KR20160010681A

KR20160010681A - 절단 장치 및 절단 방법

Info

Publication number: KR20160010681A
Application number: KR1020140090195A
Authority: KR
Inventors: 문창호; 남현웅; 최강혁; 김병진; 이미현; 김홍기; 이성진; 천명식
Original assignee: 주식회사 포스코; 주식회사 신진에스엠
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-01-28
Also published as: EP3170600A1; JP2017521270A; JP6368422B2; WO2016010392A1; MX2017000554A; EP3170600A4; US20170157686A1; KR101630925B1

Abstract

본 발명은 절단 대상물을 복수 회 절단하여, 원하는 단면을 가지는 절단물을 생성하는 것이 가능한 절단 장치를 제공하는 것으로, 절단 대상물을 공급하는 공급부; 상기 공급부로부터 제공된 절단 대상물을 절단하는 제 1 절단부; 상기 제 1 절단부에서 절단된 중간 절단물을 이송시키도록 상기 제 1 절단부에 연이어 배치된 이송부; 및 상기 이송부로부터 제공된 중간 절단물을 받아 절단하도록 상기 이송부에 연이어 배치된 제 2 절단부;를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물을 절단하도록 이동 및 회전가능하게 구성된 톱날부를 포함하며, 상기 톱날부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물 상측에 회전축이 위치하는 절단 장치를 제공한다.

Description

절단 장치 및 절단 방법{Cutting Device and Cutting Method}

본 발명은 소재를 절단하는 절단 장치 및 절단 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라브와 같은 대형 소재를 원하는 단면을 가지는 소재, 예를 들면 빌렛으로 절단하는 절단 장치 및 절단 방법에 대한 것이다.

종래의 금속판 특히 후판을 절단하는 경우 가스토치를 사용하였다. 가스 토치를 통하여 금속판을 절단하는 경우 가스토치에 의하여 가열된 금속판이 산소와 산화반응을 일으키게 되고 산화반응열에 의하여 가열된 부분에 금속 용융부가 생성되어 금속 용융부가 중력에 의해 하방으로 흘러 금속판 사이에 틈이 발생함으로써 금속판이 절단되도록 하는 원리를 갖고 있다.

이러한 경우 하방으로 흘러내리는 용융된 금속은 절단면의 하부 및 금속판의 하부면과 에지부에 맺혀 절단설을 형성하게 된다. 이러한 절단설은 용융 절단의 경우에 불가피하게 발생한다. 또한, 용융방식은 속도가 느리며, 슬라브 내부의 불순물(개재물)에 의한 절단면 불량 및 열변형에 의한 평탄도 불량의 문제가 있다. 특히 절단 대상물의 두께가 두꺼울수록 많은 열이 필요하기 때문에 사각 단면의 확보가 어려우며, 이는 슬라브를 절단하여 빌렛으로 형성하는 경우에 제조된 빌렛의 2차 가공을 야기한다는 문제점이 있다.

이에 특허문헌 1 과 같은 기계식 절단 장치가 제안된 바 있다. 특허문헌 1 에서는 원형 또는 다각형의 단면을 가진 금속소재를 클램핑한 후 로딩부에 안착시켜 원형톱을 이용하여 수평절단하는 구조이다. 이를 위해 동력을 발생시키는 전동모터와, 건물의 바닥면에 설치되는 하부 프레임위에 설치되어 전동모터의 회전수를 감속시키는 박스형 동력전달 장치와, 상기 동력전달 장치의 출력축에 고정되어 고속으로 회전하면서 소재를 절단하는 원형톱 등으로 구성되어 있으며, 이때 절단소재는 원형톱 축과 수평한 위치에 있다.

이러한 특허문헌 1 의 경우에 소형 원형 또는 각형 단면을 가진 금속소재의 단면방향 고속절단은 가능할 수 있으나, 원형톱에 작용하는 절단부하(중력방향으로 작용하는 절삭 저항)와 무거운 무게를 가진 동력전달장치의 이송방향(중력반대 방향)이 동일하기 때문에 대형의 유압실린더가 필요하여 절단기의 크기가 대형화되고, 그 무게로 인해 원활한 상하강 직선운동을 하지 못하거나, 톱날 진동에 의해 절단면의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

특허문헌 1: 대한민국공개특허 제2011-0035458호

본 발명은 절단 대상물을 복수 회 절단하여, 원하는 단면을 가지는 절단물을 생성하는 것이 가능한 절단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 슬라브를 슬라브와 동일한 길이를 가지는 빌렛으로 절단하는 것이 가능한 절단 장치 및 절단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 서로 다른 절단 속도를 가지는 절단기가 연속적으로 절단하는 것이 가능한 절단 장치 및 절단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 절단 장치 및 절단 방법을 제공한다.

본 발명은 절단 대상물을 공급하는 공급부; 상기 공급부로부터 제공된 절단 대상물을 절단하는 제 1 절단부; 상기 제 1 절단부에서 절단된 중간 절단물을 이송시키도록 상기 제 1 절단부에 연이어 배치된 이송부; 및 상기 이송부로부터 제공된 중간 절단물을 받아 절단하도록 상기 이송부에 연이어 배치된 제 2 절단부;를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물을 절단하도록 이동 및 회전가능하게 구성된 톱날부를 포함하며, 상기 톱날부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물 상측에 회전축이 위치하는 절단 장치를 제공한다.

이때, 이송부는 상기 중간 절단물을 받아서 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 회전시키는 회전부를 포함하여, 상기 제 1 절단부의 절단면과 상기 제 2 절단부의 절단면은 상기 절단 대상물을 기준으로 봤을 때 서로 교차할 수 있다.

본 발명에서 상기 제 1 절단부 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물을 이송 방향에 대하여 수직한 방향으로 절단할 수 있다.

또, 상기 제 1 및 제 2 절단부는 상면에 절단 대상물 또는 중간 절단물 위치되는 받침부, 상기 받침부의 상면에 지지되는 프레임부 및 상기 프레임부를 따라서 이동되는 상기 톱날부를 포함하며, 상기 톱날부는 절단 이동시 이동 방향의 전단부 톱날이 하방으로 회전되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 절단부는 절단 이동시 톱날부의 이동 방향 후방에 설치되되 상기 톱날부가 지나간 후 절단면 사이를 소정거리 이격시키는 이격부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물을 상기 받침부 방향으로 가압하여 고정시키는 고정부를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 이송부는 중간 이송물을 회전시키는 회전 이송부와 중간 이송물을 보관하는 버퍼부를 포함할 수 있으며, 상기 회전 이송부와 버퍼부는 중간 절단물의 이송 방향을 따라서 순차적으로 배치될 수도 있다.

또한, 상기 회전 이송부는 상기 중간 절단물의 적어도 한 측면과 하면을 지지하는 지지부, 상기 지지부에 연결되어 상기 지지부를 이동 및 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 지지부는 상기 중간 절단물의 이송 방향에 수직한 방향을 따라서 배치된 복수 개의 지지 플레이트를 포함하며, 상기 구동부는 상기 지지부를 상기 중간 이송물의 이송 방향을 따라서 이동시키는 제 1 구동부와, 상기 지지부를 이송 방향에 대하여 수직한 축을 중심으로 회전시키는 제 2 구동부를 포함할 수 있다.

위와 다르게, 본 발명은 절단 대상물을 공급하는 공급부; 상기 공급부로부터 제공된 절단 대상물을 절단하는 제 1 절단부; 상기 제 1 절단부로부터 제공된 중간 절단물을 받아 절단하도록 상기 제 1 절단부에 이어 배치된 제 2 절단부;를 포함하며, 상기 제 1 절단부의 절단면과 상기 제 2 절단부의 절단면은 서로 교차하는 절단 장치를 제공한다.

이때, 상기 제 1 절단부에서 절단된 상기 중간 절단물을 이송시키도록 상기 제 1 절단부에 연이어 배치된 이송부;를 더 포함하며, 상기 이송부는 상기 중간 절단물을 받아서 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다.

또, 상기 제 1 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물을 절단하도록 이동 및 회전가능하게 구성된 톱날부를 포함하며, 상기 톱날부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물 상측에 회전축이 위치할 수 있다.

본 발명에서 상기 제 1 절단부는 상기 제 2 절단부 보다 높은 위치에 배치되며, 상기 제 1 절단부와 제 2 절단부의 높이 차는 적어도 제 1 절단부에 의해서 절단되는 이송 방향으로의 길이보다 클 수 있다.

또한, 상기 이송부는 중간 이송물을 회전시키는 회전 이송부와 중간 이송물을 보관하는 버퍼부를 포함하며, 상기 버퍼부와 상기 회전 이송부 중 적어도 어느 한 곳에서는 상기 중간 이송물이 적층되어 배치되도록 구성될 수 있다.

본 발명에서 상기 회전 이송부와 버퍼부는 순차적으로 배치되며, 상기 버퍼부는 공급면이 상기 제 2 절단부의 소재 배치위치와 동일한 높이를 가지도록 구성될 수 있다.

본 발명의 지지부의 상기 지지 플레이트는 L 자형으로 구성되며, 상기 지지부는 상기 지지 플레이트를 일체로 연결하는 바아를 포함하며, 상기 바아에 상기 제 1 구동부 및 제 2 구동부가 연결되며, 상기 바아에는 상기 제 1 구동부로 인한 이송 방향으로의 움직임을 가이드 하는 가이드부가 연결될 수 있다.

이때, 상기 가이드부는 상기 바아의 단부에 베어링 수단을 통하여 회전 가능하게 연결된 피니언과, 상기 피니언에 대응되는 위치에서 이송 방향으로 연장 형성된 렉을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 공급부는 상기 절단 대상물 하방에 위치하며 요철형상을 가지는 로딩 베드; 상기 로딩 베드의 철부에 배치되며 상기 절단 대상물의 폭 방향 및 이송 방향으로 일정 간격으로 배치된 복수의 지지롤; 및 상기 로딩 베드의 요부에 배치되며 상기 절단 대상물을 제 1 절단부로 밀어내는 푸싱 수단;을 포함할 수 있다.

이때, 상기 지지롤은 상기 제 1 절단부에 인접할수록 지지롤 사이의 이송방향으로의 거리가 점점 좁아질 수 있으며, 상기 요부의 저면에는 이송 방향을 따라서 슬라이딩 가이드가 구성되며, 상기 푸싱 수단은 상기 슬라이딩 가이드를 따라서 이동되도록 구성될 수 있다.

본 발명은 절단 대상물을 공급하는 공급 단계; 상기 절단 대상물을 이송 방향을 따라서 일정한 간격으로 절단하는 제 1 절단 단계; 상기 제 1 절단 단계에서 절단된 중간 절단물을 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 회전시키는 회전 단계; 및 회전된 상기 중간 절단물을 이송 방향을 따라서 일정한 간격으로 절단하는 제 2 절단 단계;를 포함하는 절단 방법을 제공한다.

본 발명에서 상기 회전 단계에서는 상기 중간 절단물을 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 90 도 회전시킬 수 있다.

또, 상기 회전 단계는 상기 제 1 절단 단계를 통과한 중간 절단물을 받아서 일정 거리 이동시키는 제 1 이동 단계; 상기 중간 절단물을 회전시키는 중간 회전 단계; 및 회전된 상기 중간 절단물을 제 2 절단 단계로 공급하는 제 2 이동 단계;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제 2 이동 단계에서는 복수의 중간 절단물을 한번에 이동시키도록 상기 중간 절단물의 측면끼리 면접촉한 상태에서 이송방향으로 밀어낼 수도 있다.

본 발명의 절단 방법은 상기 중간 회전 단계 이후에 회전된 상기 중간 절단물을 복수 층으로 적층하는 적층 단계를 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 제 2 절단 단계는 적층된 복수의 중간 절단물을 동시에 절단할 수도 있다.

본 발명의 절단 방법에서 상기 절단 대상물은 단면이 직사각형인 슬라브이며, 상기 제 2 절단 단계에서는 상기 중간 절단물을 단면이 상기 슬라브보다 작은 직사각형인 빌렛으로 절단하는 것일 수 있다.

본 발명은 절단 대상물을 복수 회 절단하여, 원하는 단면을 가지는 절단물을 생성하는 것이 가능한 절단 장치 및 절단 방법을 제공할 수 있다. 특히, 기계절단을 이용하여 빠르면서도 절단면의 형상이 좋은 절단물을 제공하는 것이 가능하며, 불량이 적어 수율의 향상이 가능하다.

본 발명은 슬라브를 슬라브와 동일한 길이를 가지는 빌렛으로 절단하는 것이 가능한 절단 장치 및 절단 방법을 제공할 수 있으며, 슬라브로부터 다수의 빌렛을 지속적으로 생산할 수 있어서, 빌렛 생산성이 크게 향상될 수 있다.

본 발명은 서로 다른 절단 속도를 가지는 절단기가 연속적으로 절단하는 것이 가능한 절단 장치 및 절단 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 공급부의 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 제 1 절단부의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 이송부 중 회전부의 사시도이다.
도 5a~d 는 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 이송부 중 회전부의 동작도이다.
도 6 은 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 이송부 중 버퍼부의 사시도이다.
도 7a~e는 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 이송부 중 버퍼부의 동작도이다.
도 8 은 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 버퍼부의 측면도이다.
도 9 는 본 발명의 절단 장치의 일실시예의 제 2 절단부의 개략도이다.
도 10 은 본 발명의 절단 방법의 일실시예의 개략도이다.
도 11 은 본 발명의 절단 방법의 일실시예의 순서도이다.
도 12 는 본 발명의 절단 방법의 다른 실시예의 개략도이다.
도 13 은 본 발명의 절단 방법의 다른 실시예의 순서도이다.
도 14 는 본 발명의 절단 방법의 또다른 실시예의 개략도이다.
도 15 는 본 발명의 절단 방법의 또다른 실시예의 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 본 발명은 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 다양하게 변형실시될 수 있다.

도 1 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 사시도가 도시되어 있다. 도 1 에서 보이듯이, 본 발명의 절단 장치(1)는 절단 대상물(S), 예를 들면 슬라브를 공급하는 공급부(100), 상기 공급부(100)로부터 제공된 절단 대상물(S)을 절단하는 제 1 절단부(200), 상기 제 1 절단부(200)에서 절단된 중간 절단물(I)을 이송시키도록 상기 제 1 절단부(200)에 연이어 배치된 이송부(300), 상기 이송부(300)로부터 제공된 중간 절단물(I)을 받아 절단하도록 상기 이송부(300)에 연이어 배치된 제 2 절단부(600) 및 상기 제 2 절단부(600)에서 절단된 절단물(B)을 이송 배출하는 배출부(700)를 포함한다. 공급부(100), 제 1 절단부(200), 이송부(300), 제 2 절단부(600), 배출부(700)는 절단 대상물(S)의 이송방향을 따라서 순차적으로 배치된다.

제 1 및 제 2 절단부(200, 600)는 상기 절단 대상물(S) 또는 중간 절단물(I)을 절단하도록 이동 및 회전가능하게 구성된 톱날부(230, 630)를 포함하며, 상기 톱날부(230, 630)는 상기 절단 대상물(S) 또는 중간 절단물(I) 상측에 회전축이 위치한다.

공급부(100)는 절단 대상물(S)을 제 1 절단부(200)로 공급하도록 절단 대상물(S)에 맞닿는 푸싱바(140)와 이에 연결된 푸싱 수단(130)을 포함하며, 이 푸싱 수단(130)은 요철 형태의 로딩 베드(110)의 요부(111)에 설치된다. 한편, 절단 대상물(S)을 지지 하도록 로딩 베드(110)의 철부에는 지지롤(150)이 형성된다. 따라서 절단 대상물(S)은 지지롤(150)에 지지된 상태에서 푸싱 수단(130)을 통하여 제 1 절단부(200)로 이동된다.

제 1 절단부(200)와 제 2 절단부(600)는 이 실시예에서 기본적 구성이 유사하다. 제 1 및 제 2 절단부(200, 600)는 롤을 포함하며 절단 대상물(S)의 하부에 배치되는 받침부, 상기 받침부의 상면에 지지되는 프레임부(210, 610) 및 상기 프레임부(210, 610)를 따라서 이동되는 상기 톱날부(230, 630)를 포함한다. 톱날부(230, 630)는 제 1 구동부(220, 620)와 연결되어 회전되며, 제 2 구동부(240, 640)에 연결되어 절단 대상물(S)의 이송방향에 수직한 방향으로 전후 이동된다. 제 1 구동부(220, 620)는 톱날부(230, 630)가 절단 이동시 이동 방향의 전단부 톱날이 하방으로 회전시킨다.

톱날부(230, 630)의 이동방향 전방에는 절단 대상물(S)의 이송방향으로 톱날부(230, 630)에 근접해서 절단 대상물(S)을 가압하여 고정시키는 고정부(250)가 배치된다. 고정부(250)는 절단 대상물(S)을 받침부 방향으로 가압하여 절단 대상물(S)이 이동/진동하는 것을 방지한다.

한편, 제 1 절단부 및 제 2 절단부(200, 600)의 외부 프레임에는 상기 톱날부(230, 630)가 통과하여 절단된 단면을 서로 이격시키도록 단부가 고정되며, 절단 대상물(S)의 절단면으로 쐐기부를 밀어 넣는 이격부가 배치된다.

제 1 절단부(200)는 절단 대상물(S)을 이송방향에 수직한 방향을 따라서 일정 간격으로 절단한다. 이때 절단되는 간격은 절단물(B)의 단면 길이에 해당한다.또한, 제 2 절단부(600) 역시 중간 절단물(I)을 중간 절단물의 이송 방향에 수직한 방향을 따라서 일정 간격으로 절단한다. 이때, 절단되는 간격은 절단물(B)의 단면 폭에 해당한다. 따라서, 정사각 단면의 빌렛을 형성하는 경우에 제 1 절단부(200)와 제 2 절단부(600)는 동일한 간격으로 절단을 수행한다.

제 1 절단부(200)와 제 2 절단부(600) 사이에는 중간 절단물(I)을 이송방향에 수직한 방향을 중심으로 회전시키는 회전부(400)를 포함하는 이송부(300)가 배치된다.

회전부(400)는 제 1 절단부(200)를 통과한 중간 절단물(I)의 적어도 한 측면과 하면을 지지하는 지지부(430), 상기 지지부(430)에 연결되어 상기 지지부(430)를 이동 및 회전시키는 구동부(420, 440)를 포함한다. 회전부(400)는 중간 절단물(I)을 회전시켜, 제 1 절단부(200)가 절단하는 절단면이, 상기 제 2 절단부(600)의 절단면과 상기 절단 대상물(S)을 기준으로 봤을 때 서로 교차하게 한다. 즉, 제 1 절단부(200)는 절단물(B)의 단면 길이를, 제 2 절단부(600)는 절단물(B)의 단면 폭을 결정하게 한다.

이송부(300)는 회전부(400)에 이어서 버퍼부(500)를 포함한다, 버퍼부(500)는 제 1 절단부(200)와 제 2 절단부(600)의 절단 속도 차이로 인하여, 중간 절단물(I)이 없거나, 적체되는 것을 방지하도록 중간 절단물(I)이 복수 개 놓일 수 있는 공간을 가진다. 버퍼부(500)는 복수의 중간 절단물을 한번에 이동시키는 플레이트(520) 및 그에 연결된 구동부(540)를 포함한다.

이송부(300)를 통과한 중간 절단물(I)은 제 2 절단부(600)에 의해서 한번 더 절단된다. 제 2 절단부(600)의 구성은 제 1 절단부(200)와 유사하나, 본 실시예에서는 제 1 절단부(200)보다 얇은 두께의 중간 절단물(I)을 절단하기 때문에, 제 2 절단부(600)의 톱날부(630)의 직경이 제 1 절단부(200)의 톱날부(230)의 직경보다 작다.

제 2 절단부(600)를 통과하여 절단된 절단물(B)은 배출부(700)에 의해서 배출된다. 배출부(700) 위치에 추가 절단을 위한 이송부가 배치될 수도 있으며, 이 실시예에서는 제 1 절단기(200)와 제 2 절단기(600) 후단에 배출부(700)가 배치된다.

도 2 내지 도 9 를 통하여 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 구성을 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 2 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 공급부(100)의 사시도가, 도 3 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 제 1 절단부(200)의 개략도가, 도 4 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 이송부(300) 중 회전부(400)의 사시도가, 도 5a~d 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 이송부(300) 중 회전부(400)의 동작도가, 도 6 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 이송부(300) 중 버퍼부(500)의 사시도가, 도 7a~e 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 이송부(300) 중 버퍼부(500)의 동작도가, 도 8 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 버퍼부(500)의 측면도가, 도 9 에는 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 제 2 절단부(600)의 개략도가 도시되어 있다.

도 2 에서 보이듯이, 본 발명의 절단 장치(1)의 일실시예의 공급부(100)는 무게가 무거운 슬라브와 같은 절단 대상물(S)의 이동중 균일한 지지력을 부여하고, 절단 대상물 표면에 마찰 흠이 발생하는 것을 방지하기 위해 별도의 구동수단 없이 슬라브 하부면과의 마찰에 의해 단순 회전하는 지지롤(150~156)을 절단 대상물의 폭 방향을 따라 간헐적으로 다수 배열하고, 상기 지지롤(150)은 절단 대상물(S)의 길이 방향으로 요철 형태의 로딩 베드(110) 위에 고정된 회전축(151a)에 의해 지지된다. 이때 로딩 베드(110)의 요철수는 절단하고자 하는 절단 대상물(S)의 최소 길이에 기준하여 최소 2 이상 배치된다.

또한, 하나의 절단 대상물(S)에 대해 1차 절단이 진행됨에 따라서 절단 대상물의 폭은 점차 감소하므로, 협소한 절단 대상물(S)이 제 1 절단부(200)로 로딩되는 중 지지롤(151~155) 사이에 빠지는 것을 방지하기 위해 같은 로딩 베드(110) 열위에 위치한 지지롤(150~156)간의 중심거리는 제 1 절단부(200)에 가까워질수록 짧아질 수 있다.

또한, 공급부(100)는 절단 대상물(S)의 길이 방향이 절단방향 (원형톱 중심의 진행 방향)과 항상 평행하도록 하면서 절단 대상물(S)을 절단치수 (제조하고자 하는 절단물의 단면길이 Hb)만큼 이동시키기 위해 로딩 베드(110)의 요철 사이에 배치된 슬라이딩 가이드(120) 위를 이동하는 푸싱 바(140)와 유압실린더(131)를 이용한 푸싱수단(130)을 구비한다. 푸싱 수단은 실린더 로드(132)가 푸싱바(140)에 연결되며 실린더 로드(132)가 푸싱바(140)와 함께 이동되면서 절단 대상물(S)을 제 1 절단부(200) 쪽으로 밀수 있다. 이 실시예에서는 슬라이딩 가이드(120)와 푸싱바(140)를 사용하고 있으나, 소음없이 미끄러운 이동을 위해 부수적인 윤활유 공급수단과 LM 가이드 구조를 가질 수도 있다.

도 3 및 도 9 에서 보이듯이, 제 1 절단부(200)와 제 2 절단부(600)는 상술한 바와 같이 동일한 구조를 가진다. 제 1 절단부(200)와 제 2 절단부(600)의 구성과 관련하여 본 출원인의 대한민국특허출원 제2013-0111619호를 참고할 수 있다.

절단중 발생하는 칩 배출을 용이하게 하고 절단중 소재 들림을 없애면서 절단부하를 감소시키기 위해 절단 대상물(S) 또는 중간 절단물(I)의 상부에 근접하여 절단 이동시 이동 방향의 전단부 톱날이 하방으로 회전 절삭운동을 하는 원형 톱날부(230, 630)과, 상기 톱날부(230, 630)에 평행하게 배치되어 절단부하에 따른 톱의 진동을 방지하고 동시에 소재 절단면과 톱날을 냉각하는 진동 감쇠 수단(235)과, 톱날부(230, 630) 회전을 위한 회전모터(221, 621)로부터 동력을 전달하는 감속수단을 가지고 프레임(210, 610)과 밀착되어 톱날부(230, 630)를 지지하는 제 1 구동부(220), 상기 제 1 구동부(220)를 절단방향으로 수평으로 고속 이동시키기 위해 이송모터(240)의 회전을 전달하여 구동부(220)를 수평이동시키는 회전바(242)를 포함한다.

또한, 절단 중 절단면에 톱날부(230, 630)가 끼는 것을 방지하기 위해 유압실린더(261), 실린더 로드(262) 및 그에 연결되어 쐐기형 금속판(263)을 포함하는 이격부(260)를 포함한다.

한편, 절단 중 절단 대상물(S)의 움직임을 고정하기 위해 수직 위치가 고정된 플레이트(253)를 이용하여 절단 대상물(S)의 바닥면이 지지된 상태에서, 복수개의 유압실린더(251), 실린더 로드(252), 가압판(253)을 포함하여, 절단 대상물(S) 상부에서 수직으로 눌러주는 원형 또는 판형의 고정부(250)를 포함한다.

제 1 절단부(200)에서 공급부(100)의 반대편에 위치하는 이송부(300)는 절단 대상물(S) 폭 절단 후 절단된 중간 절단물(I)을 이송방향에 수직한 방향, 즉 중간 절단물(I)의 길이방향을 회전축으로 하여 90도 회전시키는 회전부(400)와 제 1 및 제 2 절단부(200, 600)가 쉬지 않고 피절단재를 절단하도록 하기 위해 제 1 및 제 2 절단부(200, 600) 사이에 다수의 중간 절단물(I)이 위치하다가 이송 수단에 의해 중간 절단물(I)을 순차적으로 이동시키는 버퍼부(500)를 포함한다.

회전부(400)는 중간 절단물(I)의 이송 및 90 도 회전을 위하여 제 1 및 제 2 구동부(420, 440)를 포함한다. 회전부(400)는 베드(410)와 상기 베드(410)에 위치하며, 지지부(430)에 연결되어 지지부(430)를 이송방향으로 이동시키는 제 2 구동부(440)와, 상기 제 2 구동부(440)에 연결되며 중간 절단물(I)의 길이방향으로 연장된 바아(422), 상기 바아(422)에 연결된 지지 플레이트를 포함하는 지지부(430)와, 상기 지지부(422)의 단부에 연결되어 바아(422)를 회전시킴으로써 지지부(430)를 회전시키는 제 1 구동부(420)를 포함한다.

바아(422)는 제 2 구동부(440)와 연결되는 연결부(443)를 포함하며, 제 2 구동부(440)의 이동으로 인하여 지지부(430)가 회전되지 않도록 가이드하는 가이드부가 연결된다. 가이드부는 베어링(425)과 그에 연결된 피니언 기어(427) 및 상기 베드(410)에 장착되며, 상기 피니언 기어(427)가 안착되는 렉을 포함하나, 그 외에도 다른 구조를 가질 수 있음은 물론이다.

지지부(430)는 중간 절단물(I)이 길이 방향을 따라서 복수개가 배치되는 지지 플레이트를 포함하며, 지지 플레이트는 중간 절단물(I)의 이송 방향 측면을 지지하는 측면 지지면(431)과 하면을 지지하는 하면 지지면(432)을 포함하여 대략 'L'형상으로 형성되며, 상기 측면 지지면(431)과 하면 지지면(432)의 교차부에 바아(422)가 통과하는 관통홀(434)이 형성된다. 또한, 지지 플레이트가 회전할 때 하면 지지면(432)의 단부에는 중간 절단물(I) 혹은 톱날부(230)와의 간섭이 생기는 것을 방지하도록 지지 플레이트는 경사면(433)이 형성된다.

도 5a ~ d 에서 연속적으로 도시되어 있듯이, 회전부(400)는 중간 절단물(I)의 이송 및 90도 회전을 위해 왕복 직선운동과 회전 운동을 한다. 지지부(430)가 절단 대상물(S)의 단부에 접촉한 상태에서 제 1 절단부(200)가 절단하며, 절단된 중간 절단물(I)을 제 1 및 제 2 구동부(420, 440)를 통하여 회전과 동시에 이송 혹은 이송 후 회전 혹은 회전 후 이송한다. 본 발명의 실시예에서 제 1 절단부(200)에서의 소재 하면의 위치는 제 2 절단부(600)의 소재 하면의 위치보다 높을 수 있으며, 이는 도 5d 에서 보이듯이, 회전 후 중간 절단물(I)을 지지롤(450)에 놓음으로서 중력에 의해서 미끄러져 내려가게 할 수 있으며, 이는 회전부(300)와 버퍼부(400) 사이의 이송을 특별한 이송수단 없이 달성하게 한다. 또한, 해당 높이의 차이를 제 1 절단부(200)에 의해서 절단되는 이송 방향으로의 길이보다 크게 함으로써, 중간 절단물(I)을 적층하게 하는 것도 가능하다.

버퍼부(500)는 다수의 중간 절단물(I)이 배치될 수 있는 공간과 그 공간에서 이동되는 지지부(530)를 포함한다. 지지부(530)는 중간 절단물(I)의 길이 방향을 따라서 복수개 배치되는 지지 플레이트(531)와 상기 지지 플레이트(531)를 연결하는 바아(522) 및 상기 바아(522)의 단부에 연결되며 바아(522)를 회전시키는 제 2 구동부(520) 및 상기 바아(522)의 단부에 연결되며 바아(522)를 이송방향으로 이동시키는 제 1 구동부(540)를 포함한다.

지지 플레이트(531)는 상면 양 단부는 경사면(532, 533)으로 구성되어 중간 절단물(I)과의 간섭을 방지하며, 경사면(532, 533) 사이에는 평평한 지지면(535)이 구성된다. 지지면(535)은 바아(522)의 회전에 의해서 중간 절단면(I)과 접촉하며, 접촉된 상태로 제 1 구동부(540)가 동작하여, 중간 절단물(I), 특히 복수 개의 중간 절단물(I)이 한번에 밀어낼 수 있다.

이 실시예에서는 적층없이 단층의 중간 절단물(I)을 밀기에 단층의 두께에 해당하는 지지면(535)으로 도시하였으나, 복수 측의 중간 절단물(I)을 미는 경우에 지지면(535)의 길이는 길어질 수 있다.

도 7 에 도시되어 있듯이, 지지 플레이트(531)는 제 1 및 제 2 구동부에 의해서 중간 절단물(I)의 하방으로 이동하며, 중간 절단물(I)의 후방에서 제 2 구동부(520)의 동작으로 회전하면서 지지면(535)이 중간 절단물(I)의 후측면에 접촉한다. 그 후에 중간 절단물(I)을 제 1 구동부(540)의 구동력으로 이동시키며, 이동이 완료된 후에는 다시 도 7a 로 돌아가서 다음 중간 절단물(I)을 기다린다.

도 8 에는 버퍼부(500)의 측면도가 도시되어 있는데, 이는 지지부(530)가 아닌 다른 구동수단을 통하여 중간 절단물(I)을 이동시키는 실시예이다. 지지부(530)가 이동되는 것이 아니라, 중간 절단물(I)을 지지하는 지지롤(550)이 체인(560)에 의해서 구동수단(미도시)과 연결되며, 구동수단이 지지롤(550)을 회전시킴으로써, 중간 절단물(I)이 이동될 수도 있다. 이외에도 중간 절단물(I)을 이동시키는 것은 다른 구동수단으로 달성될 수도 있다. 이때, 지지롤(550)의 중심 사이의 거리(Ec)는 중간 절단물(I)의 폭(Hs)보다 짧은 것이 지지롤(550)사이의 틈으로 중간 절단물(I)이 빠지는 것을 방지할 수 있다.

도 10 내지 11 에는 본 발명의 절단 방법의 일실시예가 도시되어 있다. 도 10 에서 보이듯이, 절단 대상물(S)은 폭 절단이 수행되고, 회전부(400)와 같은 수단에 의해서 90 도 회전된 후 이송되어 절단된다. 이러한 절단 방식을 통하여 큰 사각 단면을 가지는 슬라브를 동일한 길이를 가지되 슬라브보다 작은 사각 단면을 가지는 빌렛으로 절단할 수 있다.

도 11 에 도시되어 있듯이, 슬라브를 로딩하고(S100), 슬라브를 고정부(250)와 같은 고정 수단으로 클램핑한(S110) 후 톱날부(230)와 같은 절단 수단으로 슬라브를 폭절단하며(S120), 중간재가 된 슬라브를 회전시키고(S130), 그 후 순차적으로 이송시키며(S140), 제 2 절단부(600)와 같은 추가의 절단 수단으로 클램핑(S150)한 후 절단(S160)한다, 슬라브 폭절단(S120)과 슬라브 두께 절단(S160)을 통하여 큰 직사각 단면을 가지는 슬라브는 슬라브보다 작은 직사각 혹은 정사각 단면을 가지는 빌렛으로 가공된다. 빌렛과 슬라브의 길이(L_b _,L_s)가 같을 때 (L_b = L_s) 하나의 슬라브에서 연속으로 제조가 가능한 빌렛의 개수 N_s은 아래식에 의해 결정되므로, 하나의 슬라브에 다수의 빌렛을 연속적으로 생산해낼 수 있다. .

N_n = 2 (W_s+t)/(H_b +t)

여기서 W_s는 슬라브의 폭이고, H_b는 사각 빌렛 단면 길이이고, t는 톱날부의 톱날 두께이다

다르게, 빌렛의 길이가 슬라브의 폭과 같을 때 (L_b = W_s) 하나의 슬라브에서 연속으로 제조가 가능한 빌렛의 개수 N_s은 아래식에 의해 결정된다.

N_s = 2 (L_s+t)/(H_b +t)

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 빌렛의 단면 길이가 슬라브의 두께의 1/2인 경우를 가정하여 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있음은 물론이며, 제작되는 빌렛의 길이도 다 다를 수도 있다.

도 12 및 13 에는 다른 절단 방법이, 도 14 및 15 에는 또 다른 절단 방법이 도시되어 있다.

도 12, 13 의 경우에 도 10, 11과 처음은 동일하나, 중간에 회전(S230) 후 적층하고(S240), 그 후에 이송하며(S250), 적층된 상태에서 클램핑(S260) 슬라브 두께 절단(S270)을 수행한다는 점이 상이하다. 이와 같이 적층된 상태에서 절단하기 때문에, 제 2 절단부(600)에서 동시에 4개의 빌렛을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 이 경우에 제 1 및 제 2 절단부(200, 600)의 높이 차이로 적층하는 것이 별도의 추가 구성없이 적층을 달성할 수 있다는 점에서 유리하나, 반드시 높이 차가 필요한 것은 아니며, 필요한 경우 중간재를 들어올려 적층하는 구성을 포함하게 할 수도 있다.

도 14 및 15 의 경우에 도 12 및 13 과 회전(S330)까지는 동일하나, 바로 적층하지 않고, 회전된 중간재를 이송(S340)한 후 클램핑(S360) 전에 적층(S350) 한다는 점에서 차이가 있다.

이상에서는 첨부된 실시예를 중심으로 본 발명의 절단 방법 및 절단 장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

1: 절단 장치 100: 공급부
200: 제 1 절단부 300: 이송부
400: 회전부 500: 버퍼부
600: 제 2 절단부 700: 제 2 절단부
S: 절단 대상물 I: 중간 절단물
B: 절단물

Claims

절단 대상물을 공급하는 공급부;
상기 공급부로부터 제공된 절단 대상물을 절단하는 제 1 절단부;
상기 제 1 절단부에서 절단된 중간 절단물을 이송시키도록 상기 제 1 절단부에 연이어 배치된 이송부; 및
상기 이송부로부터 제공된 중간 절단물을 받아 절단하도록 상기 이송부에 연이어 배치된 제 2 절단부;를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물을 절단하도록 이동 및 회전가능하게 구성된 톱날부를 포함하며, 상기 톱날부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물 상측에 회전축이 위치하는 절단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이송부는 상기 중간 절단물을 받아서 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 회전시키는 회전부를 포함하여, 상기 제 1 절단부의 절단면과 상기 제 2 절단부의 절단면은 상기 절단 대상물을 기준으로 봤을 때 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 절단부 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물을 이송 방향에 대하여 수직한 방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 절단부는 상면에 절단 대상물 또는 중간 절단물 위치되는 받침부, 상기 받침부의 상면에 지지되는 프레임부 및 상기 프레임부를 따라서 이동되는 상기 톱날부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 톱날부는 절단 이동시 이동 방향의 전단부 톱날이 하방으로 회전되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 절단부는 절단 이동시 톱날부의 이동 방향 후방에 설치되되 상기 톱날부가 지나간 후 절단면 사이를 소정거리 이격시키는 이격부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물을 상기 받침부 방향으로 가압하여 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 이송부는 중간 이송물을 회전시키는 회전부와 중간 이송물을 보관하는 버퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 회전부와 버퍼부는 중간 절단물의 이송 방향을 따라서 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 회전부는 상기 중간 절단물의 적어도 한 측면과 하면을 지지하는 지지부, 상기 지지부에 연결되어 상기 지지부를 이동 및 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 지지부는 상기 중간 절단물의 이송 방향에 수직한 방향을 따라서 배치된 복수 개의 지지 플레이트를 포함하며,
상기 구동부는 상기 지지부를 상기 중간 이송물의 이송 방향을 따라서 이동시키는 제 1 구동부와, 상기 지지부를 이송 방향에 대하여 수직한 축을 중심으로 회전시키는 제 2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
절단 대상물을 공급하는 공급부;
상기 공급부로부터 제공된 절단 대상물을 절단하는 제 1 절단부;
상기 제 1 절단부로부터 제공된 중간 절단물을 받아 절단하도록 상기 제 1 절단부에 이어 배치된 제 2 절단부;를 포함하며,
상기 제 1 절단부의 절단면과 상기 제 2 절단부의 절단면은 서로 교차하는 절단 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 절단부에서 절단된 상기 중간 절단물을 이송시키도록 상기 제 1 절단부에 연이어 배치된 이송부;를 더 포함하며,
상기 이송부는 상기 중간 절단물을 받아서 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 회전시키는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 절단부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물을 절단하도록 이동 및 회전가능하게 구성된 톱날부를 포함하며, 상기 톱날부는 상기 절단 대상물 또는 중간 절단물 상측에 회전축이 위치하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 3 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 절단부는 상기 제 2 절단부 보다 높은 위치에 배치되며,
상기 제 1 절단부와 제 2 절단부의 높이 차는 적어도 제 1 절단부에 의해서 절단되는 이송 방향으로의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 이송부는 중간 이송물을 회전시키는 회전 이송부와 중간 이송물을 보관하는 버퍼부를 포함하며, 상기 버퍼부와 상기 회전 이송부 중 적어도 어느 한 곳에서는 상기 중간 이송물이 적층되어 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 회전 이송부와 버퍼부는 순차적으로 배치되며,
상기 버퍼부는 공급면이 상기 제 2 절단부의 소재 배치위치와 동일한 높이를 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 L 자형으로 구성되며,
상기 지지부는 상기 지지 플레이트를 일체로 연결하는 바아를 포함하며, 상기 바아에 상기 제 1 구동부 및 제 2 구동부가 연결되며,
상기 바아에는 상기 제 1 구동부로 인한 이송 방향으로의 움직임을 가이드 하는 가이드부가 연결된 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 가이드부는
상기 바아의 단부에 베어링 수단을 통하여 회전 가능하게 연결된 피니언과, 상기 피니언에 대응되는 위치에서 이송 방향으로 연장 형성된 렉을 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치. .
제 1 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 공급부는 상기 절단 대상물 하방에 위치하며 요철형상을 가지는 로딩 베드; 상기 로딩 베드의 철부에 배치되며 상기 절단 대상물의 폭 방향 및 이송 방향으로 일정 간격으로 배치된 복수의 지지롤; 및 상기 로딩 베드의 요부에 배치되며 상기 절단 대상물을 제 1 절단부로 밀어내는 푸싱 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 20 항에 있어서,
상기 지지롤은 상기 제 1 절단부에 인접할수록 지지롤 사이의 이송방향으로의 거리가 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
제 20 항에 있어서,
상기 요부의 저면에는 이송 방향을 따라서 슬라이딩 가이드가 구성되며, 상기 푸싱 수단은 상기 슬라이딩 가이드를 따라서 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
절단 대상물을 공급하는 공급 단계;
상기 절단 대상물을 이송 방향을 따라서 일정한 간격으로 절단하는 제 1 절단 단계;
상기 제 1 절단 단계에서 절단된 중간 절단물을 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 회전시키는 회전 단계; 및
회전된 상기 중간 절단물을 이송 방향을 따라서 일정한 간격으로 절단하는 제 2 절단 단계;를 포함하는 절단 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 회전 단계에서는 상기 중간 절단물을 이송 방향에 수직한 방향을 중심으로 90 도 회전시키는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 회전 단계는
상기 제 1 절단 단계를 통과한 중간 절단물을 받아서 일정 거리 이동시키는 제 1 이동 단계;
상기 중간 절단물을 회전시키는 중간 회전 단계; 및
회전된 상기 중간 절단물을 제 2 절단 단계로 공급하는 제 2 이동 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 제 2 이동 단계에서는 복수의 중간 절단물을 한번에 이동시키도록 상기 중간 절단물의 측면끼리 면접촉한 상태에서 이송방향으로 밀어내는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 중간 회전 단계 이후에 회전된 상기 중간 절단물을 복수 층으로 적층하는 적층 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 제 2 절단 단계는 적층된 복수의 중간 절단물을 동시에 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제 23 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절단 대상물은 단면이 직사각형인 슬라브이며, 상기 제 2 절단 단계에서는 상기 중간 절단물을 단면이 상기 슬라브보다 작은 직사각형인 빌렛으로 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.