결합되는 구조로 이루어지기 때문에, 회전력 전달 봉부재(570)의 길이가 가변될 수 있다.

그리고, 제1 회전력 전달 봉부재(571)와 제2 회전력 전달 봉부재(572)는 상호 스플라인 결합됨으로써 구동모터(540)에 의해 발생되는 회전력의 전달을 가능함과 아울러 상호 슬라이드 삽입 및 인출 가능해진다.

여기서, 회전력 전달 봉부재(570)를 단일 구성부품으로 구성하지 않고 2개로 분리된 제1 회전력 전달 봉부재(571)와 제2 회전력 전달 봉부재(572)로 구성함과 아울러 상호 스플라인 기어 결합하게 되면 다음과 같은 이점이 있다.

첫째, 베이스 지지체(510)를 제1 가동 지지블럭(520) 및 제2 가동 지지블럭(530)과 함께 베드(100)의 내부에서 외부 또는 외부에서 내부로 승강 작동시킬 때, 탄력적으로 회전력 전달 봉부재(570)가 길이 가변될 수 있기 때문이다.

즉, 도 4의 상태에서, 바아형 부재(200)의 절단 가공을 위해 바아형 부재 이동 디바이스(60)를 화살표 "B"방향으로 가공헤드(450)를 향하여 이동시키는 과정에서 첫 번째부터 설치된 베이스 지지체(510)를 순차적으로 베스(100)의 내부로 하강시키면, 제2 회전력 전달 봉부재(572)가 제1 회전력 전달 봉부재(571)의 내부로 슬라이드 삽입되어 결국에는 회전력 전달 봉부재(570)의 길이가 짧아지게 되며, 결국에는 도 6과 같은 상태가 된다.

둘째, 구동푹(551)과의 연결을 유니버셜 조인트(575)로 연결하였기 때문에 유니버셜 조인트(575)의 기능을 최대한 발휘할 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 본 발명은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 지지체(510)가 두 개 이상 다수 배열 설치되는 경우에, 베이스 지지체(510) 각각에 설치된 구동축(551)은 유니버셜 조인트(575)를 매개로 회전력 전달 봉부재(570)의 각 단부에 연결 설치된다. 따라서, 다수의 베이스 지지체(510)에 각각 설치된 제1 및 제2 가동 지지블럭(520)(530)을 서로 동기적으로 이동되도록 제어할 수 있다.

예를 들면, 베이스 지지체(510)가 5개 설치되어 있는 것으로 가정할 경우, 모든 베이스 지지체(510)에 설치된 제1 및 제2 가동 지지블럭(520)(530)은 동시에 작동되어, 상호 멀어지거나 근접된다.

따라서, 본 발명에 따르면 구동모터(540)의 구동력에 대한 서포터, 즉 지지장치의 작동 응답성을 향상시킬 수 있다. 즉, 종래 기술의 가요성 커플링 및 타이밍 벨트에 의한 동력 전달보다 구동모터(540)의 구동력이 신속하게 말단부인 베이스 지지체(510)의 승하강시 응답할 수 있으며, 더 나아가 제1 및 제2 가동 지지블럭(520)(530)의 작동이 신속하게 이루어진다. 부언하면, 구동모터(540)의 제어에 대하여 베이스 지지체(510)의 승하강 및 제1 및 제2 가동 지지블럭(520)(530)의 작동시간이 지연되는 현상이 발생되지 않게 된다. 따라서, 제1 및 제2 가동 지지블럭를 항상 정위치로 세팅시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 의하면, 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 서로 평행하게 배치된다.

그리고, 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 바아형 부재(200)의 길이 방향에 대해 직교하도록 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 부품 공용화 측면 및 조립성 향상 측면에서 동일한 형상 및 동일한 사이즈로 형성하는 것이 바람직하다. 일례를 들어 본 발명에 의한 제1 가동 지지블럭(520)과 제2 가동 지지블럭(530)은 대략 두 변이 직각인 삼각형 형상의 판상체로 이루어져 있다.

이제까지의 본 발명에서 바아형 부재 지지장치를 바아형 부재 전용 레이저 가공기에 적용한 것을 예로 들어 설명하였다.

그러나, 본 발명에 의한 바아형 부재 지지장치를 평판 레이저 가공기에 적용 가능함을 밝혀둔다.

100 : 베드 200 : 바아형 부재
CL1,CL2 : 중심축선,클램핑축선 60 : 바아형 부재 이동 디바이스
350 : 클램핑수단 400 : 처리 디바이스
450 : 가공헤드 500 : 바아형 부재 지지장치
510 : 베이스 지지체 520 : 제1 가동 지지블럭
521 : 바아형 부재 지지부 522: 베이스 지지면
530 : 제2 가동 지지블럭 531 : 바아형 부재 지지부
532 : 베이스 지지면 CP : 교차점
540 : 구동모터 541 : 모터축
551 : 구동축 552 : 동력전달수단
553 : 제1 랙기어 554 : 제1 피니언 기어
554a : 회전축 555 : 제2 랙기어
556 : 제1 피니언 기어 556a : 회전축
557 : 제1 동력전달기어 558 : 제2 동력전달기어
560 : 구동풀리 561 : 피동풀리
562 : 벨트 또는 체인 570 : 회전력 전달 봉부재
571 : 제1 회전력 전달 봉부재 571 : 제2 회전력 전달 봉부재

Claims (3)

1. 상하로 이동 가능하게 설치되는 지지체(551)와;
   상기 지지체(510)에 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 결합되며, 구동 엑츄에이터(540)의 출력축(541)의 회전 구동력을 전달받아 회전되는 일정 길이의 구동축(551)과;
   상기 구동축(551)의 일단부와 상기 구동 엑츄에이터(540)의 출력축(541)에는 각각 유니버셜 조인트(575)를 매개로 연결 설치되는 일정한 길이의 회전력 전달 봉부재(570)를 포함하며,
   상기 회전력 전달 봉부재(570)는 제1 회전력 전달 봉부재(571)와 제2 회전력 전달 봉부재(572)로 이루어지되, 상기 제1 회전력 전달 봉부재(571)와 상기 제2 회전력 전달 봉부재(572)중 어느 하는 나머지의 내부에 길이 방향으로 슬라이드 삽입 및 인출 가능하게 결합됨과 아울러 상호 회전력 전달이 가능하도록 결합되어 상기 회전력 전달 봉부재(570)의 길이가 가변될 수 있는 것을 특징으로 하는 서포터 상하 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 회전력 전달 봉부재(571)와 제2 회전력 전달 봉부재(572)는 상호 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 서포터 상하 구동장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지체(551)가 적어도 두 개 이상 배열 설치되는 경우에,
   서로 이웃하는 상기 지지체(551) 각각에 설치된 구동축(551)에는 유니버셜 조인트(575)를 매개로 상기 회전력 전달 봉부재(570)가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 서포터 상하 구동장치.

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