KR20230150468A

KR20230150468A - 톱날가공 자동화장치

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Publication number: KR20230150468A
Application number: KR1020220049865A
Authority: KR
Inventors: 최기윤; 박운배
Original assignee: 최기윤; 박운배
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2023-10-31

Abstract

본 발명은 자르기용 직선형 톱날(1)의 톱니(1a)마다 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)을 자동으로 연속 가공하는 장치에 관한 것으로, 바닥으로부터 이격되게 지지하는 소정 크기의 본체부(10); 상기 본체부(10)의 상단 중간에 배치되고, 상기 톱날(1)을 낱개씩 파지하여 우측에서 좌측으로 공급 및 배출하는 이송부(20); 상기 본체부(10)의 상단 전방에 배치되고, 상기 이송부(20)로부터 공급된 톱날(1)을 정렬 및 고정하며 설정좌표대로 이동하는 베드부(30); 상기 본체부(10)의 상단 후방에 배치되고, 상기 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)에 대응하는 각도로 자세를 가변하며 베드부(30)에 의해 이동하는 톱날(1)의 톱니(1a)를 절삭하는 가공부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 톱날의 톱니들을 가공하는 가공부가 앞날과 뒷날 및 좌/우측윗날에 대응하는 각도로 자세가 가변되게 구현함으로써, 단일의 장치에서 톱니들을 모두 가공할 수가 있으므로 다른 장치에 옮겨가며 가공하는 방식에 비해 가공정밀도가 대폭 향상됨에 따라 우수한 품질을 보장할 수 있고, 콤팩트한 크기로 제작이 가능하여 공간에 제약을 받지 않고 설치가 가능한 효과를 제공한다.

Description

톱날가공 자동화장치{Saw blade processing automation device}

본 발명은 자르기용 직선형 톱날의 톱니마다 앞날과 뒷날 및 좌/우측윗날을 자동으로 연속 가공하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 톱날의 톱니들을 가공하는 가공부가 앞날과 뒷날 및 좌/우측윗날에 대응하는 각도로 자세가 가변되게 구현함으로써, 단일의 장치에서 톱니들을 모두 가공할 수가 있으므로 다른 장치에 옮겨가며 가공하는 방식에 비해 가공정밀도가 대폭 향상됨에 따라 우수한 품질을 보장할 수 있고, 콤팩트한 크기로 제작이 가능하여 공간에 제약을 받지 않고 설치가 가능한 톱날가공 자동화장치에 관한 것이다.

일반적으로 톱날은 켜기용과 자르기용으로 구분되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 자르기용 톱날(1)의 톱니(1a)는 앞날(A), 뒷날(B), 좌/우측윗날(C1)(C2) 그리고 최상단에 뾰족한 날끝으로 이루어진다.

즉, 톱니의 앞날(A)과 뒷날(B)은 목재의 섬유질을 자르는 역할을 하고, 좌/우측윗날(C1)(C2)은 날끝이 목재에 박히는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 자르기용 톱날은 워터젯, 레이저, 프레스 등에 의한 가공법에 의해 철판으로부터 소정 각도와 피치대로 톱니(1a)가 마련된 톱날(1)이 선 제작된다.

이어서 제작된 톱날(1)의 톱니(1a)마다 앞에서 언급한 설정 각도로 경사진 앞날(A), 뒷날(B) 그리고 좌/우측윗날(C1)(C2)을 가공하여 완성된다.

근래에는 특허문헌1과 같이 톱날(1)의 가공을 자동적으로 수행하는 자동화장치를 도입하여 전반적인 생산성를 향상토록 하였다.

그러나 서로 대칭되는 앞날(A)과 뒷날(B)의 각도와 좌/우측윗날(C1)(C2)의 각도가 다르기 때문에 기계적 간섭으로 인해 동일한 장치에 복합적으로 구성하기가 곤란한 문제가 있다.

이에 따라 기존에는 앞날(A)과 뒷날(B)을 가공하는 제1장치와, 좌/우측윗날(C1)(C2)을 가공하는 제2장치로 각각 독립되게 구축하였다.

즉, 톱날(1)을 제1장치에 투입하여 앞날(A)과 뒷날(B)을 1차 가공한 다음 1차 가공된 톱날(1)을 제2장치에 투입하여 2차 가공하는 과정으로 거쳐야만 했다.

따라서 톱날(1)을 각 장치로 운반 및 투입하는 과정에서 상당한 인력과 시간이 소모되는 문제가 있다.

더구나 각 장치가 개별적으로 제작되기 때문에 장치별 오차로 인해 가공정밀도가 낮아져 불량을 초래할 수밖에 없는 문제가 있다.

물론, 특허문헌2와 같이 톱날(1)이 이송되는 동일라인에 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)을 순차 가공되게 제작한 경우 가공정밀도를 높일 수가 있다.

그러나 앞서 언급한 바와 같이 기계적 간섭으로 인해 긴 길이의 장방형 크기로 제작될 수밖에 없어 설치될 공간의 제약이 수반되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1776047호 발명의 명칭: 톱날 연속 가공용 절삭장치 대한민국 등록특허공보 제10-1772470호 발명의 명칭: 톱날 연속 가공용 다축 복합 절삭장치

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 톱날의 톱니들을 자동적으로 연속 가공해줌으로써, 무인화가 가능하여 가공에 소요되는 공수의 낭비를 최소화하면서도 생산성은 높일 수 있는 톱날가공 자동화장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 톱날의 톱니들을 가공하는 가공부가 앞날과 뒷날 및 좌/우측윗날에 대응하는 각도로 자세가 가변되게 구현함으로써, 단일의 장치에서 톱니들을 모두 가공할 수가 있으므로 다른 장치에 옮겨가며 가공하는 방식에 비해 가공정밀도가 대폭 향상됨에 따라 우수한 품질을 보장할 수 있고, 콤팩트한 크기로 제작이 가능하여 공간에 제약을 받지 않고 설치가 가능한 톱날가공 자동화장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명은 자르기용 직선형 톱날의 톱니마다 앞날 뒷날 및 좌/우측윗날을 자동으로 연속 가공하는 장치에 관한 것으로, 바닥으로부터 이격되게 지지하는 소정 크기의 본체부; 상기 본체부의 상단 중간에 배치되고, 상기 톱날을 낱개씩 파지하여 우측에서 좌측으로 공급 및 배출하는 이송부; 상기 본체부의 상단 전방에 배치되고, 상기 이송부로부터 공급된 톱날을 정렬 및 고정하며 설정좌표대로 이동하는 베드부; 상기 본체부의 상단 후방에 배치되고, 상기 앞날과 뒷날 및 좌/우측윗날에 대응하는 각도로 자세를 가변하며 베드부에 의해 이동하는 톱날의 톱니를 절삭하는 가공부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 본체부는, 상기 이송부 내지 가공부를 바닥으로부터 이격되게 수용하는 본체테이블; 상기 본체테이블의 우측에 배치되고, 상기 베드부로 공급될 톱날들을 일렬로 적층되게 수용하는 공급트레이; 상기 본체테이블의 좌측에 배치되고, 상기 가공부에 의해 가공이 완료된 톱날들을 수납하는 배출트레이;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 이송부는, 상기 본체부의 상단 양측에 소정 높이로 수직하게 장착되는 이송프레임; 상기 이송프레임의 상단 전방에 좌우로 수평하게 장착되는 이송레일; 상기 이송레일의 전면에 소정의 좌우간격을 두고 이격되게 장착되어 좌우방향으로 동시에 슬라이드 이동하는 한 쌍의 이송블록; 상기 이송프레임의 상단 후방에 좌우로 수평하게 장착되고, 상기 이송블록과 연결되어 좌우 이동력을 부가하는 이송실린더; 상기 이송블록의 하단 전방에 상하로 슬라이드 이동이 가능하게 장착되는 승강블록; 상기 승강블록의 양측에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 이송블록과 맞물려 슬라이드 이동을 안내하는 승강레일; 상기 이송블록의 상단 전방에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 승강블록과 연결되어 상하 이동력을 부가하는 승강실린더; 상기 승강블록의 하단에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 톱날의 일면을 흡착하여 파지하는 하나 이상의 핑거;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 베드부는, 상기 본체부의 상단 전방에 장착되고, 전후로 슬라이드 이동하는 Y축스테이지; 상기 Y축스테이지의 상단에 장착되고, 좌우로 슬라이드 이동하는 X축스테이지; 상기 X축스테이지의 상단 일측에 장착되고, 상기 톱날을 지지하는 안착플레이트; 상기 안착플레이트와 인접하는 Y축스테이지의 상단 후방에 장착되고, 상기 톱날을 가공자세와 위치로 정렬을 유도하는 지그유닛; 상기 안착플레이트와 인접하는 X축스테이지의 상단 전방에 장착되고, 상기 톱날을 후방으로 밀어 지그유닛에 밀착시키는 Y축정렬유닛; 상기 안착플레이트와 인접하는 X축스테이지의 상단 우측에 장착되고, 상기 톱날을 좌측으로 밀어 지그유닛에 밀착시키는 X축정렬유닛; 상기 안착플레이트와 인접하는 X축스테이지의 상단 전방에 장착되고, 상기 지그유닛에 정렬된 톱날을 가압하여 고정하는 고정유닛;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 지그유닛은, 상기 Y축스테이지의 상단 후방에 상하로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 안착플레이트의 후방으로 출몰하여 톱날의 정렬자리를 제공하는 지그플레이트; 상기 Y축스테이지의 상단 후방에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 지그플레이트와 연결되어 상하 이동력을 부가하는 지그실린더;로 구성되고, 상기 Y축정렬유닛은, 상기 X축스테이지의 상단 전방에 전후로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 안착플레이트에 거치된 톱날을 후방으로 밀어 지그플레이트에 밀착시키는 Y축정렬밀대; 상기 X축스테이지의 상단 전방에 전후로 수평하게 장착되고, 상기 Y축정렬밀대와 연결되어 전후 이동력을 부가하는 Y축정렬실린더;로 구성되며, 상기 X축정렬유닛은, 상기 X축스테이지의 상단 우측에 좌우로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 안착플레이트에 거치된 톱날을 좌측으로 밀어 지그플레이트에 밀착시키는 X축정렬밀대; 상기 X축스테이지의 상단 우측에 좌우로 수평하게 장착되고, 상기 X축정렬밀대와 연결되어 좌우 이동력을 부가하는 X축정렬실린더;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 안착플레이트는, 상기 톱날을 수용하는 크기로 형성되되, 상기 Y축정렬밀대가 진입하여 톱날을 지그플레이트로 밀어내도록 상기 Y축정렬밀대와 동일선상으로 함몰된 밀대홈;이 형성되고, 상기 지그플레이트는, 상기 톱날을 수용하는 크기로 형성되되, 상기 안착플레이트와 마주하는 전방에 톱날의 톱니부위만이 안착플레이트로부터 후방으로 이격되도록 좌측이 폐쇄된 상태로 톱니의 높이에 대응하는 폭 만큼 함몰된 지그홈;이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 고정유닛은, 상기 안착플레이트와 마주하는 X축스테이지의 상단 전방에 장착되는 고정플레이트; 상기 고정플레이트의 상단 전방에 장착되는 고정블록; 상기 고정블럭의 상측으로 이격 배치되는 가동블록; 상기 고정블럭과 가동블록의 양측에 각각 힌지로 장착되고, 상기 고정블럭으로부터 가동블록을 전후로 스윙 운동이 가능하게 연결하는 연결링크; 상기 가동블록의 전방 하단에 좌우로 수평하게 장착되고, 상기 가동블록을 따라 스윙 운동하며 안착플레이트에 거치된 톱날의 상면을 가압하는 고정대; 상기 고정대의 하단에 장착되고, 상기 톱날과의 마찰을 높여 슬립을 방지하는 연질의 마찰패드; 상기 고정플레이트의 상단 후방에 전후로 수평하게 장착되고, 상기 가동블록과 연결되어 전후 이동력을 부가하는 고정실린더;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 가공부는, 상기 본체부의 상단 후방에 장착되고, 상하 수직선상을 기점으로 회전하는 Z축테이블; 상기 Z축테이블의 상단에 장착되고, 전후 수평선상을 기점으로 회전하는 A축인덱스; 상기 베드부와 마주하는 A축인덱스의 전방에 장착되는 가공플레이트; 상기 가공플레이트의 전방에 좌우로 수평하게 장착되는 스핀들; 상기 스핀들의 일단에 장착되고, 상기 톱날의 톱니들을 절삭하는 가공날; 상기 가공플레이트의 상단에 장착되고, 상기 스핀들과 벨트로 연결되어 회전력을 부가하는 가공모터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명은 톱날의 톱니들을 자동적으로 연속 가공해줌으로써, 무인화가 가능하여 가공에 소요되는 공수의 낭비를 최소화하면서도 생산성은 높일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 톱날의 톱니들을 가공하는 가공부가 앞날과 뒷날 및 좌/우측윗날에 대응하는 각도로 자세가 가변되게 구현함으로써, 단일의 장치에서 톱니들을 모두 가공할 수가 있으므로 다른 장치에 옮겨가며 가공하는 방식에 비해 가공정밀도가 대폭 향상됨에 따라 우수한 품질을 보장할 수 있고, 콤팩트한 크기로 제작이 가능하여 공간에 제약을 받지 않고 설치가 가능한 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 일반적인 자르기용 톱날의 톱니구조를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 톱날가공 자동화장치를 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 톱날가공 자동화장치의 이송부를 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 톱날가공 자동화장치의 베드부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 톱날가공 자동화장치의 가공부를 나타내는 사시도이다.
도 7 내지 도 15는 본 발명에 따른 톱날가공 자동화장치가 톱날을 가공하는 과정을 나타내는 작동도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명은 도 1처럼 자르기용 직선형 톱날(1)의 톱니(1a)마다 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)을 자동으로 연속 가공하는 장치에 관한 것으로, 도 2와 같이 본체부(10)와 이송부(20) 및 베드부(30)와 가공부(40)를 주요 구성으로 하는 톱날가공 자동화장치이다.

이때, 본 발명에서 지칭하는 좌우, 상하, 전후 위치 및 수평과 수직방향에 대해서는 도면에 도시된 좌표계를 기준으로 한다.

즉, 좌우는 X축, 상하는 Z축, 전후는 Y축, 수평은 X축과 Y축, 수직은 Z축을 기준으로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 본체부(10)는 도 2처럼 가공될 톱니(1)들과 함께 본체부(10) 내지 가공부(40)를 장착되게 지지한다.

이러한 본체부(10)는 본체테이블(11)과 공급트레이(12) 및 배출트레이(13)로 구성된다.

본체테이블(11)은 소정면적의 테이블프레임과, 테이블프레임의 하단 모서리마다 장착되는 조절다리로 구성된다.

즉, 본체테이블(11)은 후술하는 이송부(20) 내지 가공부(40)를 바닥으로부터 이격된 상태로 장착되게 해준다.

공급트레이(12)는 본체테이블(11)의 우측에 배치되고, 베드부(30)로 공급될 톱날(1)들을 일렬로 적층되게 수용한다.

이러한 공급트레이(12)는 톱날(1)들을 은폐되게 수용하는 공급함체와, 공급함체의 내부에 수직하게 세워져 톱날(1)들을 일렬로 적층해주는 가이드 핀들로 구성된다.

배출트레이(13)는 본체테이블(11)의 좌측에 배치되고, 함형으로 형성되어 가공이 완료된 톱날(1)들을 수납한다.

이러한 배출트레이(13)에는 도면으로 도시하지 않았지만, 설정경로로 톱날(1)들을 배출시키는 슈트가 부착될 수 있다.

이어서 본 발명에 따른 이송부(20)는 도 2처럼 본체프레임(11)의 상단 중간에 배치된다.

즉, 이송부(20)는 공급트레이(12)에 적층된 톱날(1)을 낱개씩 파지하여 베드부(30)로 공급한다.

그리고 베드부(30)에서 가공이 완료된 톱날(1)을 파지하여 배출트레이(13)로 배출한다.

이러한 이송부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 이송프레임(21), 이송레일(22), 이송블록(23), 이송블록(23), 이송실린더(24), 승강블록(25), 승강레일(26), 승강실린더(27), 핑거(28)로 구성된다.

이송프레임(21)은 이송레일(22) 내지 핑거(28)를 지지하는 기둥으로, 본체테이블(11)의 상단 양측에 베드부(30)와 간섭되지 않는 높이로 수직하게 장착된다.

이송레일(22)은 이송프레임(21)의 상단 전방에 본체프레임(11)을 가로지르는 좌우방향으로 수평하게 장착된다.

이송블록(23)은 이송레일(22)의 전면에 소정의 좌우간격을 두고 이격되게 각각 장착되어 좌우방향으로 동시에 슬라이드 이동한다.

즉, 우측의 이송블록(23)은 톱날(1)의 공급을 담당하고, 좌측의 이송블록(23)은 톱날(1)의 배출을 담당한다.

이러한 좌/우측의 이송블록(23)은 후면에 연결플레이트에 의해 단일체로 묶여져 이송레일(22)을 따라 좌우로 동시에 이동한다.

이송실린더(24)는 이송프레임(21)의 상단 후방에 좌우로 수평하게 장착되고, 이송블록(23)과 연결되어 좌우 이동력을 부가한다.

여기서 이송실린더(24)를 대신해서 이송블록(23)에 체결되는 스크루와, 스크루로 회전력을 부가하는 서보모터로도 구성할 수가 있다.

승강블록(25)은 이송블록(23)의 하단 전방에 상하로 슬라이드 이동이 가능하게 장착된다.

승강레일(26)은 승강블록(25)의 양측에 상하로 수직하게 장착되고, 이송블록(23)과 맞물려 슬라이드 이동이 가능하게 장착시켜준다.

승강실린더(27)는 이송블록(23)의 상단 전방에 상하로 수직하게 장착되고, 승강블록(25)과 연결되어 상하 이동력을 부가한다.

핑거(28)는 승강블록(25)의 하단에 상하로 수직하게 장착되고, 톱날(1)이 파지되게 톱날(1)의 일면을 진공으로 흡착한다.

이어서 본 발명에 따른 베드부(30)는 도 2처럼 본체프레임(11)의 상단 전방에 배치된다.

즉, 베드부(30)는 이송부(20)로부터 공급된 톱날(1)을 정렬 및 고정하고, 고정된 톱날(1)의 톱니(1a)가 가공되게 가공부(40)를 향해 설정좌표대로 이동한다.

이러한 베드부(30)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 Y축스테이지(31), X축스테이지(32), 안착플레이트(33), 지그유닛(34), Y축정렬유닛(35), X축정렬유닛(36), 고정유닛(37)으로 구성된다.

Y축스테이지(31)는 본체프레임(11)의 상단 전방에 장착되고, 서보모터의 구동에 따라 전후로 슬라이드 이동한다.

X축스테이지(32)는 Y축스테이지(31)의 상단에 장착되고, 서보모터의 구동에 따라 좌우로 슬라이드 이동한다.

이러한 Y/X축스테이지(31)(32)는 리니어가이드와 리니어블록 및 테이블 그리고 스크루와 서보모터로 조합되어 X축과 Y축 방향으로 직선 이동한다.

안착플레이트(33)는 X축스테이지(32)의 상단 일측에 장착되고, 톱날(1)을 수용하는 크기로 형성되어 이송부(20)로부터 공급된 톱날(1)을 편평하게 지지한다.

여기서 안착플레이트(33)의 상면에는 후술하는 Y축정렬밀대(35a)와 동일선상인 전후방향을 향해 함몰된 밀대홈(33a)이 형성된다.

이러한 밀대홈(33a)은 Y축정렬밀대(35a)가 삽입된 상태로 진입을 허용하여 톱날(1)을 후술하는 지그플레이트(34a)로 밀어내게 유도한다.

즉, 밀대홈(33a)은 Y축정렬밀대(35a)의 중심과 안착플레이트(33)의 상면이 동일선상으로 위치되게 해줌으로써, Y축정렬밀대(35a)가 비교적 얇은 톱날(1)의 상면으로 어긋나지 않게 위치시켜준다.

지그유닛(34)은 안착플레이트(33)와 인접하는 Y축스테이지(31)의 상단 후방에 장착되어 톱날(1)을 가공자세와 위치로 정렬되게 유도한다.

이러한 지그유닛(34)은 지그플레이트(34a)와 지그실린더(34b)로 구성된다.

지그플레이트(34a)는 톱날(1)을 수용하는 크기로 형성되고, Y축스테이지(31)의 상단 후방에 상하로 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.

즉, 지그플레이트(34a)는 안착플레이트(33)의 후방에서 마주하게 출몰하여 톱날(1)의 정렬자리를 제공한다.

이러한 지그플레이트(34a)에는 안착플레이트(33)와 마주하는 전방으로 톱니(1a)를 수용하는 지그홈(34a-1)이 형성된다.

즉, 지그홈(34a-1)은 좌측이 폐쇄된 상태로 톱니(1a)의 높이에 대응하는 전후 폭 만큼 단차지게 함몰 형성된다.

따라서 톱날(1)이 Y축정렬밀대(35a)에 의해 후방으로 밀려 지그홈(34a-1)에 삽입되면, 가공될 톱니(1a)부위만이 안착플레이트(33)로부터 후방으로 이격(노출)된 상태로 정렬된다.

지그실린더(34b)는 Y축스테이지(31)의 상단 후방에 상하로 수직하게 장착되고, 지그플레이트(34a)와 연결되어 상하 이동력을 부가한다.

즉, 안착플레이트(33)로 톱날(1)이 공급되기 이전에 지그플레이트(34a)를 안착플레이트(33)와 마주하게 상승시킨다.

그리고 후술하는 고정유닛(37)에 의해 톱날(1)이 안착플레이트(33)에 고정되면, 톱날(1)이 가공부(40)로 이동되게 지그플레이트(34a)를 하강시킨다.

Y축정렬유닛(35)은 안착플레이트(33)와 인접하는 X축스테이지(32)의 상단 전방에 장착된다.

즉, Y축정렬유닛(35)은 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)을 지그유닛(34)에 밀착 정렬되게 후방으로 밀어준다.

이러한 Y축정렬유닛(35)은 Y축정렬밀대(35a)와 Y축정렬실린더(35b)로 구성된다.

Y축정렬밀대(35a)는 후술하는 고정플레이트(37a)의 양측에 전후로 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.

즉, Y축정렬밀대(35a)는 소정 길이를 가진 각형 또는 원형의 핀으로 형성되고, 밀대홈(33a)에 삽입된 상태에서 슬라이드 이동한다.

Y축정렬실린더(35b)는 고정플레이트(37a)의 상단 중앙에 전후로 수평하게 장착되고, Y축정렬밀대(35a)와 연결되어 전후 이동력을 부가한다.

즉, 안착플레이트(33)에 톱날(1)이 공급되면, 톱날(1)이 지그유닛(34)에 밀착 정렬되게 Y축정렬밀대(35a)를 전방으로 이동시킨다.

그리고 후술하는 고정유닛(37)에 의해 톱날(1)이 안착플레이트(33)에 고정되면, Y축정렬밀대(35a)를 후방으로 이동시킨다.

X축정렬유닛(36)은 안착플레이트(33)와 인접하는 X축스테이지(32)의 상단 우측에 장착된다.

즉, X축정렬유닛(36)은 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)을 지그유닛(34)에 밀착 정렬되게 좌측으로 밀어준다.

이러한 X축정렬유닛(36)은 X축정렬밀대(36a)와 X축정렬실린더(36b)로 구성된다.

X축정렬밀대(36a)는 안착플레이트(33)와 마주하는 X축스테이지(32)의 상단 우측에 좌우로 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.

즉, X축정렬밀대(36a)는 손잡이(자루)가 연결되는 톱날(1)의 우측부위를 좌측으로 밀어준다.

X축정렬실린더(36b)는 X축스테이지(32)의 상단 우측에 좌우로 수평하게 장착되고, X축정렬밀대(36a)와 연결되어 좌우 이동력을 부가한다.

즉, 안착플레이트(33)에 톱날(1)이 공급되면, 톱날(1)이 지그유닛(34)에 밀착 정렬되게 X축정렬밀대(36a)를 좌측으로 이동시킨다.

그리고 후술하는 고정유닛(37)에 의해 톱날(1)이 안착플레이트(33)에 고정되면, X축정렬밀대(36a)를 후방으로 이동시킨다.

고정유닛(37)은 안착플레이트(33)와 인접하는 X축스테이지(32)의 상단 전방에 장착된다.

즉, 고정유닛(37)은 지그유닛(34)에 정렬된 톱날(1)을 가압하여 안착플레이트(33)에 고정한다.

이러한 고정유닛(37)은 고정플레이트(37a), 고정블록(37b), 가동블록(37c), 연결링크(37d), 고정대(37e), 마찰패드(37f), 고정실린더(37g)로 구성된다.

고정플레이트(37a)는 안착플레이트(33)와 마주하는 X축스테이지(32)의 상단 전방에 장착된다.

고정블록(37b)은 연결링크(37d)가 힌지 연결되게 양측에 구멍이 형성된 것으로, 고정플레이트(37a)의 상단 전방에 장착된다.

가동블록(37c)은 연결링크(37d)가 힌지 연결되게 양측에 구멍이 형성된 것으로, 고정블럭(37b)의 상측으로 소정거리를 두고 이격 배치된다.

연결링크(37d)는 고정블럭(37b)과 가동블록(37c)의 양측에 각각 힌지로 연결 장착된다.

즉, 연결링크(37d)로 연결된 가동블록(37c)은 고정블럭(37b)을 기점으로 전후로 스윙 운동한다.

고정대(37e)는 톱니(1)에 대응하는 길이로 형성되고, 가동블록(37c)의 전방 하단에 좌우로 수평하게 장착된다.

즉, 고정대(37e)는 가동블록(37c)을 따라 스윙 운동하며 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)의 상면을 가압하여 고정해준다.

마찰패드(37f)는 연질의 고무재로 형성되고, 고정대(37e)의 하단에 장착되어 톱날(1)과의 마찰을 높여 슬립을 방지해준다.

고정실린더(37g)는 고정플레이트(37a)의 상단 후방에 전후로 수평하게 장착되고, 가동블록(37c)과 연결되어 전후 이동력을 부가한다.

즉, 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)이 지그플레이트(34a)에 정렬이 완료되면, 고정대(37e)가 톱날(1)이 가압 고정되게 가동블록(37c)을 전방으로 이동시킨다.

그리고 후술하는 가공부(40)에 의해 톱날(1)의 톱니(1a)들의 가공이 완료되면, 톱날(1)이 배출되게 가동블록(37c)을 후방으로 이동시킨다.

마지막으로 본 발명에 따른 가공부(40)는 도 2처럼 본체프레임(11)의 상단 후방에 장착된다.

즉, 가공부(40)는 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)에 대응하는 각도로 자세를 가변하며 베드부(30)에 의해 접근해오는 톱날(1)의 톱니(1a)를 절삭한다.

이러한 가공부(40)는 도 6에 도시된 바와 같이 Z축테이블(41), A축인덱스(42), 가공플레이트(43), 스핀들(44), 가공날(45), 가공모터(46)로 구성된다.

Z축테이블(41)은 본체프레임(11)의 상단 후방에 장착되고, 상하 수직선상인 Z축을 기점으로 회전한다.

A축인덱스(42)는 Z축테이블(41)의 상단에 장착되고, 전후 수평선상인 Y축을 기점으로 회전한다.

이러한 Z축테이블(41)과 A축인덱스(42)는 회전샤프트와 베어링 및 서보모터로 구성되어 설정 각도로 회전한다.

가공플레이트(43)는 ㄱ형으로 형성되고, 베드부(30)와 마주하는 A축인덱스(42)의 전방에 장착된다.

즉, 가공플레이트(43)는 스핀들(44)과 가공모터(46)가 장착되는 것으로, A축인덱스(42)의 회전샤프트에 연결된다.

스핀들(44)은 가공플레이트(43)의 전방에 좌우 수평하게 장착되고, 가공모터(46)로부터 회전력을 전달받아 회전한다.

가공날(45)은 스핀들(44)의 일단에 장착되고, 접근하는 톱날(1)의 톱니(1a)들을 절삭한다.

가공모터(46)는 가공플레이트(43)의 상단에 장착되고, 스핀들(44)과 벨트로 연결되어 회전력을 부가한다.

따라서 가공날(45)은 절삭회전과 동시에 Z축테이블(41)과 A축인덱스(42)에 의해 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)에 대응하는 각도로 자세를 가변할 수가 있다.

이하, 본 발명에 따른 톱날가공 자동화장치가 톱날(1)의 톱니(1a)를 가공하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 7과 같이 우측 이송블록(23)이 공급트레이(12)에 마주하게 위치한 상태에서 승강실린더(27)가 승강블록(25)을 하강시키면, 핑거(28)가 톱날(1)을 진공으로 흡착하여 파지한다.

그리고 승강실린더(27)가 승강블록(25)을 본래의 위치로 상승시키고, 이송실린더(24)가 우측 이송블록(23)을 좌측으로 이동시킨다.

이어서 승강블록(25)이 안착플레이트(33)와 마주하게 위치되면, 승강실린더(27)가 승강블록(25)을 하강시키고, 핑거(28)가 톱날(1)의 흡착을 해제하여 톱날(1)을 안착플레이트(33)에 거치시킨다.

이때, 핑거(28)가 톱날(1)을 진공으로 흡착하여 상승하는 과정에서 도 8과 같이 지그플레이트(34a)는 안착플레이트(33)와 마주보는 위치로 상승된다.

안착플레이트(33)에 톱날(1)이 거치되면, Y축정렬밀대(35a)가 톱날(1)을 후방으로 밀어 지그플레이트(34a)에 밀착 정렬시킨다.

그리고 X축정렬밀대(36a)가 톱날(1)을 좌측으로 밀어 지그플레이트(34a)에 밀착 정렬시킨다.

톱날(1)의 정렬이 완료되면, 고정대(37e)가 톱날(1)의 상면을 가압하여 안착플레이트(33)에 고정시킨다.

톱날(1)의 고정이 완료되면, Y축정렬밀대(35a)와 X축정렬밀대(36a)는 본래의 위치로 복귀한다.

이때, 톱날(1)의 톱니(1a)들은 도 10에 확대 도시한 바와 같이 안착플레이트(33)와 고정대(37e)로부터 후방으로 노출된다.

이어서 도 10처럼 Y축스테이지(31)와 X축스테이지(32)가 설정좌표대로 이동하여 톱니(1a)들이 순차 절삭되게 가공날(46)로 접근시킨다.

즉, 도 11과 같이 Z축테이블(41)과 A축인덱스(42)에 의해 가공날(46)이 우측으로 비틀려진 상태에서 톱니(1a)의 짝수골마다 순차 진입하면, 앞날(A)과 뒷날(B)이 1차 가공된다.

그리고 도 12와 같이 가공날(46)이 좌측으로 비틀려지고, 톱니(1a)의 홀수골마다 순차 진입하면, 앞날(A)과 뒷날(B)을 2차 가공된다.

마찬가지로 도 13과 같이 가공날(46)이 우측으로 비틀려지고, 짝수 톱니(1a)들마다 순차 진입하면 좌측윗날(C1)이 가공된다.

그리고 도 14와 같이 가공날(46)이 좌측으로 비틀려지고, 홀수 톱니(1a)들마다 진입하면 우측윗날(C2)이 가공된다.

모든 톱니(1a)의 가공이 완료되면, 도 15와 같이 Y축스테이지(31)와 X축스테이지(32)가 본래의 위치로 복귀하고, 고정대(37e)가 전방으로 이동하여 톱날(1)의 고정을 해제한다.

이어서 앞에서 설명한 바와 같이 우측 이송블록(23)의 핑거(28)와 좌측 이송블록(23)의 핑거(28)는 동일한 작동을 수행한다.

즉, 우측 이송블록(23)의 핑거(28)가 톱날(1)을 흡착 파지하여 안착플레이트(33)로 공급할 때, 좌측 이송블록(23)의 핑거(28)는 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)을 흡착 파지하여 배출트레이(13)로 배출한다.

이와 같이 단일의 자동화장치에서 톱날(1)의 톱니(1a)들을 모두 가공할 수가 있으므로 다른 장치에 옮겨가며 가공하는 방식에 비해 가공정밀도가 대폭 향상됨에 따라 우수한 품질을 보장할 수 있고, 콤팩트한 크기로 제작이 가능하여 공간에 제약을 받지 않고 설치가 가능한 이점을 제공한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

1: 톱날
1a: 톱니
A: 앞날
B: 뒷날
C1: 좌측윗날
C2: 우측윗날
10: 본체부
11: 본체테이블
12: 공급트레이
13: 배출트레이
20: 이송부
21: 이송프레임
22: 이송레일
23: 이송블록
24: 이송실린더
25: 승강블록
26: 승강레일
27: 승강실린더
28: 핑거
30: 베드부
31: Y축스테이지
32: X축스테이지
33: 안착플레이트
33a: 밀대홈
34: 지그유닛
34a: 지그플레이트
34a-1: 지그홈
34b: 지그실린더
35: Y축정렬유닛
35a: Y축정렬밀대
35b: Y축정렬실린더
36: X축정렬유닛
36a: X축정렬밀대
36b: X축정렬실린더
37: 고정유닛
37a: 고정플레이트
37b: 고정블록
37c: 가동블록
37d: 연결링크
37e: 고정대
37f: 마찰패드
37g: 고정실린더
40: 가공부
41: Z축테이블
42: A축인덱스
43: 가공플레이트
44: 스핀들
45: 가공날
46: 가공모터

Claims

자르기용 직선형 톱날(1)의 톱니(1a)마다 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)을 자동으로 연속 가공하는 장치에 있어서,
바닥으로부터 이격되게 지지하는 소정 크기의 본체부(10);
상기 본체부(10)의 상단 중간에 배치되고, 상기 톱날(1)을 낱개씩 파지하여 우측에서 좌측으로 공급 및 배출하는 이송부(20);
상기 본체부(10)의 상단 전방에 배치되고, 상기 이송부(20)로부터 공급된 톱날(1)을 정렬 및 고정하며 설정좌표대로 이동하는 베드부(30);
상기 본체부(10)의 상단 후방에 배치되고, 상기 앞날(A)과 뒷날(B) 및 좌/우측윗날(C1)(C2)에 대응하는 각도로 자세를 가변하며 베드부(30)에 의해 이동하는 톱날(1)의 톱니(1a)를 절삭하는 가공부(40);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체부(10)는,
상기 이송부(20) 내지 가공부(40)를 바닥으로부터 이격되게 수용하는 본체테이블(11);
상기 본체테이블(11)의 우측에 배치되고, 상기 베드부(30)로 공급될 톱날(1)들을 일렬로 적층되게 수용하는 공급트레이(12);
상기 본체테이블(11)의 좌측에 배치되고, 상기 가공부(40)에 의해 가공이 완료된 톱날(1)들을 수납하는 배출트레이(13);
로 구성된 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.
청구항 2에 있어서,
상기 이송부(20)는,
상기 본체부(10)의 상단 양측에 소정 높이로 수직하게 장착되는 이송프레임(21);
상기 이송프레임(21)의 상단 전방에 좌우로 수평하게 장착되는 이송레일(22);
상기 이송레일(22)의 전면에 소정의 좌우간격을 두고 이격되게 장착되어 좌우방향으로 동시에 슬라이드 이동하는 한 쌍의 이송블록(23);
상기 이송프레임(21)의 상단 후방에 좌우로 수평하게 장착되고, 상기 이송블록(23)과 연결되어 좌우 이동력을 부가하는 이송실린더(24);
상기 이송블록(23)의 하단 전방에 상하로 슬라이드 이동이 가능하게 장착되는 승강블록(25);
상기 승강블록(25)의 양측에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 이송블록(23)과 맞물려 슬라이드 이동을 안내하는 승강레일(26);
상기 이송블록(23)의 상단 전방에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 승강블록(25)과 연결되어 상하 이동력을 부가하는 승강실린더(27);
상기 승강블록(25)의 하단에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 톱날(1)의 일면을 흡착하여 파지하는 하나 이상의 핑거(28);
로 구성된 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베드부(30)는,
상기 본체부(10)의 상단 전방에 장착되고, 전후로 슬라이드 이동하는 Y축스테이지(31);
상기 Y축스테이지(31)의 상단에 장착되고, 좌우로 슬라이드 이동하는 X축스테이지(32);
상기 X축스테이지(32)의 상단 일측에 장착되고, 상기 톱날(1)을 지지하는 안착플레이트(33);
상기 안착플레이트(33)와 인접하는 Y축스테이지(31)의 상단 후방에 장착되고, 상기 톱날(1)을 가공자세와 위치로 정렬을 유도하는 지그유닛(34);
상기 안착플레이트(33)와 인접하는 X축스테이지(32)의 상단 전방에 장착되고, 상기 톱날(1)을 후방으로 밀어 지그유닛(34)에 밀착시키는 Y축정렬유닛(35);
상기 안착플레이트(33)와 인접하는 X축스테이지(32)의 상단 우측에 장착되고, 상기 톱날(1)을 좌측으로 밀어 지그유닛(34)에 밀착시키는 X축정렬유닛(36);
상기 안착플레이트(33)와 인접하는 X축스테이지(32)의 상단 전방에 장착되고, 상기 지그유닛(34)에 정렬된 톱날(1)을 가압하여 고정하는 고정유닛(37);
으로 구성된 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.
청구항 4에 있어서,
상기 지그유닛(34)은,
상기 Y축스테이지(31)의 상단 후방에 상하로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 안착플레이트(33)의 후방으로 출몰하여 톱날(1)의 정렬자리를 제공하는 지그플레이트(34a);
상기 Y축스테이지(31)의 상단 후방에 상하로 수직하게 장착되고, 상기 지그플레이트(34a)와 연결되어 상하 이동력을 부가하는 지그실린더(34b);
로 구성되고,
상기 Y축정렬유닛(35)은,
상기 X축스테이지(32)의 상단 전방에 전후로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)을 후방으로 밀어 지그플레이트(34a)에 밀착시키는 Y축정렬밀대(35a);
상기 X축스테이지(32)의 상단 전방에 전후로 수평하게 장착되고, 상기 Y축정렬밀대(35a)와 연결되어 전후 이동력을 부가하는 Y축정렬실린더(35b);
로 구성되며,
상기 X축정렬유닛(36)은,
상기 X축스테이지(32)의 상단 우측에 좌우로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)을 좌측으로 밀어 지그플레이트(34a)에 밀착시키는 X축정렬밀대(36a);
상기 X축스테이지(32)의 상단 우측에 좌우로 수평하게 장착되고, 상기 X축정렬밀대(36a)와 연결되어 좌우 이동력을 부가하는 X축정렬실린더(36b);
로 구성된 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.
청구항 5에 있어서,
상기 안착플레이트(33)는,
상기 톱날(1)을 수용하는 크기로 형성되되, 상기 Y축정렬밀대(35a)가 진입하여 톱날(1)을 지그플레이트(34a)로 밀어내도록 상기 Y축정렬밀대(35a)와 동일선상으로 함몰된 밀대홈(33a);
이 형성되고,
상기 지그플레이트(34a)는,
상기 톱날(1)을 수용하는 크기로 형성되되, 상기 안착플레이트(33)와 마주하는 전방에 톱날(1)의 톱니(1a)부위만이 안착플레이트(33)로부터 후방으로 이격되도록 좌측이 폐쇄된 상태로 톱니(1a)의 높이에 대응하는 폭 만큼 함몰된 지그홈(34a-1);
이 형성된 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.
청구항 4에 있어서,
상기 고정유닛(37)은,
상기 안착플레이트(33)와 마주하는 X축스테이지(32)의 상단 전방에 장착되는 고정플레이트(37a);
상기 고정플레이트(37a)의 상단 전방에 장착되는 고정블록(37b);
상기 고정블럭(37b)의 상측으로 이격 배치되는 가동블록(37c);
상기 고정블럭(37b)과 가동블록(37c)의 양측에 각각 힌지로 장착되고, 상기 고정블럭(37b)으로부터 가동블록(37c)을 전후로 스윙 운동이 가능하게 연결하는 연결링크(37d);
상기 가동블록(37c)의 전방 하단에 좌우로 수평하게 장착되고, 상기 가동블록(37c)을 따라 스윙 운동하며 안착플레이트(33)에 거치된 톱날(1)의 상면을 가압하는 고정대(37e);
상기 고정대(37e)의 하단에 장착되고, 상기 톱날(1)과의 마찰을 높여 슬립을 방지하는 연질의 마찰패드(37f);
상기 고정플레이트(37a)의 상단 후방에 전후로 수평하게 장착되고, 상기 가동블록(37c)과 연결되어 전후 이동력을 부가하는 고정실린더(37g);
로 구성된 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가공부(40)는,
상기 본체부(10)의 상단 후방에 장착되고, 상하 수직선상을 기점으로 회전하는 Z축테이블(41);
상기 Z축테이블(41)의 상단에 장착되고, 전후 수평선상을 기점으로 회전하는 A축인덱스(42);
상기 베드부(30)와 마주하는 A축인덱스(42)의 전방에 장착되는 가공플레이트(43);
상기 가공플레이트(43)의 전방에 좌우로 수평하게 장착되는 스핀들(44);
상기 스핀들(44)의 일단에 장착되고, 상기 톱날(1)의 톱니(1a)들을 절삭하는 가공날(45);
상기 가공플레이트(43)의 상단에 장착되고, 상기 스핀들(44)과 벨트로 연결되어 회전력을 부가하는 가공모터(46);
로 구성된 것을 특징으로 하는 톱날가공 자동화장치.