KR20150101795A - 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템, 그의 다듬가공 및 절단 방법 - Google Patents

석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템, 그의 다듬가공 및 절단 방법 Download PDF

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Abstract

석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템은 석재가 수평방향으로 이송되는 이송수단, 석재가 이송되는 이송방향과 직각인 종방향으로 수직이동이 가능하며, 이송된 석재의 표면에 복수의 쇼트볼 투사하여 다듬 가공하는 적어도 하나의 쇼트 블라스트를 구비하는 다듬 가공부, 및, 다듬 가공된 석재를 절단하는 절단부를 포함할 수 있다.

Description

석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템, 그의 다듬가공 및 절단 방법{Stone plate auto trimming processing and cutting system, method thereof}
쇼트볼을 이용하여 석재 표면을 다듬가공하고, 횡방향 및 종방향으로 절단하는 작업을 자동화하여 작업의 단순화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 석재 자동 다듬가공 및 절단 시스템, 그의 다듬가공 및 절단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화강암과 대리석은 그 재질이 단단하면서도 다른 암석에 비해 생산량이 많기 때문에 건축물의 내외장재로 널리 이용된다. 화강암과 대리석은 그 대부분이 일정한 두께 및 면적을 갖는 판상의 석재로 가공된 후 건축물의 내외장재로 이용된다.
이때, 판상의 석재 표면을 연마처리하여 매끄럽게 한 후 이용하거나 혹은, 자연적인 분위기 표출을 위해 그 표면에 인위적으로 요철 또는 엠보싱 형상을 형성하여 이용하고 있다. 특히, 이러한 석재를 바닥, 벽 및 장식재나 계단의 답판으로 이용하는 경우, 석재의 상부에서 미끄러지는 것을 방지하기 위해 석재의 표면을 요철 또는 엠보싱 처리하여 사용한다.
한편, 이러한 요철 및 엠보싱 형성은 쇼트볼 또는 버너를 이용하여 다듬가공함으로써 형성할 수 있다. 또한, 다듬가공된 석재는 설정된 규격에 따라 절단하는 절단작업을 수행하여 제품화할 수 있다. 이때, 절단작업은 일반적으로, 석재의 길이방향(종방향)의 절단 수행후, 석재를 회전하여 폭방향(횡방향)으로 절단을 수행한다. 이에 따라, 다수의 작업자를 필요로 하며, 많은 작업시간이 필요하여 작업성이 떨어지므로 개선이 요구된다.
본 발명의 일 실시예는 쇼트볼을 구비하는 적어도 하나의 이동가능한 쇼트블라스트를 이용하여 석재 표면에 균일한 요철 또는 엠보싱 형상을 형성하고, 횡방향 및 종방향으로 절단하는 작업을 자동화하여 작업의 단순화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 석재 자동 다듬가공 및 절단 시스템, 그의 다듬가공 및 절단 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템은 석재가 수평방향으로 이송되는 이송수단, 석재가 이송되는 이송방향과 직각인 종방향으로 수직이동이 가능하며, 상기 이송된 석재의 표면에 복수의 쇼트볼 투사하여 다듬 가공하는 적어도 하나의 쇼트 블라스트를 구비하는 다듬 가공부 및, 상기 다듬 가공된 석재를 절단하는 절단부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이송수단은 상기 석재가 로딩되어 이송되는 롤러 컨베이어부, 상기 롤러 컨베이어부가 안착되는 메인 프레임을 포함하고, 상기 다듬 가공부 및 상기 절단부는, 상기 메인 프레임에 연결되어 지지될 수 있다.
또한, 상기 다듬 가공부는 상기 석재에 쇼트볼을 투사시켜 다듬 가공하는 쇼트볼 구동부 및, 상기 쇼트볼 구동부의 구동시, 석재에 투사되는 복수의 쇼트볼로부터 주변을 보호하는 보호커버를 포함하며,
상기 쇼트볼 구동부는, 수평한 방향으로 연장된 수평 프레임, 롤스크류를 구비하며, 상기 수평프레임의 양 끝단에서 아래 방향으로 신장되는 수직바, 상기 수직바가 삽입되며 상기 메인 프레임에 체결되는 수직 프레임, 상기 쇼트 블라스트의 수직이동을 위한 구동력을 공급하는 구동모터, 상기 롤스크류와 치합되는 나사산 형태 또는 볼 스크류 형태가 되며, 상기 구동모터에 의해 롤스크류가 회전되면, 리프트되는 치합부 및, 상기 적어도 하나의 쇼트 블라스트가 배치되고, 양끝단이 상기 치합부와 연결되어 상기 치합부와 연동하여 리프트되는 이동축을 포함하며,
또한, 상기 이동축은, 회전력에 의해 회전가능한 기어 및, 상기 기어와 치합되어 상기 기어의 회전에 의해 위치가 가변되는 스크류를 포함하고,
상기 적어도 하나의 쇼트 블라스트는, 상기 스크류의 위치 가변과 연동되어 ,평면상에서 상기 이송방향에 직각인 종방향으로 위치이동이 가능한 구조가 될 수 있다.
또한, 상기 쇼트볼 구동부는, 상기 쇼트 블라스트에 에어압을 공급하여 상기 쇼트볼을 투사시키는 에어공급부 및, 상기 투사된 쇼트볼이 재사용되도록 순환시키는 쇼트볼 순환부를 더 포함할 수 있다.
또한, 다듬 가공부는, 상기 석재의 정위치 여부를 실시간으로 판단하고 판단결과를 사용자에게 전달하는 센서부, 상기 이송수단 위에서 상기 석재의 표면을 주시하는 영상촬영부 및, 상기 영상촬영부로부터의 촬영 결과로부터 석재 표면의 다듬 가공 정도를 판단하고 판단결과를 사용자에게 제시하는 모니터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 절단부는, 상기 이송방향에 직각인 종방향을 따라서 배치되는 복수의 횡방향 절단 커터를 구비하며, 상기 다듬 가공된 석재를 횡방향으로 절단하는 횡방향 절단부 및, 상기 이송방향에 평행인 횡방향을 따라서 배치되는 복수의 종방향 절단 커터, 상기 복수의 종방향 절단 커터를 종방향으로 이송시키는 커터 종방향 이송 구동기를 구비하며, 상기 횡방향으로 절단된 석재를 종방향으로 절단하는 종방향 절단부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 횡방향 절단부는, 상기 복수의 횡방향 절단 커터 각각이 고정되는 복수의 결합 몸체 및, 상기 결합 몸체 각각이 개별적으로 종방향을 따라서 이동이 가능하게 결합되는 횡방향 절단 커터 설치보를 더 포함하며, 상기 횡방향 절단부의 결합 몸체는, 상기 횡방향 절단 커터 설치보에 대한 종방향 이동을 구동시키는 종방향 폭조절 구동기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 종방향 절단부는, 상기 복수의 종방향 커터 각각이 고정되는 복수의 결합 몸체 및, 상기 복수의 결합 몸체 각각이 개별적으로 횡방향을 따라서 이동이 가능하게 결합되는 종방향 절단 커터 설치보를 더 포함하며, 상기 종방향 절단부의 결합 몸체는, 상기 종방향 절단 커터 설치보에 대한 횡방향 이동을 구동시키는 횡방향 폭조절 구동기를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템의 다듬가공 및 절단 방법은 석재를 이송수단위에 로딩하는 단계, 상기 석재를 수평방향으로 이송시키고 수직이동이 가능한 적어도 하나의 쇼트 블라스트에 구비된 복수의 쇼트볼을 상기 석재 표면에 투사시켜 다듬 가공하는 단계, 상기 다듬 가공된 석재를, 이송방향에 평행인 횡방향으로 절단하는 횡방향 절단단계 및, 상기 횡방향으로 절단된 석재를, 이송되는 이송방향에 직각인 종방향으로 절단하는 종방향 절단단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 석재 표면을 다듬 가공하는 단계는, 상기 석재에 투사되는 복수의 쇼트볼로부터 주변을 보호하는 보호커버를 장착하는 단계, 상기 쇼트 블라스트에 에어압을 공급하여 상기 석재 표면에 상기 쇼트볼을 투사시키는 단계, 상기 석재 표면을 주시하는 영상촬영부를 이용하여 상기 석재 표면의 요철 또는 엠보싱 형성 정도를 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 따라 상기 석재 표면의 요철 또는 엠보싱 형성 정도를 보정하는 단계, 및 상기 투사된 쇼트볼이 재사용되도록 순환시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 등 간격으로 배치된 복수의 쇼트 블라스트들을 이용하여 석재 표면에 요철 또는 엠보싱 형상을 형성함에 따라 작업시간이 단축될 수 있다.
또한, 등 간격으로 배치된 토오치들이 수직이동 및 종방향 이동이 가능함에 따라 석재 표면의 요철 또는 엠보싱 형상을 균일하게 하여 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 석재의 이송방향을 따라서 차례로 위치하는 횡방향 절단부 및 종방향 절단부를 구비하여 절단작업을 자동화할 수 있다.
또한, 절단부에 구비된 복수의 횡방향 절단 커터 및 종방향 절단 커터들 사이의 간격이 용이하게 조절될 수 있는 구조를 가짐으로써, 다양한 크기의 석재를 동시에 대량으로 생산할 수 있게 된다.
또한, 다듬 가공 및 절단 작업이 자동화되어 이뤄짐으로써, 작업의 단순화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 석재 자동 다듬가공 및 절단 시스템의 측면을 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼트볼 구동부의 정면도이다.
도 3은 도 2의 A영역의 구조를 확대하여 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 A영역의 또 다른 구조를 확대하여 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 B영역의 구조를 확대하여 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에서의 기어와 스크류간의 치합구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 절단부의 평면도이다.
도 8는 도 1의 횡방향 절단부의 정면도이다.
도 9은 도 1의 종방향 절단부의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 석재 자동 다듬가공 및 절단 시스템의 석재 자동 다듬가공 및 절단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 석재 자동 다듬가공 및 절단 시스템의 측면을 나타내는 측면도이다. 도 1에 따르면, 석재 자동 다듬 및 절단 시스템(300)은 다듬 가공부(100), 절단부(200), 및 이송수단(400)을 포함할 수 있다. 또한, 절단부(200)는 횡방향 절단부(210) 및 종방향 절단부(220)를 포함할 수 있다.
이송수단(400)은 석재(P)가 수평방향으로 이송되도록 지원할 수 있다. 이송수단(400)은 롤러 컨베이어부(30), 롤러 컨베이어부(30)를 구동시키는 롤러 구동모터(60), 롤러 컨베이어부(30)가 안착되고 지지되는 메인 프레임(10), 메인 프레임(10)을 지지하는 수직 지지부(20)를 포함할 수 있다.
롤러 컨베이어부(30)는 석재(P)가 로딩되고 이송되는 장치로서 롤러, 컨베이어벨트 등의 이송기기를 포함할 수 있으며 롤러 구동모터(60)에 의해 구동된다. 한편, 횡방향 절단부(210)의 하부에는 컨베이어 벨트(40)가 연결되어 횡방향 절단부(210)의 석재(P) 절단 동작시, 커터로부터 손상을 방지할 수 있다. 또한, 종방향 절단부(220)의 커터(228)은 롤러 컨베이어부(30)의 이송롤러 사이에 각각 배치되도록 할 수 있다.
이하, 설명의 편의상 롤러 컨베이어부(30)에 의한 석재(P)의 이송방향과 평행한 방향을 횡방향으로 정의하고, 평면 상에서 이송방향과 직각을 이루며 교차하는 방향을 종방향으로 정의하며, 이송면과 수직을 이루는 방향을 수직방향(또는 상하방향)으로 정의한다. 여기서, 롤러 컨베이어부(30)는 다듬 가공부(100), 횡방향 절단부(210), 및 종방향 절단부(220) 순으로 석재(P)를 이송할 수 있다.
또한, 다듬 가공부(100), 횡방향 절단부(210), 및 종방향 절단부(220)는, 수직방향으로 이동이 가능하며, 메인 프레임(10)에 연결되어 지지될 수 있다. 여기서, 다듬 가공부(100)는 쇼트볼 구동부(110), 보호커버(190), 센서부(미도시), 영상촬영부(500), 및 모니터(미도시)를 포함할 수 있다.
센서부(미도시)는 석재(P)의 정위치 여부를 실시간으로 판단하고 판단결과를 사용자에게 전달할 수 있다. 또한, 영상촬영부(500)는 이송수단(400) 위에서 석재(P)의 표면을 주시하여 촬영결과를 모니터 등으로 전송할 수 있고, 영상촬영부(500)로부터의 촬영 결과로부터 석재(P) 표면의 다듬 가공 정도를 판단하여 판단결과를 사용자에게 제시할 수 있다.
한편, 보호커버(190)는 쇼트볼 구동부(110)의 구동시, 석재에 투사되는 복수의 쇼트볼(140)로부터 주변을 보호할 수 있다. 쇼트볼 구동부(110)에 대한 구체적인 설명은 도 2 내지 도 6을 통해 설명할 수 있다.
도 2는 도 1의 쇼트볼 구동부의 정면도이다. 한편, 도 3은 도 2의 A영역의 구조를 확대하여 구체적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 도 2의 A영역의 또 다른 구조를 확대하여 구체적으로 나타내는 도면이다.
쇼트볼 구동부(110)는 쇼트볼(140)을 구비하는 쇼트 블라스트(111)와 수평한 방향으로 연장된 수평 프레임(160), 수평 프레임(160)의 양 끝단에서 아래 방향으로 신장된 수직바(161), 수직바(161)가 삽입되며 메인 프레임(10)에 연결 및 고정되는 수직 프레임(162), 적어도 하나의 쇼트 블라스트(111)의 상하 이동을 위한 구동력을 공급하는 구동모터(163), 연동벨트(164)를 통해 구동모터(163)로부터의 회전력을 공급받아 수직바(161)를 회전시키는 제1 및 제2 풀리(165a,165b)를 포함할 수 있다.
제1 풀리(165a)는 좌측에 위치하는 수직바(161)와 연동되고, 제2 풀리(165b)는 우측에 위치하는 수직바(161)와 연동될 수 있다.
여기서, 수직바(161)는 도 3 및 도 4와 같이, 롤스크류(170) 형태로 구비될 수 있다.
또한, 쇼트볼 구동부(110)는 치합부(151a, 151b), 이동축(150), 및 쇼트블라스트(111), 에어공급부(미도시) 및, 쇼트볼 순환부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
2개의 치합부(151a, 151b)는 롤스크류(170)와 치합되고, 구동모터(163)에 의해 롤스크류(170)가 회전되면, 수직방향으로 리프트될 수 있다. 여기서, 치합부(151a, 151b)는 도 3과 같은 나사산 형태 또는 도 4와 같은 볼 스크류 형태로 구비될 수 있다.
이동축(150)은 복수의 쇼트 블라스트(111)가 등간격으로 배치되며, 양끝단이 치합부(151a, 151b)와 연결되고, 치합부(151a, 151b)와 연동하여 수직방향으로 리프트될 수 있다.
한편, 치합부(151a, 151b)는 이동축(150)과 일체형으로 형성될 수 있으며, 볼트 연결 등으로 탈부착 가능하게 형성될 수도 있다.
한편, 도 2 내지 도 4에 따르면, 구동모터(163)가 구동되면, 수직바(161)는 연동벨트(164) 및 폴리(165a, 165b)를 경유하여 전달되는 회전력에 의해 회전될 수 있다. 이때, 수직바(161)는 고정되어 제자리에서 회전하며, 치합부(151a, 151b)는 수직바(161)에 형성된 롤스크류(170)에 치합되어 상부 또는 하부로 리프트 될 수 있다.
또한, 이동축(150)에 장착된 적어도 하나의 쇼트 블라스트(111)도, 치합부(151a, 151b)에 연동되어 리프트됨으로써, 석재(P)로부터의 거리를 조절할 수 있다.
에어공급부(미도시)는 쇼트 블라스트(111)에 에어압을 공급하여 쇼트볼(140)을 투사시킬 수 있다. 이때, 쇼트 블라스트(111)는 이동축(150)에 연결된 진공관(130) 및 진공관(130) 일 측면이 개방되어 연결된 쇼트볼 주입관(120)으로 형성될 수 있으며, 진공관(130) 및 쇼트볼 주입관(120)은 에어공급부(미도시)에 연결되어 서로 다른 에어압을 공급받을 수 있다. 이때, 쇼트볼 주입관(120)에 공급되는 에어압이 진공관(130)에 공급되는 에어압보다 높을 수 있다.
쇼트볼 주입관(120)에 구비된 쇼트볼(140)은 에어압이 공급되면, 진공관(130) 측으로 쇼트볼(140)을 밀어내며, 진공관(130)에서 공급되는 에어압에 의해 석재(P) 방향으로 쇼트볼(140)이 투사될 수 있다. 이때, 쇼트볼(140)은 주로 녹 방지용 스텐레스 재질이 사용될 수 있다.
또한, 쇼트볼 순환부(미도시)는 투사된 쇼트볼(140)이 재사용되도록 역에어압 등을 이용하여 쇼트볼 주입관(120)으로 순환시켜줄 수 있다.
한편, 쇼트 블라스트(111)들의 위치 및 쇼트 블라스트에 공급되는 에어압을 조절하여, 쇼트볼(120)이 석재(P)에 투사되는 강도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 작업자가 원하는 정도의 요철 또는 엠보싱이 형성된 석재(P) 표면을 얻을 수 있게 된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 구조를 가지는 쇼트볼 구동부(110)는 등간격으로 배치되는 쇼트 블라스트(111)를 이용하여 석재(P)의 표면에 요철 또는 엠보싱 형상을 형성함으로써, 다듬가공 작업 시간 단축하며 정밀한 다듬가공을 수행할 수 있다.
한편, 이동축(150)에 장착된 복수의 쇼트 블라스트(111)들은 등간격(D)으로 배열됨과 아울러 종방향으로 위치 이동이 가능하다. 도 5는 도 2의 B영역을 확대하여 구체적으로 도시한 도면으로, 복수의 쇼트 블라스트(111)들이 종방향으로 이동할 수 있는 구조를 나타내고 있다. 도 5는 도 2의 B영역의 구조를 확대하여 구체적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 6은 도 5에서의 기어와 스크류간의 치합구조를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 쇼트 블라스트(111)들이 이동축(150)에 장착되어 배치될 수 있다. 또한, 이동축(150)은 스크류(180) 및 기어(181)를 포함할 수 있다.
스크류(180)는 이동축(150)의 내부에 위치하며 회전력에 의해 쇼트 블라스트(111)들을 이동시킬 수 있다. 또한, 각각의 쇼트 블라스트(111)들은 별도의 체결기구 또는 연결부재 등을 통해 스크류(180)에 직접 또는 간접적으로 고정되어 스크류의 이동에 따라 연동되어 함께 움직일 수 있다.
여기서, 스크류(180)는 별도로 마련된 구동모터(미도시)의 구동력에 의해 회전하는 기어(181)와 치합될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 스크류(180)는 기어(181)와 치합됨에 따라 기어(181)의 회전방향에 따라 위치가 가변될 수 있다. 이에 따라, 기어(181)가 시계방향으로 회전하게 되면 스크류(180)는 왼쪽방향으로 이동하고 이에 연동되어 복수의 쇼트 블라스트(111)들 또한 왼쪽방향으로 이동할 수 있게 된다.
반대로, 기어(181)가 반시계방향으로 회전하게 되면 스크류(180)는 오른쪽방향으로 이동하고 이에 연동되어 복수의 쇼트 블라스트(111)들 또한 오른쪽방향으로 이동할 수 있게 된다. 즉 복수의 쇼트 블라스트(111)들은 작업자의 선택에 따라 종방향으로 위치가 이동될 수 있게 된다.
이에 따라, 작업자가 위치를 조절하여 요철 또는 엠보싱 정도가 균일한 석재의 표면을 얻을 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 등 간격으로 배치됨과 아울러 수직이동 및 종방향으로의 이동이 가능한 복수의 쇼트 블라스트(111)들을 이용하여 석재 표면 요철 또는 엠보싱 작업을 실시할 수 있다. 이에 따라, 다듬가공 작업시간이 단축될 수 있고, 석재 표면의 요철 또는 엠보싱 정도를 균일하게 할 수 있다.
한편, 다듬 가공된 석재(P)는 이송수단(400)을 통해 횡방향 절단부(210)로 이송될 수 있다.
도 7은 도 1의 절단부의 평면도이다. 도 8는 도 1의 횡방향 절단부의 정면도이다. 도 9은 도 1의 종방향 절단부의 정면도이다. 도 1, 도 7 및 도 8을 참고하면, 절단부(200)는 회방향 절단부(210) 및 종방향 절단부(220)를 포함할 수 있다.
한편, 횡방향 절단부(210)에 대한 설명은 도 1, 도 7 및, 도 7을 참고하여 설명할 수 있다. 횡방향 절단부(210)는 버너가공된 석재(P)를 이송방향과 평행인 횡방향으로 절단할 수 있다.
횡방향 절단부(210)는 2개의 지지기둥(211,212), 지지보(213), 횡방향 절단커터 설치보(215), 2개의 커터 높이조절구동기(214a,214b), 복수의 횡방향 절단 커터모듈(216)을 구비할 수 있다.
2개의 지지기둥(211,212)은 각각 상하방향으로 연장되어 메인프레임(10)에 연결될 수 있다. 한편, 지지보(213)는 종방향을 따라서 연장되어 2개의 지지기둥(211,212)을 연결할 수 있다.
횡방향 절단커터 설치보(215)는 종방향을 따라서 연장되어 2개의 지지기둥(211,212)을 연결할 수 있다. 또한, 횡방향 절단커터 설치보(215)에는 복수의 횡방향 절단 커터 모듈(216)이 종방향을 따라서 배치되도록 설치될 수 있다. 한편, 횡방향 절단커터 설치보(215)는 상하방향으로 왕복운동이 가능하도록 결합될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 2개의 지지기둥(211,212)의 내부에 상하방향을 따라서 연장되는 스크루 샤프트와 횡방향 절단 커터 설치보(215)에 고정되고 스크루 샤프트를 따라서 상하방향으로 이동하는 볼스크류를 구비할 수 있다.
2개의 커터 높이조절구동기(214a,214b)는 스크루 샤프트와 볼스크류를 구동하는 회전모터가 될 수 있다.
복수의 횡방향 절단 커터모듈(216)은 횡방향 절단커터 설치보(215)의 종방향을 따라서 배치될 수 있다. 횡방향 절단커터 모듈(216)은 결합몸체(217), 커터(218), 종방향 폭조절 구동기(219)를 구비할 수 있다.
횡방향 절단커터 설치보(215)와 결합몸체(217)는 래크-피니언 연결구조로 결합될 수 있다. 이에 따라, 결합몸체(217)는 횡방향 절단커터 설치보(215)에 종방향을 따라 이동될 수 있다.
커터(218)는 회전하는 원형 티스크형상으로, 결합몸체(217)에 결합될 수 있다. 커터(218)의 상부는 커버(218a)에 의해 보호될 수 있다. 커터(218)는 구동모터(미도시)에 의해 회전됨으로써, 석재(P)를 횡방향 절단할 수 있다.
횡방향 절단부(210)에서 절단된 석재(P)는 이송수단(400)에 의해 종방향 절단부(220)로 이송될 수 있다.
한편, 종방향 절단부(220)는 도 1, 도 7, 및 도 9을 통해 설명할 수 있다. 종방향 절단부(220)는 횡방향 절단된 석재(P)를 종방향으로 절단을 수행할 수 있다.
종방향 절단부(220)는 4개의 지지기둥(221a 내지 221d), 2개의 전방 지지보(222a, 222b), 2개의 후방 지지보(222c, 222d), 2개의 우측지지보(223a, 223b), 2개의 좌측 지지보(223c, 223d), 2개의 연결기둥(224a, 224b), 2개의 전방 커터 종방향 이송 구동기(224c, 224d), 2개의 후방커터 종방향 이송 구동기(224e, 224f), 종방향 절단 커터 설치보(225), 2개의 높이 조절 구동기(225a, 225b), 복수의 종방향 절단 커터 모듈(226)을 구비할 수 있다.
4개의 지지기둥(221a 내지 221d)는 일측(도3 우측) 전방 및 후방에 각각 위치하는 제1 및 제2 지지기둥(221a, 221b), 타측(도3 좌측) 전방 및 후방에 각각 위치하는 제3 및 제4 지지기둥(221c, 221d)을 구비할 수 있다. 4개의 지지기둥(221a 내지 221d)은 메인프레임(10)에 연결될 수 있다.
2개의 후방 지지보(222c, 222d)는 종방향으로 연장되어 제2 지지기둥(221b) 및 제4 지지기둥(221d)를 연결할 수 있다. 또한, 2개의 전방 지지보(222a, 222b)는 종방향으로 연장되어 제1 지지기둥(221a) 및 제3 지지기둥(221c)를 연결할 수 있다.
2개의 우측지지보(223a, 223b)는 횡방향으로 연장되어 제1 지지기둥(221a)과 제2 지지기둥(221b)을 연결할 수 있다. 또한, 2개의 좌측 지지보(223c, 223d)는 횡방향으로 연장되어 제3 지지기둥(221c)과 제4 지지기둥(221d)을 연결할 수 있다.
2개의 연결기둥(224a, 224b)은 후방 연결기둥(224b)과 전방 연결기둥(224a)를 구비한다. 여기서, 후방 연결기둥(224b)은 상하방향으로 연장되어 2개의 후방지지보(222c,222d)를 연결할 수 있다. 또한, 후방 연결기둥(224b)은 후방지지보(222c,222d)에 종방향을 따라서 왕복이동이 가능하도록 결합될 수 있다.
한편, 전방 연결기둥(224a)은 상하방향으로 연장되어서 2개의 전방 지지보(222a, 222b)를 연결할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 후방 지지보(222c,222d) 내부에 종방향을 따라서 연장되는 스크루 샤프트와 연결기둥(224a, 224b)에 고정되고 스크루 샤프트를 따라서 이동하는 볼스크류를 구비하여 종방향을 따라 왕복이동이 가능하도록 할 수 있다. 이때, 스크루 샤프트 및 볼스크류는 2개의 전방 커터 종방향 이송 구동기(224e, 224f)에 의해 구동될 수 있다.
종방향 절단커터 설치보(225)는 횡방향을 따라서 연장되어 후방 연결기둥(224b)과 전방 연결기둥(224a)를 연결할 수 있다. 또한, 종방향 절단커터 설치보(225)에는 다수의 종방향 절단 커터 모듈(226)이 횡방향을 따라서 배치되도록 설치될 수 있다. 한편, 종방향 절단커터 설치보(225)는 상하방향으로 왕복운동이 가능하도록 결합될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 연결기둥(224a, 224b)의 내부에 상하방향을 따라서 연장되는 스크루 샤프트와 종방향 절단 커터 설치보(225)에 고정되고 스크루 샤프트를 따라서 상하방향으로 이동하는 볼스크류를 구비할 수 있다.
2개의 커터 높이 조절 구동기(225a, 225b)는 스크루 샤프트와 볼스크류를 구동하는 회전모터가 될 수 있다.
복수의 종방향 절단 커터 모듈(226) 종방향 절단커터 설치보(225)에 이송방향과 평행한 종방향을 따라서 배치될 수 있다. 종방향 절단커터 모듈(226)은 결합몸체(227), 커터(228), 횡방향 폭조절 구동기(229)를 구비할 수 있다.
종방향 절단커터 설치보(225)와 결합몸체(227)는 래크-피니언 연결구조로 결합될 수 있다. 이에 따라, 결합몸체(227)는 종방향 절단커터 설치보(225)의 횡방향을 따라 이동될 수 있다.
커터(228)는 회전하는 원형 티스크형상으로, 결합몸체(227)에 결합될 수 있다. 커터(228)의 상부는 커버(228a)에 의해 보호될 수 있다. 커터(228)는 구동모터(미도시)에 의해 회전됨으로써, 석재(P)를 종방향 절단할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 석재 자동 다듬가공 및 절단 시스템의 석재 자동 다듬가공 및 절단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
석재(P)를 이송수단(400)위에 로딩하고(S10), 롤러 구동모터(60)의 구동력에 의해 이송수단(400)의 롤러 컨베이어부(30)를 회전시켜 롤러 컨베이어부(30) 위에 로딩된 석재(P)를 수평방향(또는 횡방향)으로 이송시킨다(S20).
석재(P)가 이송되어 다듬 가공부(100)에 로딩되면, 보호커버를 장착하여(S30), 쇼트볼(140)의 투사시 주변을 보호 할 수 있다.
다음으로, 쇼트 블라스트(111)에 에어압을 공급하여 석재(P) 표면에 쇼트볼(140)을 투사시킬 수 있다(S40). 이때, 석재(P) 표면은 투사되는 쇼트볼(140)에 의해, 표면에 요철 및 엠보싱 형상을 형성할 수 있다. 이에 따라, 석재(P)의 표면은 마찰력이 증가하게 되어 석재(P)의 표면 상에서 사람 또는 사물 등이 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 석재(P)가 건축용 외장재로 사용될 때에는 미적인 효과 또한 나타나게 된다.
이후, 석재(P) 표면을 주시하는 영상촬영부(120)로부터의 영상 결과를 이용하여 석재(P) 표면의 요철 또는 엠보싱 형상 정도를 판단한다(S50). 그 판단 결과에 따라 석재(P) 표면에서 다듬 가공이 더 필요하다고 판단되는 영역은 선택적으로 다듬 가공을 추가적으로 실시하여 다듬가공 정도를 보정할 수 있다(S60).
여기서, 모니터 또는 PC에는 표면의 다듬가공 정도를 판단할 수 있는 여러 파라피터들(예를 들어, 표면에 형성되는 홈의 깊이, 너비, 형상 등 표면의 요철 또는 엠보싱 형성 정도를 파악할 수 있는 여러 가지 요소들)에 대한 기준 데이터 정보가 저장되어 있다.
모니터 또는 PC는 영상촬영부(120)로부터의 영상 결과를 기준 데이터 정보와 비교 대조하여 보정이 필요한 영역 및 보정 정도를 판단하고 그 결과를 사용자에게 제시하게 된다. 이러한 결과를 이용하여 사용자는 직접 보정이 필요한 영역에 추가작업을 실시할 수 있고 별도의 시스템을 마련하여 추가작업이 자동으로 진행되도록 할 수 있다.
한편, 석재(P) 표면에 형성하고자 하는 요철 및 엠보싱 정도에 따라 복수의 쇼트 블라스트(111)의 위치 및 공급되는 에어압을 조절하여 다듬가공을 수행할 수 있다.
한편, 센서부(미도시)는 석재(P) 표면의 다듬 가공이 실시되는 동안 석재(P)의 정위치 여부를 실시간으로 판단하고 판단결과를 사용자에게 전달한다. 이에 따라, 사용자는 석재(P)가 정위치에 위치하지 않음을 인지하게 되면 언제라도 작업을 중단시켜 불필요한 작업이 진행되지 않도록 할 수 있다.
다음으로, 투사된 쇼트볼(140)은 재사용되도록 순환시켜 줄 수 있다(S70).
다음으로, 석재표면에 에어압을 공급하여 불순물 제거 한 후(S80), 다듬 가공된 석재(P)를 횡방향 절단부(210)로 이송시켜 횡방향으로 절단시킬 수 있다(S90).
다음으로, 횡방향 절단된 석재를 종방향 절단부(220)로 이송시켜 종방향으로 절단시킬 수 있다(S100).
이때, 절단부(200)에 구비된 복수의 횡방향 절단 커터(218) 및 종방향 절단 커터(228)들 사이의 간격이 용이하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 다양한 크기의 석재를 동시에 대량으로 생산할 수 있다. 또한, 석재의 이송방향을 따라서 차례로 횡방향 절단 및 종방향 절단하는 절단작업을 자동화하여 작업의 신뢰성 향상시키고, 작업시간을 단축시킬 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
300 : 석재 자동 다듬가공 및 절단 시스템 400 : 이송수단
100 : 다듬 가공부 110 : 쇼트볼 구동부
190 : 보호 커버 111 : 쇼트 블라스트
140 : 쇼트볼 200 : 절단부
210 : 횡방향 절단부 220 : 종방향 절단부
500 : 영상촬영부

Claims (8)

  1. 석재가 수평방향으로 이송되는 이송수단;
    상기 석재가 이송되는 이송방향과 직각인 종방향으로 수직이동이 가능하며, 상기 이송된 석재의 표면에 복수의 쇼트볼 투사하여 다듬 가공하는 적어도 하나의 쇼트 블라스트를 구비하는 다듬 가공부; 및,
    상기 다듬 가공된 석재를 절단하는 절단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송수단은
    상기 석재가 로딩되어 이송되는 롤러 컨베이어부;
    상기 롤러 컨베이어부가 안착되는 메인 프레임;을 포함하고,
    상기 다듬 가공부 및 상기 절단부는, 상기 메인 프레임에 연결되어 지지되는 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다듬 가공부는
    상기 석재에 쇼트볼을 투사시켜 다듬 가공하는 쇼트볼 구동부; 및,
    상기 쇼트볼 구동부의 구동시, 석재에 투사되는 복수의 쇼트볼로부터 주변을 보호하는 보호커버;를 포함하며,
    상기 쇼트볼 구동부는,
    수평한 방향으로 연장된 수평 프레임;
    롤스크류를 구비하며, 상기 수평프레임의 양 끝단에서 아래 방향으로 신장되는 수직바;
    상기 수직바가 삽입되며 상기 메인 프레임에 체결되는 수직 프레임;
    상기 쇼트 블라스트의 수직이동을 위한 구동력을 공급하는 구동모터;
    상기 롤스크류와 치합되는 나사산 형태 또는 볼 스크류 형태이며, 상기 구동모터에 의해 롤스크류가 회전되면, 리프트되는 치합부; 및,
    상기 적어도 하나의 쇼트 블라스트가 배치되고, 양끝단이 상기 치합부와 연결되고, 상기 치합부와 연동하여 리프트되는 이동축;을 포함하며,
    상기 이동축은,
    회전력에 의해 회전가능한 기어; 및,
    상기 기어와 치합되어 상기 기어의 회전에 의해 위치가 가변되는 스크류;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 쇼트 블라스트는, 상기 스크류의 위치 가변과 연동되어, 평면상에서 상기 이송방향에 직각인 종방향으로 위치이동이 가능한 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다듬가공부는,
    상기 쇼트 블라스트에 에어압을 공급하여 상기 쇼트볼을 투사시키는 에어공급부; 및,
    상기 투사된 쇼트볼이 재사용되도록 순환시키는 쇼트볼 순환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다듬 가공부는,
    상기 석재의 정위치 여부를 실시간으로 판단하고 판단결과를 사용자에게 전달하는 센서부;
    상기 이송수단 위에서 상기 석재의 표면을 주시하는 영상촬영부; 및,
    상기 영상촬영부로부터의 촬영 결과로부터 석재 표면의 다듬 가공 정도를 판단하고 판단결과를 사용자에게 제시하는 모니터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 절단부는,
    상기 이송방향에 직각인 종방향을 따라서 배치되는 복수의 횡방향 절단 커터를 구비하며, 상기 다듬 가공된 석재를 횡방향으로 절단하는 횡방향 절단부; 및,
    상기 이송방향에 평행인 횡방향을 따라서 배치되는 복수의 종방향 절단 커터, 상기 복수의 종방향 절단 커터를 종방향으로 이송시키는 커터 종방향 이송 구동기를 구비하며, 상기 횡방향으로 절단된 석재를 종방향으로 절단하는 종방향 절단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 횡방향 절단부는,
    상기 복수의 횡방향 절단 커터 각각이 고정되는 복수의 결합 몸체; 및,
    상기 결합 몸체 각각이 개별적으로 종방향을 따라서 이동이 가능하게 결합되는 횡방향 절단 커터 설치보;를 더 포함하며,
    상기 횡방향 절단부의 결합 몸체는, 상기 횡방향 절단 커터 설치보에 대한 종방향 이동을 구동시키는 종방향 폭조절 구동기를 포함하고,
    상기 종방향 절단부는,
    상기 복수의 종방향 커터 각각이 고정되는 복수의 결합 몸체; 및,
    상기 복수의 결합 몸체 각각이 개별적으로 횡방향을 따라서 이동이 가능하게 결합되는 종방향 절단 커터 설치보;를 더 포함하며,
    상기 종방향 절단부의 결합 몸체는, 상기 종방향 절단 커터 설치보에 대한 횡방향 이동을 구동시키는 횡방향 폭조절 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 시스템.
  8. 석재를 이송수단위에 로딩하는 단계;
    상기 석재를 수평방향으로 이송시키고 수직이동이 가능한 적어도 하나의 쇼트 블라스트에 구비된 복수의 쇼트볼을 상기 석재 표면에 투사시켜 다듬 가공하는 단계;
    상기 다듬 가공된 석재를, 이송방향에 평행인 횡방향으로 절단하는 횡방향 절단단계; 및,
    상기 횡방향으로 절단된 석재를, 이송되는 이송방향에 직각인 종방향으로 절단하는 종방향 절단단계;를 포함하며,
    상기 석재 표면을 다듬 가공하는 단계는,
    상기 석재에 투사되는 복수의 쇼트볼로부터 주변을 보호하는 보호커버를 장착하는 단계;
    상기 쇼트 블라스트에 에어압을 공급하여 상기 석재 표면에 상기 쇼트볼을 투사시키는 단계;
    상기 석재 표면을 주시하는 영상촬영부를 이용하여 상기 석재 표면의 요철 또는 엠보싱 형성 정도를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과에 따라 상기 석재 표면의 요철 또는 엠보싱 형성 정도를 보정하는 단계; 및,
    상기 투사된 쇼트볼이 재사용되도록 순환시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석재 자동 다듬 가공 및 절단 방법.
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