KR20210156667A - 절단공구에 가해지는 금속칩에 의한 부하를 감소시켜 향상된 속도로 고속 절단되게 하는 고속 절단기의 가이드모듈. - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속 절단기의 가이드모듈에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 설명하면 고속절단기의 톱날을 상하로 이동가능하게 잡아주는 가이드 모듈을 구비하되 상기 가이드 모듈에는 구동모터의 회전기어와 말물려 동작하는 베어링의 원심력에 의해 편심되게 장착된 작동바의 구동축에 발생되어지는 진동을 초경에 물려 상하로 이동 톱날에 가하여 금속 가공물 절단시 상하로 이동하는 톱날에 붙는 금속칩을 자동으로 털어주어 분리되게 하거나 혹은 진동에 의해 절단시 형성되는 금속 가공물과 톱날 사이에 미세한 이격된 틈새에 기존의 금속칩에 비해 그 길이가 짧고 얇은 금속칩만 있게 하고 이러한 금속칩이 톱날에 붙어서 나오게 함으로써 기존에 비해 가공툴에 가해진 부하가 감소되어 공구 수명이 증가하는 한편, 금속재 절단시 기존보다 향상된 속도로 고속 절단되게 한 것이다.

Description

절단공구에 가해지는 금속칩에 의한 부하를 감소시켜 향상된 속도로 고속 절단되게 하는 고속 절단기의 가이드모듈.{a guide module of a high-speed cutter which reduces load by a metal chip applied to the cutting tool to be cut at a high speed}

본 발명은 고속 절단기의 가이드모듈에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 설명하면 고속 절단기의 가이드모듈을 통해 가공툴에 가해지는 진동으로 금속 가공물 절단시 발생되는 금속칩에 의해 가공툴에 가해지는 부하를 감소시키면서 향상된 속도로 고속 절단되게 하는 것이다.

일반적으로 고속 절단기는 금속 가공물이 전후방향으로 길게 놓이는 테이블(table)에, 톱날 형상의 가공툴(예, 톱날)이 상하방향으로 움직일 수 있게 결합된 상태에서, 상기 가공툴이 컨트롤박스(Control box)에 의해 미리 입력된 프로그래밍(Programing)에 맞춰 금속 가공물을 고속 절단할 수 있게 구성한 것이다.

이때 고속 절단기는 금속 소재의 특성에 따라 차이가 있지만 대부분 장시간에 걸쳐 금속 가공물을 절단하고, 특히 금속 가공물 절단시 다량의 금속 칩(Chip)을 발생시킨다.

그런데 상기 금속 칩(Chip)은 금속 가공물 절단시 밖으로 딸려 나오면서 코일 형태로 꼬여져 긴 띠를 이루거나 혹은 원통형으로 말려지면서 가공툴의 진행방향에 맞춰 놓여지게 된다.

이때 코일 형태로 꼬여져진 긴 띠 형상의 혹은 원통형으로 말려진 형상의 금속 칩들이 가공툴에 엉겨 붙으면서 절단 속도를 저하시키는 동시에 가공툴에 부하를 주는 단점이 있었던 것이다.

따라서 작업자들이 이러한 금속 칩을 작업 중간 중간에 제거해 주고 확인해야만 함에 따라 작업 효율이 좋지 않을 뿐만 아니라 금속칩이 날카로워 자상을 당할 위험이 있고,

특히 소모되는 전력도 작업시간 및 부하에 비례하여 많아지는 만큼 운영비용도 증가하게 되는 것이다.

KRKR10-2084847 B1

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고속 절단기에 있어서 금속 가공물 절단시 금속 칩을 자동으로 털어주어 분리되게 하거나 혹은 가늘고 짧게 절단되게 하여 금속칩에 의해 가공툴에 가해지는 부하를 제거하여(감소시켜) 향상된 속도로 고속 절단되게 하고자 하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 고속절단기의 톱날을 상하로 이동가능하게 잡아주는 가이드 모듈을 구비하되, 상기 가이드 모듈에는 구동모터의 회전기어와 맞물려 동작하는 베어링의 원심력에 의해 편심되게 장착된 작동바의 구동축에 발생되어지는 진동을 초경에 물려 상하로 이동 톱날에 가하여 금속 가공물 절단시 좌우로도 이동하는 톱날에 붙는 금속칩을 털거나 혹은 짧게하여 금방 분리되게 한 것이다.

즉, 본 발명은 톱날에 가해지는 일정한 속도의 진동을 통해 절단시 금속 가공물과 톱날 사이의 틈새에 금속에서 발생하는 금속칩이 틈새에 끼어 있지 않도록 금속칩을 짧게 만들어 틈새 밖으로 배출되게 하거나 금속칩이 공구에 붙어나오는 양을 적게하여 공구가 절단시 받는 부하를 적게하여 고속으로 금속재를 절단할 수 있도록 만드는 것이다.

따라서 본 발명은 금속 가공물 가공시 톱날에 가해진 진동에 의해 금속칩을 자동으로 털어주어 분리되게 하면서 혹은 진동에 의해 톱날과 금속가공물 사이의 에 이격된 틈새에 끼는 금속칩을 말리기/꼬이기 전에 작고 짧게 절단된 상태로 만들어 금속칩에 의해 가공툴에 가해진 부하가 제거되어 3 ~ 5배의 향상된 속도로 고속 절단되게 되었다.

더불어 본 발명은 고속절단으로 작업시간이 빨라진 만큼 생산성이 늘어나면서 작업효율이 높아지게 되었고, 특히 작업속도가 빨라진 만큼 전력 소모량이 줄어 들고 가공툴의 손상으로 인한 교체도 줄어 들어 전체 인건비용 및 운영 비용을 절감할 수 있게 되었다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고속절단기의 사시도.
도 2는 도 1의 고속절단기에 구비된 가이드모듈의 사시도.
도 3은 도 2의 가이드모듈의 분해사시도.
도 4는 도 1의 가이드모듈의 단면도
도 5과 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가이드모듈의 작동상태도.

먼저, 본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어는 사전적인 의미로 한정해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

따라서 명세서 상에 기재된 실시 예에 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술사상을 모두 표현하는 것은 아니기 때문에, 출원시점에 있어서 이들의 구성을 대체할 수 있는 균등물과 변형 예들에 의해 다양하게 실시될 수도 있음을 이해하여야 할 것이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 첨부된 도면을 참고하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고속절단기의 모습을 보여주는 것이고, 도 2는 가이드모듈의 모습을 보여주는 것이고, 도 3은 가이드모듈의 구성을 보여주는 것이고, 도 4는 가이드모듈의 결합된 상태를 보여주는 것이고, 도 5와 도 6은 가이드모듈의 작동상태를 보여주는 것이다.

이를 참고하여 설명하면 본 발명의 실시 예에 따른 고속 절단기(1)는 금속 가공물(4)이 놓여지는 테이블 위로 가공툴(이하 톱날이라고 함)이 상하로 움직이면서 금속 가공물을 절단하는 것이다.

이때 기계의 헤드는 컨트롤박스에 의해 컨트롤되어 앞쪽으로 전진하면서 계속 상하로 회전하고 있는 톱날에 의해 소재가 절단된다.

또한, 상기 톱날(2)을 상하로 이동가능하게 붙잡고 있는 가이드모듈(3)은 톱날(2)에 진동을 가하여 금속 가공물(4) 절단시 톱날(2)에 엉겨붙은 금속 칩을 자동으로 털어주어 분리되게 하거나 혹은 절단시 금속 가공물 밖으로 딸려 나오는 금속 칩을 중간에 절단되게 하여 상기 톱날(2)에 가해지는 부하를 제거하여(감소시켜) 향상된 속도로 고속 절단되게 하는 것이다.

이때 가이드모듈(3)과 톱날(2)은 상하 방향으로 설치되어 있으나, 금속 가공물의 위치에 따라 전후 방향으로 혹은 좌우 방향으로 위치되어 금속 가공물을 절단할 수도 있는 것이다.

더불어 상기 가이드모듈(3)은 상부에 내공간(11)을 구비하고 있으면서 하부에 단턱면(12)을 구비하고 있는 파지홈(13)을 관통홀(14)로 연결한 케이스(10)를 구비하고,

상기 케이스(10)의 내공간(11)에는 일측면을 관통한 구동모터(21)의 회전축에 회전기어(22)가 장착되고, 상기 회전기어(22)는 베어링(23)과 맞물려 회전 가능하게 장착되되, 상기 베어링(23)은 "ㄷ" 혹은 "ㄱ"자 형상의 작동바(24)에 의해 감싸여진 상태로 케이스의 일측면에 축결합되는 동시에 상기 작동바(24)의 타측에만 편심되게 케이스의 일측면에 고정시켜,

상기 구동모터(21)의 회전기어(22)와 맞물려 회전하는 베어링(23)의 원심력이 편심되게 장착된 작동바(24)의 일측에 가해져 진동되게 구성하는 것이다.

그리고 이때 상기 작동바(24)의 일측에는 구동축(25)이 장착되고, 상기 구동축(25)은 관통홀(14)을 통해 하방향으로 내려와 파지홈(13) 안쪽으로 위치되어 초경(29)에 상하로 이동가능하게 물려진 톱날(2)에 진동을 가할 수 있게 구성한 것이다.

따라서 도 5에 도시된 바와 같이 금속 가공물(4) 절단시 구동축(25)에 의해 가해진 진동으로 톱날(2)에 붙어 있는 금속칩을 털어주어 분리되게 함으로써, 상기 금속칩에 의해 톱날(2)에 가해지는 부하를 제거하여 향상된 속도로 고속 절단되게 되는 것이다.

이때 구동축(25)은 톱날 상부에 바로 진동을 가할 수 있으나 톱날의 손상을 방지하면서 상하로 이동하는 톱날에 폭넓게 진동을 가할 수 있도록,

구동축(25) 하부에 수용홈을 형성하고 있는 진동바(26)가 편심되게 장착되고, 상기 진동바(26)의 수용홈에는 상하로 복수의 하부 베어링(27)을 수용하고 있는 가압대(28)의 상부가 축결합된 상태로 고정되어 복수의 하부 베어링(27)이 전후로 이동가능하게 초경(29)에 물려 있는 톱날(2)의 상단을 가압하여 전후방향으로 진동을 가할 수 있게 구성하는 것이다.

이때 구동축(25)은 진동바(26)의 일측에 결합되어 있을 수 있으나, 구동축 상부에 나사산을 형성하여 작동바에 결합되었을 때에 진동바까지의 길이를 조절할 수 있게 구성하여 구동축(25)의 진동에 의해 상기 진동바(26)가 분리/접촉 가능하게 맞닿아 진동되게 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 금속 가공물(2)과 톱날(4) 사이의 틈새에 가공물(2) 절단시 발생하는 금속칩이 끼지 않게 하거나, 혹은 톱날에 가해지는 진동으로 인하여 종래보다 가늘고 짧은 형태의 금속칩으로 만들어 톱날이 소재를 절단하면서 부하를 적게 받으면서 밖으로 배출하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 금속 가공물(4) 절단시 중간에 절단된 가늘고 짧은 형태의 금속 칩에 의해 톱날(2)에 가해지는 부하가 줄어들어 향상된 속도로 고속 절단되게 되는 것이다.

그리고 이러한 가이드 모듈(3)은 일측과 타측에 구비되어 양측에서 상하방향으로 진동을 가할 수 있게 구성하는 것이 바람직하고, 상기 초경(29)는 파지홈(13) 안쪽에 진동바(26)가 장착된 후 단턱면에 밀착된 상태로 탈부착 가능하게 조립된다. 이때 초경는 톱날의 사이즈에 맞춰 교체 가능하게 조립되는 것이 바람직하다.

더불어 상기 가이드모듈은 케이스 전면에 커버가 장착된 후, 이동관 내측에 위치되어, 절단된 금속칩들이 이동관을 통해 흡입되어 집진시설로 이동되게 구성할 수도 있는 것이다.

더불어 본 발명과 종래 절단기를 각각 비교 테스트를 진행한 결과, 본 발명의 경우 종래의 절단기에 비해 3 ~ 5배 정도로 향상된 절단 속도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

횟수	금속 가공물	크기(높이X길이)mm	소요시간(종래)	소요시간(현재)
1	SUS 304	300 X 5500	19 ~ 21 시간	4.5 ~ 5 시간
2
3
4
5
6

즉, SUS 304로 된 300mm의 높이에 5500mm의 길이로 이루어진 금속 가공물을 테이블 위에 올려 놓고, 절단 작업을 6회 테스트한 결과,

종래의 절단기는 금속칩에 의해 발생하는 부하로 19 내지 21시간 정도로 많은 시간이 소요되었을 뿐만 아니라 2시간 정도의 작업시간에 편차가 있었다.

반면에 본 발명의 경우에는 금속칩에 의해 발생하는 부하가 제거되면서 4.5 내지 5시간 정도 밖에 소요되지 않았을 뿐만 아니라 30분 정도의 작업시간에 편차가 있었을 뿐이었다.

더불어 기존에는 절단시 24 ~ 27m의 소재를 절단하면서 하나의 톱날을 소모하였으나,

본 발명의 경우에는 금속칩에 의한 부하가 줄어들면서 30m 내외의 소재를 절단하면서 한 개의 톱날을 교체할 뿐이여서, 공구의 절단율을 향상시킨 동시에 공구의 소모율도 낮출 수 있었던 것이다.

따라서 본 발명은 금속 가공물 절단시 금속칩에 의해 톱날에 가해지는 부하가 제거되면서(감소시키면서) 고속 절단되게 되었고, 이로 인해 작업자의 시간당 작업효율 향상 및 절단기의 전기소모량 감소되었을 뿐만 아니라 공구(톱날)의 소모율 감소와 작업량 등이 향상되게 된 것이다.

지금까지 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형 및 균등이론에 의해 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1:고속 절단기 2:톱날
3:가이드 모듈 4:금속 가공물
5:이격된 틈새
6:금속칩
11:내공간 12:단턱면
13:파지홈 14:관통홀
21:구동모터 22:회전기어
23:베어링 24:작동바
25:구동축 26:진동바
27:하부 베어링 28:가압대
29:초경

Claims (5)

1. 고속절단기의 톱날을 상하로 이동가능하게 잡아주는 가이드 모듈에 있어서, 상기 가이드 모듈에는 구동모터의 회전기어와 맞물려 동작하는 베어링의 원심력에 의해 편심되게 장착된 작동바의 구동축에 발생되어지는 진동을 초경에 물려 상하로 이동하는 톱날에 가하여 금속 가공물 절단시 상하로 이동하는 톱날에 붙는 금속칩을 자동으로 털어주어 분리되게 구성한 것을 특징으로 하는 고속 절단기의 가이드모듈.
2. 제1항에 있어서
   상기 가이드모듈은 톱날에 가해진 진동에 의해 절단시 형성되는 금속 가공물과 톱날 사이에 소정의 미세한 이격된 틈새에 금속 가공물 절단시 발생하는 긴 띠 형상의 금속칩이 끼여저 말리기 전에 작고 짧게 절단된 상태로 배출되게 구성한 것을 특징으로 하는 고속 절단기의 가이드모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 구동축과 톱날 사이에는 내측에 수용홈을 형성하고 있는 진동바가 편심되게 장착되고, 상기 진동바의 수용홈에는 상하로 복수의 하부 베어링을 수용하고 있는 가압대의 상부가 축결합되어 복수의 하부 베어링이 전후로 이동가능하게 초경에 물려 있는 톱날의 상단을 가압하여 전후방향으로 진동을 가할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 고속 절단기의 가이드모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드모듈은 복수로 이루어져 톱날 작동시 시작부터 끝까지 진동을 가할 수 있게 일측과 타측에 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고속 절단기의 가이드모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 구동축은 진동바에 맞닿아 분리/접촉되면서 진동되게 구성한 것을 특징으로 하는 고속 절단기의 가이드모듈.
   

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