WO2020242067A1 - 레이저 가공장치 - Google Patents

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WO2020242067A1
WO2020242067A1 PCT/KR2020/005664 KR2020005664W WO2020242067A1 WO 2020242067 A1 WO2020242067 A1 WO 2020242067A1 KR 2020005664 W KR2020005664 W KR 2020005664W WO 2020242067 A1 WO2020242067 A1 WO 2020242067A1
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WO
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locking
laser processing
bed frame
locking groove
running rail
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/005664
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English (en)
French (fr)
Inventor
양현우
Original Assignee
주식회사 에이치케이
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly, to a laser processing apparatus in which a vibration generated during laser processing is blocked from being transmitted to an object to be processed to improve processing precision and productivity.
  • laser processing equipment is used to precisely process a complex shape on a sheet or plate-shaped object.
  • Such a laser processing apparatus includes a bed frame, a table on which an object to be processed is seated and fixed or movably installed on the bed frame, and a laser processing head for processing the object by irradiating a laser beam toward the object to be processed. And a moving device installed on the bed frame to move the laser processing head.
  • a gantry may be used as an example of the moving device.
  • the gantry is a bridge-shaped structure that is coupled to both sides with a corresponding region therebetween, and the lower ends of both sides are coupled to be movable on the bed frame.
  • a laser processing head is coupled to the gantry so as to be movable in a width direction orthogonal to a moving direction of the gantry.
  • the laser processing head coupled to the gantry moves in the front and rear, left and right directions of the table on which the object to be processed is seated, and can process the object to be processed.
  • the vibration is transmitted to the bed frame, which is directly connected to the moving device, and the vibration transmitted to the bed frame is transmitted to the object to be processed through the table disposed on the bed frame.
  • the object to be processed vibrates when the laser processing head and the moving device are moved.
  • vibration generated from the object to be processed not only degrades the processing accuracy, but also makes it impossible to expect good cut surface quality.
  • vibration transmitted to the object to be processed is generated even more.
  • Republic of Korea Patent Publication No. 10-1024086 (announced on March 22, 2011) discloses a'substrate cutting apparatus using a laser' in which the processing condition of the cutting surface of the substrate is excellent and the quality of the substrate is improved.
  • An object of the present invention is to solve the conventional problem, in the present invention, because the shuttle table on which the object to be processed is seated is mounted on a fixed table completely independent from the bed frame, vibration generated during laser processing of the object to be processed It is to provide a laser processing device that completely blocks transmission to the object to be processed to improve processing precision and productivity.
  • the laser processing apparatus for achieving the above-described object includes: a bed frame having an installation space therein and a first running rail connected to the installation space; A fixed table disposed in the installation space spaced apart from the bed frame and provided with a second running rail disposed on an extension line of the first running rail; And a shuttle table on which the object to be processed is seated and is installed to be movable along the first and second travel rails.
  • the moving device is installed to be movable on the bed frame; And a laser processing head installed to be movable on the moving device.
  • a spacer formed between the bed frame and the fixed table in the state of being inserted and installed in the installation space may include, and in this case, the distance of the spaced part is of the fixed table. It may be formed in the same size along the circumference, or may be formed in different sizes along the circumference of the fixed table.
  • the spacer includes: a first spacer disposed in parallel with a moving direction of the moving device; And a second spacer disposed orthogonally to the moving direction of the shuttle table, and in this case, the distance of the first spacer may be larger than the distance of the second spacer.
  • the fixed table includes a height adjustment unit for matching the second running rail on an extension line of the first running rail or adjusting the horizontality of the second running rail.
  • the laser processing apparatus may include a locking unit for connecting the fixed table and the shuttle table and fixing the position of the shuttle table moved to the upper side of the fixed table.
  • the locking unit comprises: a locking block coupled to the shuttle table and having a locking groove formed concave in a direction perpendicular to a moving direction of the shuttle table; A rotating block rotatably coupled to the fixed table and having a locking member inserted into or removed from the locking groove according to the degree of rotation; And a locking driving unit that rotates the rotation block.
  • the locking groove includes: a locking groove in which the locking member is seated; A shear slope formed at one end of the locking groove to be obliquely inclined along a first moving direction of the shuttle table, and provided to have a reaction force in the first moving direction while being in contact with the locking member; And a rear end inclined portion formed to be obliquely inclined at the other end of the locking groove portion along a second movement direction opposite to the first movement direction, and provided to have a reaction force in the second movement direction while being in contact with the locking member. can do.
  • the locking groove includes a first locking groove provided on one side of the locking block in a direction orthogonal to a moving direction of the shuttle table, and a second locking groove provided on the other side of the locking block.
  • a locking groove is included, and the locking member is disposed at one end about the rotation axis of the rotation block and is disposed at the other end about the rotation axis of the rotation block and a first locking member inserted into the first locking groove. 2 It may include a second locking member inserted into the locking groove.
  • the shuttle table on which the object to be processed is seated is mounted on a fixed table completely independent from the bed frame, vibration transmitted to the bed frame during laser processing is completely blocked from being transmitted to the object to be processed. And, thereby, the precision of laser processing can be improved.
  • the laser processing apparatus according to the present invention can completely exclude the consideration of vibration as described above, the laser processing head and the moving device can be driven at high speed without any limitation on the driving speed, whereby the productivity of laser processing Can improve.
  • the laser processing apparatus according to the present invention can quickly and easily fix the shuttle table on which the object to be processed is mounted through the locking unit to the correct position each time, the precision and productivity of laser processing can be further improved.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a laser processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a state in which the moving device is removed to describe the laser processing device according to the present invention.
  • FIG 3 is a plan view of a state in which the moving device is removed to describe the laser processing device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the locking block of the locking unit according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a rotation block and a locking driving unit of the locking unit according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the operation process of the locking unit according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a laser processing apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a state in which the moving device is removed to explain the processing apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is a laser processing apparatus according to the present invention. It is a plan view with the moving device removed to illustrate.
  • the laser processing apparatus may include a bed frame 300, a fixed table 400, and a shuttle table 500.
  • the bed frame 300 may be configured with a laser processing head 100 for laser processing of the object 1 and a moving device 200 for moving the laser processing head 100.
  • the bed frame 300 may include a base portion 300A and a side wall portion 300B formed on a side portion of the base portion 300A.
  • the base part 300A may provide an area in which the object to be processed is placed, and the sidewall part 300B may provide an area in which the moving device 200 is installed.
  • a gantry may be applied as the moving device 200.
  • the lower ends of both sides of the gantry are coupled to the side wall portion 300B of the bed frame 300 so as to be movable, so that the gantry can run on the bed frame 300.
  • the laser processing head 100 is coupled to the gantry so as to be movable in a width direction orthogonal to the moving direction of the gantry.
  • the moving device 200 is not particularly limited to the gantry type described above, and various types of moving devices 200 may be applied on the bed frame 300.
  • the laser processing apparatus is implemented in a structure in which the shuttle table 500 on which the object to be processed is seated is seated on a fixed table 400 completely independent from the bed frame 300, so that the object to be processed from the bed frame 300 (1) It blocks a series of vibrations transmitted to the side.
  • the bed frame 300 and the fixed table 400 are installed in a state that is not physically connected to each other, and a spacer 311 that blocks vibration transmission between the bed frame 300 and the fixed table 400 is provided. Is formed.
  • an installation space 310 in which the fixing table 400 is inserted and installed may be provided in the base portion 300A of the bed frame 300 providing a processing area.
  • the installation space 310 may be provided in various shapes corresponding to the planar shape of the fixed table 400 to be inserted and installed.
  • the installation space 310 has a structure that is open up and down, and when the fixing table 400 is inserted into the installation space 310 while the bed frame 300 is placed on the floor surface of the workshop, the lower side of the fixed table 400 And the floor surface of the workplace may be in contact with each other.
  • a pair of first running rails 320 connected to the installation space 310 may be provided at the base portion 300A of the bed frame 300.
  • the first running rail 320 is for guiding the movement of the shuttle table 500 to be described later, and may be arranged to connect the installation space 310 at one side of the bed frame 300.
  • the shuttle table 500 may be moved from the outside of the bed frame 300 to the installation space 310 through the upper surface of the base portion 300A.
  • the first running rail 320 may be formed of a rail structure having a certain cross section that is formed concave or convexly on the upper surface of the base portion 300A of the bed frame 300.
  • the fixed table 400 may be disposed inside the installation space 310 of the bed frame 300. Specifically, the fixed table 400 is manufactured to be smaller than the size of the installation space 310 of the bed frame 300 to form a space 311 between the bed frame 300 and the fixed table 400, It may be inserted and disposed in the installation space 310 in a state spaced apart from the bed frame 300 through the spacer 311.
  • a second running rail 420 may be provided on an upper surface of the fixed table 400.
  • the second travel rail 420 basically has a cross-sectional shape corresponding to the first travel rail 320 and is disposed on an extension line of the first travel rail 320.
  • the shuttle table 500 that is moved along the first running rail 320 passes the upper surface of the base portion 300A constituting the bed frame 300, and the second running rail 420 is installed. It can be moved upwards.
  • the spacing of the spacer 311 formed between the bed frame 300 and the fixed table 400 is formed to have the same size as a whole along the circumference of the fixed table 400 It may be possible, and may be formed in different sizes along the circumference of the fixed table 400.
  • the spacer 311 may include a first spacer 311A and a second spacer 311B.
  • the first spacer 311A may be disposed parallel to the moving direction of the moving device 200, and at this time, the first spacer 311A may maintain a first distance D1 of a predetermined size.
  • the first spacer 311A may be disposed parallel to the moving direction of the shuttle table 500.
  • the second spacer 311B may be disposed orthogonally to the moving direction of the moving device 200, and at this time, the second spacer 311B may maintain a second distance D1 of a predetermined size.
  • the second spacer 311B may be disposed orthogonal to the moving direction of the shuttle table 500.
  • the second spacing D2 of the second spacing part 311B may be larger than the first spacing D1 of the first spacing part 311A.
  • the first spacing of the first spacing part 311A exhibiting a large vibration characteristic according to the driving characteristics of the laser processing head 100 and the moving device 200 ( D1) is preferably formed relatively large.
  • the second spacing part 311B to which the first traveling rail 320 and the second traveling rail 420 are connected so as to secure a stable movement of the shuttle table 500
  • the second interval D2 of) is preferably formed relatively small.
  • the fixed table 400 may include a height adjustment unit 430.
  • the height adjustment unit 430 is for adjusting the height of the fixed table 400 with respect to the floor surface of the workplace in a state in which the fixed table 400 is inserted in the installation space 310, and the height adjustment unit 430 By using, it is possible to accurately match the second travel rail 420 on the extension line of the first travel rail 320 of the bed frame 300 or adjust the self-level of the fixed table 400.
  • the height adjustment unit 430 may include a screw fastening member that is installed at the lower end of the fixing table 400 and supports the fixing table 400 from the floor of the workplace.
  • the height adjustment unit 430 may include a cylinder installed at the lower end of the fixed table 400 to support the fixed table 400 from the floor surface of the workplace.
  • the height adjustment unit 430 is adjusted in this way, the first running rail 320 and the second running rail 420 are accurately matched, thereby passing the first running rail 320 of the bed frame 300 It is possible to stably guide the movement of the shuttle table 500 moving toward the second running rail 420 of the fixed table 400.
  • the horizontality of the object to be processed 1 seated on the shuttle table 500 is changed, or the horizontality of the object to be processed 1 according to the type or characteristics of the object 1
  • the position of the shuttle table 500 may be set by appropriately adjusting the degree.
  • a vibration isolating unit may be provided at the lower end of the fixed table 400 to block vibrations that may be transmitted from the floor of the workplace.
  • This anti-vibration unit may be provided in the height adjustment unit 430.
  • the fixed table 400 may be formed of a frame structure having a rigidity enough to stably support the shuttle table 500 and the object 1 as shown.
  • the shuttle table 500 is to be mounted on the object 1 to be processed, and may be configured to be movable along the first travel rail 320 and the second travel rail 420.
  • the shuttle table 500 moves along the first running rail 320 of the bed frame 300 in a state in which the object to be processed 1 is seated outside the bed frame 300, A series of laser processing is performed on the object to be processed 1 in a state that can be moved upward and moved upward of the fixed table 400.
  • the shuttle table 500 moves in the opposite direction along the first running rail 320 of the bed frame 300 to be discharged to the outside of the bed frame 300.
  • the shuttle table 500 may include a table frame 510 and a workpiece seating portion 520.
  • the table frame 510 may support the workpiece seating portion 520.
  • Driving wheels 511 may be provided under the table frame 510 so as to be movable along the first and second travel rails 320 and 420.
  • a plurality of the driving wheels 511 may be disposed to be spaced apart from each other along the moving direction of the shuttle table 500.
  • the workpiece seating portion 520 may be installed on the table frame 510 and the object to be processed 1 may be seated on the upper surface. Such a workpiece seating portion 520 should basically have sufficient resistance against simultaneous laser collisions that must support the object 1 and dissipate heat efficiently.
  • the workpiece seating portion 520 may be formed by arranging a plurality of slats side by side on the table frame 510. The entire plurality of slats arranged in parallel may form a plane on which the object to be processed 1 is seated.
  • the workpiece seating portion 520 may have various shapes and arrangement structures such as a pin structure and a honeycomb structure.
  • the shuttle table 500 placed on the first running rail 320 of the bed frame 300 around the bed frame 300 is moved to the outside of the bed frame 300 or the bed frame 300
  • a table exchange unit for moving the shuttle table 500 placed on the outside of the bed frame 300 toward the first running rail 320 may be provided.
  • the object to be processed (1) is loaded to load the object to be processed (1) on the shuttle table (500) or to unload the object to be processed (1) seated on the shuttle table (500).
  • An unloading unit may be provided.
  • Figure 4 is a view for explaining the locking block of the locking unit according to the present invention
  • Figure 5 is a view for explaining the rotation block and the locking drive unit of the locking unit according to the present invention
  • Figure 6 is a locking unit according to the present invention It is a diagram for explaining the operation process of.
  • the laser processing apparatus connects the fixed table 400 and the shuttle table 500, and a locking unit 600 for fixing the position of the shuttle table 500 moved upward of the fixed table 400 2) may be included.
  • the locking unit 600 can firmly fix the position of the shuttle table 500 moved upward of the fixed table 400 and always fix the shuttle table 500 at a certain position.
  • the locking unit 600 may include a locking block 610, a rotating block 620, and a locking driving unit 650.
  • the locking block 610 may be coupled to the shuttle table 500 and may be installed on the lower surface of the shuttle table 500 opposite the fixed table 400.
  • the locking block 610 may be coupled to the lower surface of the table frame 510 (FIG. 2) constituting the shuttle table 500.
  • the locking block 610 may include a first locking groove 611 and a second locking groove 612.
  • the first locking groove 611 may be formed on one side of the locking block 610 in a width direction orthogonal to the moving direction of the shuttle table 500.
  • the second locking groove 612 may be formed on the other side of the locking block 610 in a width direction orthogonal to the moving direction of the shuttle table 500.
  • first locking groove 611 and the second locking groove 612 may be disposed to be staggered with respect to a width direction orthogonal to the moving direction of the shuttle table 500.
  • a first locking member 626 which will be described later, may be inserted and seated in the first locking groove 611, and a second locking member 627, described later, may be inserted and seated in the second locking groove 612.
  • the first locking groove 611 may include a first locking groove 611a, a first front inclined portion 611b, and a first rear inclined portion 611c.
  • the first locking groove 611a is a first moving direction A1 of the shuttle table 500 and a second moving direction A2 opposite to the first moving direction A1 while the first locking member 626 is seated. ) To limit movement.
  • the first shear inclined portion 611b is formed to be obliquely inclined along the first moving direction A1 of the shuttle table 500 at one end of the first locking groove 611a, and is in contact with the first locking member 626 It is provided to have a reaction force in the first moving direction A1.
  • the first rear end inclined part 611c is formed to be inclined at an angle along the second moving direction A2 of the shuttle table 500 opposite to the first moving direction A1 at the other end of the first locking groove 611a. It is provided to have a reaction force in the second moving direction A2 while being in contact with the second locking member 627.
  • the second locking groove 612 may include a second locking groove 612a, a second front inclined portion 612b, and a second rear inclined portion 612c.
  • the second locking groove 612 is configured in the same manner as the first locking groove 611 described above, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the rotation block 620 is disposed in the locking unit installation space 411 formed on the upper surface of the fixed table 400, and a central rotation shaft 620a disposed perpendicular to the moving direction of the shuttle table 500. ) Can be installed to be rotatable around the center.
  • the rotation block 620 may include a first locking member 626 and a second locking member 627.
  • the first locking member 626 is disposed at one end of the rotation block 620 around the rotation shaft 620a, and may be inserted and seated in the first locking groove 611.
  • the second locking member 627 is disposed at the other end of the rotation block 620 opposite to the first locking member 626 with the rotation shaft 620a interposed therebetween, and is inserted into the second locking groove 612 Can be settled.
  • the rotation block 620 may include a first locking member mounting table 623 and a second locking member mounting table 624.
  • the first locking member mounting table 623 may have one end coupled to the rotation block 620 and the other end coupled to the first locking member 626. That is, the first locking member mounting table 623 separates the first locking member 626 from the rotation block 620 so that the first locking member 626 maintains a height parallel to the locking block 610.
  • the second locking member mounting table 624 may have one end coupled to the rotation block 620 and the other end coupled to the second locking member 627. That is, the second locking member mounting table 624 separates the second locking member 627 from the rotation block 620 so that the second locking member 627 maintains a height parallel to the locking block 610.
  • first locking member 626 and the second locking member 627 may be rotatably coupled to the first locking member mounting base 623 and the second locking member mounting base 624, respectively, for example, It may be a roller member.
  • the first locking groove 611 and the second locking groove 612 are disposed to be staggered with each other in a direction orthogonal to the moving direction of the shuttle table 500,
  • the rotation block 620 has a first locking member 626 and a second locking member 627 at both ends around a central rotation shaft 620a, but unlike this, the locking block 610 ) Is provided with only the first locking groove 611, and correspondingly, only the first locking member 626 may be formed in the rotating block 620.
  • the locking driving unit 650 may rotate the rotating block 620, the locking driving unit 650 may be installed on the fixed table 400, and connect the fixed table 400 and the rotating block 620 Can be installed to
  • the locking driving unit 650 may be a cylinder, and the rotation block 620 may be rotated about the rotation shaft 620a as the cylinder rod is extended or contracted.
  • the locking drive unit 650 may be a motor, and the rotation block 620 may be rotated about the rotation shaft 620a according to the forward or reverse rotation of the motor.
  • the locking driving unit 650 may be applied to a driving unit of various known structures.
  • the model name'DRRD-25- which has a rack pinion semi-rotary drive structure 180-FH-PA' or the like may be used.
  • both rods are connected to each other via a rack and pinion gear, and as the pinion gear is rotated, both rods connected by the pinion gear and the rack gear can be extended or reduced in the opposite direction. Accordingly, the rotation block 620 may be rotated about the rotation shaft 620a.
  • the locking driving unit 650 may be selectively applied from a variety of known driving units such as a cylinder type, a motor type, and a combination method of a cylinder and a motor.
  • a plurality of locking units 600 may be provided along the moving direction of the shuttle table 500. Accordingly, it is possible to increase the positioning accuracy of the shuttle table 500 in the width direction orthogonal to the moving direction.
  • two locking units 600 are configured at the front end and the rear end along the moving direction of the shuttle table 500, and unlike this, the locking unit 600 may be provided in three or more numbers. May be.
  • a plurality of locking driving units 650 corresponding to the plurality of locking units 600 may be provided.
  • Each of the locking driving units 650 may be individually controlled.
  • one locking driving unit 650 may be provided, and at this time, a plurality of locking units through one locking driving unit 650 The unit 600 may be operated collectively so that the locking operation may be synchronized.
  • each locking unit 600 May include a connection shaft 655 connecting the rotating blocks provided in each other.
  • the rotation of the plurality of locking blocks connected via the connection shaft 655 may be synchronized according to the operation of one locking driving unit 650.
  • the connecting shaft 655 moves in the first moving direction (A1) or the second moving direction (A2) as the cylinder rod is extended or contracted. While being able to rotate the rotation block 620 about the rotation axis (620a) of each locking unit (600). Likewise, even when a motor is used as the locking driving unit 650, the connection shaft 655 is moved in the first moving direction (A1) or the second moving direction (A2) according to the forward or reverse rotation of the motor, and each locking unit ( The rotation block 620 may be rotated around the rotation shaft 620a of 600).
  • the locking driving unit 650 is installed on the outer surface of the fixed table 400 and exposed to the outside of the fixed table 400, but unlike this, the locking driving unit 650 is external to the fixed table 400. It may be installed on the inner surface of the fixed table 400 so as not to be exposed.
  • the locking unit 600 may be installed on only one of a pair of running rails arranged side by side along the moving direction of the shuttle table 500, and unlike this, the same It can also be installed in configuration.
  • the shuttle table 500 on which the object to be processed 1 is seated moves along the first running rail 320 of the bed frame 300 and the second running rail 420 of the fixed table 400, and then the fixed table 400 After entering to the upper side of, it stops at a preset position.
  • the locking block 610 of the shuttle table 500 is disposed between the first locking member 626 and the second locking member 627 of the rotation block 620.
  • the locking unit 600 is operated by driving the locking driving unit 650.
  • the first locking member 626 is inserted into the first locking groove 611, and the second locking member 627 is 2 It is inserted into the locking groove 612.
  • first locking member 626 is in contact with the first shear slope 611b of the first locking groove 611
  • second locking member 627 is the second shear slope of the second locking groove 612 It may be in contact with the part 612b.
  • the first locking member 626 pushes the shuttle table 500 in the first moving direction A1 according to the reaction force of the first shear inclined portion 611b, while slipping on the first shear inclined portion 611b. do.
  • the second locking member 627 slides on the second shear slope 612b while pushing the shuttle table 500 in the first moving direction A1 according to the reaction force of the second shear slope 612b. do.
  • first locking member 626 is naturally seated in the first locking groove 611a of the first locking groove 611, and the second locking member 627 is a second locking groove of the second locking groove 612 It naturally lands on (612a).
  • the shuttle table 500 is limited in movement in the first movement direction A1 and the second movement direction A2, and is accurately positioned at the set position.
  • the laser processing head 100 and the moving device 200 are operated, and a series of laser processing is performed on the object to be processed (1) seated on the shuttle table 500. Will perform.
  • the locking drive unit 650 is reversed and operated again, so that the first locking member 626 and the second locking member 627 are connected to the first locking groove 611 2 It is separated from the locking groove 612 so that the shuttle table 500 can run.
  • the shuttle table 500 may be discharged to the outside of the bed frame 300 by moving along the second running rail 420 of the fixed table 400 and the first running rail 320 of the bed frame 300. .
  • the shuttle table 500 on which the object to be processed is mounted is mounted on the fixed table 400 completely independent from the bed frame 300, the bed frame 300 during laser processing It is possible to completely block the transmission of the vibration transmitted to the object to be processed, thereby improving the precision of laser processing.
  • the laser processing head 100 and the moving device 200 can be driven at high speed without any limitation on the driving speed, thereby further improving the productivity of laser processing. Can be.
  • the laser processing apparatus can quickly and easily fix the shuttle table 500 on which the object to be processed is seated through the locking unit 600, the precision and productivity of laser processing are further improved. Can be.
  • the present invention can be used industrially in various laser processing fields because it can greatly increase productivity by improving the precision and processing speed of laser processing by completely blocking the vibration transmitted to the bed frame during laser processing from being transmitted to the object to be processed.

Abstract

본 발명은 레이저 가공헤드를 이동시키는 이동장치로부터 가공 대상물이 안착되는 테이블 영역을 서로 분리 구조로 구현함으로써, 가공 대상물에 대한 레이저 가공 중에 발생되는 진동이 가공 대상물 측으로 전달되는 것을 완전히 차단하여 가공 정밀도와 가공 효율을 향상시킬 수 있는 레이저 가공장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 내부에 설치 공간이 구비되며, 상기 설치 공간과 연결되는 제1 주행레일이 구비되는 베드프레임; 상기 베드프레임과 이격된 상태로 상기 설치 공간 내부에 배치되며, 상기 제1 주행레일의 연장선상에 배치되는 제2 주행레일이 구비되는 고정테이블; 및 가공 대상물이 안착되며, 상기 제1 주행레일 및 상기 제2 주행레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 셔틀테이블;을 포함하고, 가공 대상물에 대한 레이저 가공 중 상기 베드프레임의 진동이 상기 셔틀테이블 측으로 전달되는 것을 차단할 수 있는 특징을 개시한다.

Description

레이저 가공장치
본 발명은 레이저 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 가공 중에 발생되는 진동이 가공 대상물 측으로 전달되는 것을 차단하여 가공 정밀도와 생산성이 향상되도록 한 레이저 가공장치에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 가공장치는 시트 또는 판형 대상물에 복잡한 형상을 정밀 가공하는데 사용된다.
이러한 레이저 가공장치는 크게 베드프레임과, 가공 대상물이 안착되며 상기 베드프레임 상에 고정되거나 혹은 이동 가능하게 설치되는 테이블과, 상기 가공 대상물을 향해 레이저빔을 조사하여 상기 가공 대상물을 가공하는 레이저 가공헤드, 및 상기 베드프레임 상에 설치되어 상기 레이저 가공헤드를 이동시키는 이동장치를 포함한다.
상기 이동장치의 일예로는 갠트리(Gantry)가 이용될 수 있다.
상기 갠트리는 해당 영역을 사이에 두고 양측에 결합되는 다리 모양의 구조물로써, 양측 하단부가 베드프레임 상에서 이동이 가능하도록 결합된다.
또한 상기 갠트리에는 레이저 가공헤드가 갠트리의 이동방향에 직교하는 폭방향으로 이동 가능하도록 결합된다.
결국 상기 갠트리에 결합된 레이저 가공헤드는 가공 대상물이 안착된 테이블의 전후, 좌우 및 높이방향으로 이동하며 가공 대상물을 가공할 수 있게 된다.
이처럼 레이저 가공헤드 및 이동장치의 이동 시에는 이동장치와 직접적으로 연결되어 있는 베드프레임 측으로 진동이 전달되고, 베드프레임 측으로 전달된 진동은 베드프레임 상에 배치된 테이블을 거쳐 가공 대상물에 전달된다. 결국 가공 대상물은 레이저 가공헤드 및 이동장치의 이동 시 진동한다.
이와 같이 가공 대상물에서 발생하는 진동은 가공 정밀도를 떨어트릴 뿐만 아니라 양호한 절단면 품질을 기대할 수 없게 된다.
또한 생산성을 높이고자 레이저 가공헤드 및 이동장치를 고속으로 이동시키는 경우에는 가공 대상물 측으로 전달되는 진동이 더욱 크게 발생된다.
이에, 레이저 가공헤드 및 이동장치의 이동 속도를 제한하여 진동이 발생하지 않게 할 수 있으나 이 경우에는 생산성이 낮아지게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1024086호(2011.03.22.공고)에는 기판 절단면의 가공상태가 우수하고 기판의 품질이 향상되는 '레이저를 이용한 기판 절단 장치'가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 가공 대상물이 안착되는 셔틀테이블이 베드프레임과 완전히 독립된 고정테이블 상에 안착되어 있기 때문에, 가공 대상물에 대한 레이저 가공 중에 발생되는 진동이 가공 대상물 측으로 전달되는 것을 완전히 차단하여 가공 정밀도와 생산성이 향상되도록 하는 레이저 가공장치를 제공함에 있다.
상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 내부에 설치 공간이 구비되며, 상기 설치 공간과 연결되는 제1 주행레일이 구비되는 베드프레임; 상기 베드프레임과 이격된 상태로 상기 설치 공간 내부에 배치되며, 상기 제1 주행레일의 연장선상에 배치되는 제2 주행레일이 구비되는 고정테이블; 및 가공 대상물이 안착되며, 상기 제1 주행레일 및 상기 제2 주행레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 셔틀테이블;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 베드프레임 상에서 이동 가능하게 설치되는 이동장치; 및 상기 이동장치 상에서 이동 가능하게 설치되는 레이저 가공헤드;를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 설치 공간에 삽입 설치된 상태에서 상기 베드프레임과 상기 고정테이블 사이에 형성되는 이격부;를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 이격부의 간격은 상기 고정테이블의 둘레를 따라 동일한 크기로 형성되거나 상기 고정테이블의 둘레를 따라 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 이격부는, 상기 이동장치의 이동방향과 나란하게 배치되는 제1 이격부; 및 상기 셔틀테이블의 이동방향에 직교하게 배치되는 제2 이격부;를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제1 이격부의 간격이 상기 제2 이격부의 간격보다 크게 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 고정테이블은, 상기 제1 주행레일의 연장선상에 상기 제2 주행레일을 일치시키거나 상기 제2 주행레일의 수평도를 조절하기 위한 높이조절유닛을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 고정테이블과 상기 셔틀테이블을 연결하며, 상기 고정테이블의 상측으로 이동된 상기 셔틀테이블의 위치를 고정시키기 위한 락킹유닛을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 락킹유닛은, 상기 셔틀테이블에 결합되며, 상기 셔틀테이블의 이동방향에 직교하는 방향으로 오목하게 형성된 잠금홈이 구비되는 잠금블록; 상기 고정테이블에 회전 가능하게 결합되며, 회전 정도에 따라 상기 잠금홈에 삽입되거나 이탈되는 락킹부재가 구비되는 회전블록; 및 상기 회전블록을 회전시키는 락킹구동부;를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 잠금홈은, 상기 락킹부재가 안착되는 락킹홈부; 상기 락킹홈부의 일단에서 상기 셔틀테이블의 제1 이동방향을 따라 비스듬히 경사지게 형성되며, 상기 락킹부재와 접촉되면서 상기 제1 이동방향의 반력을 가지도록 마련되는 전단경사부; 및 상기 락킹홈부의 타단에서 상기 제1 이동방향과 반대되는 제2 이동방향을 따라 비스듬히 경사지게 형성되며, 상기 락킹부재와 접촉되면서 상기 제2 이동방향의 반력을 가지도록 마련되는 후단경사부;를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 있어서, 상기 잠금홈은, 상기 셔틀테이블의 이동방향에 직교하는 방향으로 상기 잠금블록의 일측에 구비되는 제1 잠금홈 및 상기 잠금블록의 타측에 구비되는 제2 잠금홈을 포함하고, 상기 락킹부재는, 상기 회전블록의 회전축을 중심으로 일단에 배치되며 상기 제1 잠금홈에 삽입되는 제1 락킹부재 및 상기 회전블록의 회전축을 중심으로 타단에 배치되며 상기 제2 잠금홈에 삽입되는 제2 락킹부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 가공 대상물이 안착되는 셔틀테이블이 베드프레임과 완전히 독립된 고정테이블 상에 안착되어 있기 때문에, 레이저 가공 중 베드프레임으로 전달되는 진동이 가공 대상물 측으로 전달되는 것을 완벽하게 차단시킬 수 있고, 이로 인하여 레이저 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 상기와 같이 진동에 대한 고려를 완전히 배제할 수 있기 때문에, 레이저 가공헤드 및 이동장치를 주행 속도에 제한 없이 고속으로 주행시킬 수 있고, 이로 인하여 레이저 가공의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 락킹유닛을 통하여 가공 대상물이 안착된 셔틀테이블을 매번 정확한 위치에 신속하고 용이하게 고정할 수 있기 때문에, 레이저 가공의 정밀도 및 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 가공장치를 설명하기 위하여 이동장치를 제거한 상태의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 가공장치를 설명하기 위하여 이동장치를 제거한 상태의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 락킹유닛의 잠금블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 락킹유닛의 회전블록 및 락킹구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 락킹유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가공장치를 설명하기 위하여 이동장치를 제거한 상태의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 레이저 가공장치를 설명하기 위하여 이동장치를 제거한 상태의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 레이저 가공장치는 베드프레임(300), 고정테이블(400), 셔틀테이블(500)을 포함할 수 있다.
상기 베드프레임(300)은 가공 대상물(1)의 레이저 가공을 위한 레이저 가공헤드(100) 및 레이저 가공헤드(100)를 이동시키기 위한 이동장치(200)가 설치 구성될 수 있다.
상기 베드프레임(300)은 베이스부(300A)와, 이 베이스부(300A)의 측부에 형성되는 측벽부(300B)를 포함할 수 있다.
상기 베이스부(300A)는 가공 대상물이 놓이는 영역을 제공할 수 있고, 상기 측벽부(300B)는 이동장치(200)가 설치되는 영역을 제공할 수 있다.
도시된 바와 같이 상기 이동장치(200)로는 갠트리가 적용될 수 있다.
예를 들어 베드프레임(300)의 측벽부(300B)에 갠트리의 양측 하단부가 이동 가능하도록 결합되어, 베드프레임(300) 상에서 갠트리가 주행할 수 있다.
이때 상기 갠트리에는 레이저 가공헤드(100)가 갠트리의 이동방향에 직교하는 폭방향으로 이동 가능하도록 결합된다.
상기 이동장치(200)는 상기한 갠트리 형태만을 특별히 제한하지 않으며, 베드프레임(300) 상에는 다양한 형태의 이동장치(200)가 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 가공장치는 가공 대상물이 안착되는 셔틀테이블(500))이 베드프레임(300)과 완전히 독립된 고정테이블(400) 상에 안착되는 구조로 구현함으로써, 베드프레임(300)으로부터 가공 대상물(1) 측으로 전달되는 일련의 진동을 차단한다.
부언하면, 베드프레임(300)과 고정테이블(400)은 상호 물리적으로 연결되지 않은 상태로 설치되고, 베드프레임(300)과 고정테이블(400) 사이에는 진동 전달을 차단하는 이격부(311)가 형성된다.
이를 위해 가공 영역을 제공하는 베드프레임(300)의 베이스부(300A)에는 고정테이블(400)이 삽입 설치되는 설치 공간(310)이 마련될 수 있다.
상기 설치 공간(310)은 삽입 설치되는 고정테이블(400)의 평면 형상에 대응하는 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
또한 상기 설치 공간(310)은 상하로 개방된 구조이고, 베드프레임(300)이 작업장 바닥면에 놓인 상태에서 설치 공간(310)에 고정테이블(400)을 삽입하면 고정테이블(400)의 하측면과 작업장 바닥면은 상호 접촉될 수 있다.
또한 상기 베드프레임(300)의 베이스부(300A)에는 상기 설치 공간(310)과 연결되는 한 쌍의 제1 주행레일(320)이 구비될 수 있다.
상기 제1 주행레일(320)은 후술되는 셔틀테이블(500)의 이동을 안내하기 위한 것으로, 베드프레임(300)의 일측에서 상기 설치 공간(310)을 연결하도록 배치될 수 있다.
따라서 셔틀테이블(500)은 베드프레임(300)의 외측에서 베이스부(300A)의 상면을 지나 설치 공간(310)까지 이동될 수 있다.
상기 제1 주행레일(320)은 베드프레임(300)의 베이스부(300A) 상면에 오목하게 형성되거나 볼록하게 형성되는 일정 단면을 가지는 레일 구조로 이루어질 수 있다.
상기 고정테이블은(400)은 베드프레임(300)의 설치 공간(310) 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로 고정테이블(400)은 베드프레임(300)의 설치 공간(310)의 크기보다 작게 제작되어 베드프레임(300)과 고정테이블(400) 사이에 이격부(311)를 형성할 수 있고, 이러한 이격부(311)를 통하여 베드프레임(300)과 이격된 상태로 설치 공간(310)의 내부에 삽입 배치될 수 있다.
또한 상기 고정테이블(400)의 상면에는 제2 주행레일(420)이 구비될 수 있다.
상기 제2 주행레일(420)은 기본적으로 제1 주행레일(320)과 대응되는 단면 형상을 가지며, 제1 주행레일(320)의 연장선상에 배치된다.
따라서 제1 주행레일(320)을 따라 이동되는 셔틀테이블(500)은 베드프레임(300)을 구성하는 베이스부(300A)의 상면을 지나 제2 주행레일(420)이 설치된 고정테이블(400)의 상측으로 이동될 수 있다.
한편 상기 설치 공간(310)에 삽입 설치된 상태에서 베드 프레임(300)과 고정테이블(400) 사이에 형성되는 이격부(311)의 간격은, 고정테이블(400)의 둘레를 따라 전체적으로 동일한 크기로 형성할 수 있고, 고정테이블(400)의 둘레를 따라 서로 다른 크기로 형성할 수도 있다.
예를 들어 상기 이격부(311)는 제1 이격부(311A) 및 제2 이격부(311B)를 포함할 수 있다.
상기 제1 이격부(311A)는 이동장치(200)의 이동방향과 나란하게 배치될 수 있으며, 이때 제1 이격부(311A)는 일정한 크기의 제1 간격(D1)이 유지될 수 있다.
다시 말해 상기 제1 이격부(311A)는 셔틀테이블(500)의 이동방향과 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제2 이격부(311B)는 이동장치(200)의 이동방향에 직교하게 배치될 수 있으며, 이때 제2 이격부(311B)는 일정한 크기의 제2 간격(D1)이 유지될 수 있다.
다시 말해 상기 제2 이격부(311B)는 셔틀테이블(500)의 이동방향에 직교하게 배치될 수 있다.
이때 상기 제1 이격부(311A)의 제1 간격(D1)보다 상기 제2 이격부(311B)의 제2 간격(D2)이 더 크게 형성될 수 있다.
즉, 상기 이격부(311)의 간격 정도를 설정할 경우, 레이저 가공헤드(100) 및 이동장치(200)의 구동 특성에 따라 큰 진동 특성이 나타나는 상기 제1 이격부(311A)의 제1 간격(D1)은 상대적으로 크게 형성함이 바람직하다.
또한 상기 이격부(311)의 간격 정도를 설정할 경우, 셔틀테이블(500)의 안정적인 이동이 확보되도록 제1 주행레일(320)과 제2 주행레일(420)이 연결되는 상기 제2 이격부(311B)의 제2 간격(D2)은 상대적으로 작게 형성함이 바람직하다.
계속해서 상기 고정테이블(400)에는 높이조절유닛(430)을 포함할 수 있다.
상기 높이조절유닛(430)은 설치 공간(310)에 고정테이블(400)을 삽입한 상태에서 작업장 바닥면에 대해 고정테이블(400)의 높이를 조절하기 위한 것으로, 이러한 높이조절유닛(430)을 이용하여, 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320)의 연장선상에 제2 주행레일(420)을 정확히 일치시키거나 고정테이블(400)의 자체 수평도를 조절할 수 있다.
예를 들어 높이조절유닛(430)은 고정테이블(400)의 하단부에 설치되어 작업장 바닥면으로부터 고정테이블(400)을 지지하는 나사조임부재를 포함할 수 있다.
다른 예로 높이조절유닛(430)은 고정테이블(400)의 하단부에 설치되어 작업장 바닥면으로부터 고정테이블(400)을 지지하는 실린더를 포함할 수 있다.
상기 나사조임부재 혹은 상기 실린더를 포함한 높이조절유닛(430)의 구성은 통상의 기술자에게 자명하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 높이조절유닛(430)을 조절함에 따라, 제1 주행레일(320)과 제2 주행레일(420)을 정확히 일치시키고, 이로 인하여 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320)을 지나 고정테이블(400)의 제2 주행레일(420) 측으로 이동하는 셔틀테이블(500)의 이동을 안정적으로 안내할 수 있다.
또한 높이조절유닛(430)을 조절함에 따라, 셔틀테이블(500)에 안착되는 가공 대상물(1)의 수평도가 틀어지거나 가공 대상물(1)의 종류 혹은 가공 특성에 따라 가공 대상물(1)의 수평도를 적절히 조절하여 셔틀테이블(500)의 위치를 세팅할 수 있다.
또한 상기 고정테이블(400)의 하단부에는 작업장 바닥면으로부터 전달될 수 있는 진동을 차단하기 위한 방진유닛이 구비될 수 있다. 이러한 방진유닛은 상기 높이조절유닛(430)에 구비될 수 있다.
또한 상기 고정테이블(400)은 도시된 바와 같이 셔틀테이블(500) 및 가공 대상물(1)을 안정적으로 지지할 수 있을 정도의 강성을 가지는 프레임 구조로 이루어질 수 있다.
상기 셔틀테이블(500)은 가공 대상물(1)이 안착되는 것으로, 제1 주행레일(320)과 제2 주행레일(420)을 따라 이동 가능하게 구성될 수 있다.
즉, 상기 셔틀테이블(500)은 베드프레임(300)의 외부에서 가공 대상물(1)을 안착시킨 상태에서 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320)을 따라 이동하여 고정테이블(400)의 상측으로 이동할 수 있고, 고정테이블(400)의 상측으로 이동된 상태에서 가공 대상물(1)에 대한 일련의 레이저 가공이 이루어진다.
또한 가공 대상물(1)에 대한 레이저 가공이 완료되면, 상기 셔틀테이블(500)은 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320)을 따라 반대로 이동하여 베드프레임(300)의 외부로 배출될 수 있다.
도시된 바와 같이 상기 셔틀테이블(500)은 테이블프레임(510)과 가공물안착부(520)를 포함할 수 있다.
상기 테이블프레임(510)은 가공물안착부(520)를 지지할 수 있다.
상기 테이블프레임(510)의 하부에는 제1 주행레일(320) 및 제2 주행레일(420)을 따라 이동 가능하도록 주행륜(511:도 5)이 구비될 수 있다. 상기 주행륜(511)은 셔틀테이블(500)의 이동방향을 따라 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 가공물안착부(520)는 테이블프레임(510)에 설치되어 상면에 가공 대상물(1)이 안착될 수 있다. 이러한 가공물안착부(520)는 기본적으로 가공 대상물(1)을 지지해야 하는 동시 레이저 충돌에 대하여 충분한 저항성을 가져야 하며, 이와 함께 열을 효율적으로 소산시켜야 한다.
도시된 바와 같이 가공물안착부(520)는 테이블프레임(510) 상에 복수의 슬랫(Slat)을 나란히 배치하여 형성된 것일 수 있다. 이렇게 나란히 배열된 복수의 슬랫 전체가 가공 대상물(1)이 안착되는 평면을 형성할 수 있다. 이 외에도 가공물안착부(520)는 핀 구조, 벌집 구조 등 다양한 형상 및 배치 구조로 이루어질 수 있다.
한편 도시되진 않았지만 베드프레임(300)의 주변에는 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320) 상에 놓인 셔틀테이블(500)을 베드프레임(300)의 외부로 이동시키거나, 베드프레임(300)의 외부에 놓인 셔틀테이블(500)을 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320) 측으로 이동시키기 위한 테이블 교환유닛이 구비될 수 있다.
또한 베드프레임(300)의 주변에는 셔틀테이블(500) 상에 가공 대상물(1)을 로딩시키거나 셔틀테이블(500)에 안착된 가공 대상물(1)을 언로딩시키기 위한 가공 대상물(1) 로딩 및 언로딩유닛이 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 락킹유닛의 잠금블록을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 락킹유닛의 회전블록 및 락킹구동부를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 락킹유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 레이저 가공장치는 고정테이블(400)과 셔틀테이블(500)을 연결하며, 고정테이블(400)의 상측으로 이동된 셔틀테이블(500)의 위치를 고정시키기 위한 락킹유닛(600: 도 2)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 락킹유닛(600)은 고정테이블(400)의 상측으로 이동된 셔틀테이블(500)의 위치를 견고히 고정시키는 것은 물론 셔틀테이블(500)을 항상 일정한 위치에 고정시킬 수 있다.
이를 위한 상기 락킹유닛(600)은 잠금블록(610), 회전블록(620), 락킹구동부(650)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면 상기 잠금블록(610)은 셔틀테이블(500)에 결합될 수 있으며, 고정테이블(400)을 대향하는 셔틀테이블(500)의 하면에 설치될 수 있다. 예를 들어 잠금블록(610)은 셔틀테이블(500)을 구성하는 테이블프레임(510:도 2)의 하면에 결합될 수 있다.
상기 잠금블록(610)은 제1 잠금홈(611) 및 제2 잠금홈(612)을 포함할 수 있다.
상기 제1 잠금홈(611)은 셔틀테이블(500)의 이동방향에 직교하는 폭방향에 대해 잠금블록(610)의 일측에 형성될 수 있다.
상기 제2 잠금홈(612)은 셔틀테이블(500)의 이동방향에 직교하는 폭방향에 대해 잠금블록(610)의 타측에 형성될 수 있다.
이때 상기 제1 잠금홈(611) 및 상기 제2 잠금홈(612)은 셔틀테이블(500)의 이동방향에 직교하는 폭방향에 대해 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
상기 제1 잠금홈(611)은 후술되는 제1 락킹부재(626)가 삽입 안착될 수 있고, 상기 제2 잠금홈(612)은 후술되는 제2 락킹부재(627)가 삽입 안착될 수 있다.
상기 제1 잠금홈(611)은 제1 락킹홈부(611a), 제1 전단경사부(611b), 제1 후단경사부(611c)를 포함할 수 있다.
상기 제1 락킹홈부(611a)는 제1 락킹부재(626)가 안착되면서 셔틀테이블(500)의 제1 이동방향(A1) 및 상기 제1 이동방향(A1)과 반대되는 제2 이동방향(A2)으로의 이동을 제한한다.
상기 제1 전단경사부(611b)는 제1 락킹홈부(611a)의 일단에서 셔틀테이블(500)의 제1 이동방향(A1)을 따라 비스듬히 경사지게 형성되며, 제1 락킹부재(626)와 접촉되면서 제1 이동방향(A1)의 반력을 가지도록 마련된다.
상기 제1 후단경사부(611c)는 제1 락킹홈부(611a)의 타단에서 상기 제1 이동방향(A1)과 반대되는 셔틀테이블(500)의 제2 이동방향(A2)을 따라 비스듬히 경사지게 형성되며, 제2 락킹부재(627)와 접촉되면서 제2 이동방향(A2)의 반력을 가지도록 마련된다.
상기 제2 잠금홈(612)은 제2 락킹홈부(612a), 제2 전단경사부(612b), 제2 후단경사부(612c)를 포함할 수 있다.
상기 제2 잠금홈(612)은 전술한 제1 잠금홈(611)과 동일하게 구성되는 것으로, 중복된 상세 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면 상기 회전블록(620)은 고정테이블(400)의 상면에 형성된 락킹유닛 설치공간부(411)에 배치되며, 셔틀테이블(500)의 이동방향에 수직하게 배치된 중앙 회전축(620a)을 중심으로 회전 가능하도록 설치될 수 있다.
상기 회전블록(620)은 제1 락킹부재(626) 및 제2 락킹부재(627)를 포함할 수 있다.
상기 제1 락킹부재(626)는 회전축(620a)을 중심으로 회전블록(620)의 일단에 배치되며, 상기 제1 잠금홈(611)에 삽입 안착될 수 있다.
상기 제2 락킹부재(627)는 회전축(620a)을 사이에 두고, 상기 제1 락킹부재(626)의 반대되는 회전블록(620)의 타단에 배치되며, 상기 제2 잠금홈(612)에 삽입 안착될 수 있다.
또한 상기 회전블록(620)은 제1 락킹부재 설치대(623) 및 제2 락킹부재 설치대(624)을 포함할 수 있다.
상기 제1 락킹부재 설치대(623)는 일단이 회전블록(620)에 결합되고 타단이 제1 락킹부재(626)에 결합될 수 있다. 즉, 제1 락킹부재 설치대(623)는 회전블록(620)으로부터 제1 락킹부재(626)를 이격시켜, 제1 락킹부재(626)가 상기 잠금블록(610)과 나란한 높이를 유지하도록 한다.
상기 제2 락킹부재 설치대(624)는 일단이 회전블록(620)에 결합되고 타단이 제2 락킹부재(627)에 결합될 수 있다. 즉, 제2 락킹부재 설치대(624)는 회전블록(620)으로부터 제2 락킹부재(627)를 이격시켜, 제2 락킹부재(627)가 상기 잠금블록(610)과 나란한 높이를 유지하도록 한다.
이때 제1 락킹부재(626) 및 제2 락킹부재(627)는 상기 제1 락킹부재 설치대(623) 및 상기 제2 락킹부재 설치대(624)에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 예를 들어, 롤러부재일 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 상기 잠금블록(610)에는 셔틀테이블(500)의 이동방향에 직교하는 방향으로 제1 잠금홈(611) 및 제2 잠금홈(612)이 서로 엇갈리게 배치되어 있고, 이와 대응하여 상기 회전블록(620)에는 중앙 회전축(620a)을 중심으로 양단에 제1 락킹부재(626) 및 제2 락킹부재(627)가 구비된 것을 설명하고 있으나, 이와 달리 상기 잠금블록(610)에는 제1 잠금홈(611)만이 구비되고, 이와 대응하여 상기 회전블록(620)에는 제1 락킹부재(626)만이 구성될 수도 있다.
계속해서 상기 락킹구동부(650)는 회전블록(620)을 회전시킬 수 있고, 락킹구동부(650)는 고정테이블(400)에 설치될 수 있으며, 고정테이블(400)과 회전블록(620)을 연결하도록 설치될 수 있다.
일 예로, 상기 락킹구동부(650)는 실린더일 수 있고, 실린더 로드가 신장되거나 축소됨에 따라 회전블록(620)은 회전축(620a)을 중심으로 회전될 수 있다.
다른 예로, 상기 락킹구동부(650)는 모터일 수도 있으며, 모터의 정방향 또는 역방향 회전에 따라 회전블럭(620)은 회전축(620a)을 중심으로 회전될 수도 있다.
이 외에도 상기 락킹구동부(650)는 공지된 다양한 구조의 구동부가 적용될 수 있는데, 예를 들면, FESTO사의 제품 중, 랙피니언 반회전 구동(Rack pinion semi-rotary drive) 구조인 모델명 'DRRD-25-180-FH-PA' 등이 사용될 수도 있다. 통상적으로 랙피니언 반회전 구동 방식은 양측 로드가 랙피니언 기어를 매개로 서로 연결된 것으로, 피니언 기어를 회전시킴에 따라 피니언 기어와 랙 기어로 연결된 양측 로드가 반대방향으로 신장되거나 축소될 수 있고, 이에 따라 회전블럭(620)은 회전축(620a)을 중심으로 회전될 수도 있다.
이처럼 상기 락킹구동부(650)는 실런더 방식, 모터 방식, 실린더 및 모터의 조합 방식 등 공지된 다양한 방식의 구동부에서 선택 적용될 수 있다.
한편 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 락킹유닛(600)은 셔틀테이블(500)의 이동방향을 따라 복수개의 락킹유닛(600)이 구비될 수 있다. 이로 인하여 이동방향에 직교하는 폭방향에 대한 셔틀테이블(500)의 위치 정밀도를 높일 수 있다.
도시된 실시예에 따르면, 셔틀테이블(500)의 이동방향을 따라 전단부와 후단부에 2개의 락킹유닛(600)을 구성하고 있으며, 이와 달리 락킹유닛(600)은 3개 이상의 개수로 구비될 수도 있다.
이와 같이 셔틀테이블(500)의 이동방향을 따라 복수개의 락킹유닛(600)이 구비되는 경우, 복수개의 락킹유닛(600)과 상응하는 복수개의 락킹구동부(650)가 구비될 수 있으며, 이때, 복수개의 락킹구동부(650)는 개별적으로 작동이 제어될 수 있다.
그리고 셔틀테이블(500)의 이동방향을 따라 복수개의 락킹유닛(600)이 구비되는 경우, 하나의 락킹구동부(650)가 구비될 수도 있으며, 이때, 하나의 락킹구동부(650)를 통해 복수개의 락킹유닛(600)은 일괄적으로 작동되어 락킹 동작이 동기화될 수 있다.
셔틀테이블(500)의 이동방향을 따라 복수개의 락킹유닛(600)이 구비되고, 복수개의 락킹유닛(600)을 일괄 작동하기 위한 하나의 락킹구동부(650)가 구비될 경우, 각 락킹유닛(600)에 구비된 회전블록들을 서로 연결하는 연결샤프트(655)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 연결샤프트(655)를 매개로 연결된 복수의 잠금블록들은 하나의 락킹구동부(650)의 작동에 따라 그 회전이 동기화될 수 있다.
예를 들어, 하나의 락킹구동부(650)로서 통상의 실린더가 사용될 경우, 실린더 로드가 신장되거나 축소됨에 따라 연결샤프트(655)는 제1 이동방향(A1) 또는 제2 이동방향(A2)으로 이동되면서 각 락킹유닛(600)의 회전축(620a)을 중심으로 회전블록(620)을 회전시킬 수 있다. 마찬가지 하나의 락킹구동부(650)로서 모터가 사용될 경우에도 모터의 정방향 또는 역방향 회전에 따라 연결샤프트(655)는 제1 이동방향(A1) 또는 제2 이동방향(A2)으로 이동되면서 각 락킹유닛(600)의 회전축(620a)을 중심으로 회전블록(620)을 회전시킬 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 락킹구동부(650)는 고정테이블(400)의 외면에 설치되어 고정테이블(400)의 외부로 노출되어 있으나, 이와 달리 락킹구동부(650)는 고정테이블(400)의 외부로 노출되지 않도록 고정테이블(400)의 내면에 설치될 수도 있다.
한편 본 발명에 따른 락킹유닛(600)은 셔틀테이블(500)의 이동방향을 따라 나란하게 배치되는 한 쌍의 주행레일 중 어느 한쪽에만 설치 구성될 수 있으며, 이와 달리 한 쌍의 주행레일 각각에 동일한 구성으로 설치될 수도 있다.
이하 본 발명에 따른 락킹유닛(600)의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.
가공 대상물(1)이 안착된 셔틀테이블(500)은 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320)과 고정테이블(400)의 제2 주행레일(420)을 따라 이동하다가 고정테이블(400)의 상측으로 진입 완료된 이후 미리 설정된 위치에서 정지된다.
이때 셔틀테이블(500)의 잠금블록(610)은 회전블록(620)의 제1 락킹부재(626)와 제2 락킹부재(627) 사이에 배치된다.
이후 락킹구동부(650)를 구동하여 락킹유닛(600)을 작동시킨다.
도 6을 참조하면 회전축(620a)을 중심으로 회전블록(620)이 회전됨에 따라, 제1 락킹부재(626)는 제1 잠금홈(611) 측으로 삽입되고, 제2 락킹부재(627)는 제2 잠금홈(612) 측으로 삽입된다.
이때 셔틀테이블(500)의 정지 위치에 오차가 발생될 수 있다.
이 경우 제1 락킹부재(626)는 제1 잠금홈(611)의 제1 전단경사부(611b)에 접촉되고, 제2 락킹부재(627)는 제2 잠금홈(612)의 제2 전단경사부(612b)에 접촉될 수 있다.
이때 상기 제1 락킹부재(626)는 제1 전단경사부(611b)의 반력 작용에 따라 셔틀테이블(500)을 제1 이동방향(A1)으로 밀면서, 상기 제1 전단경사부(611b) 상에서 슬립된다.
마찬가지 상기 제2 락킹부재(627)는 제2 전단경사부(612b)의 반력 작용에 따라 셔틀테이블(500)을 제1 이동방향(A1)으로 밀면서, 상기 제2 전단경사부(612b) 상에서 슬립된다.
결국 제1 락킹부재(626)는 제1 잠금홈(611)의 제1 락킹홈부(611a)에 자연스레 안착되고, 제2 락킹부재(627)는 제2 잠금홈(612)의 제2 락킹홈부(612a)에 자연스레 안착된다.
이로써 셔틀테이블(500)은 제1 이동방향(A1) 및 제2 이동방향(A2)으로의 이동이 제한되며 설정된 위치에 정확히 위치 고정된다.
상기와 같이 셔틀테이블(500)의 위치가 고정되면, 레이저 가공헤드(100) 및 이동장치(200)를 작동시키며, 셔틀테이블(500)에 안착된 가공 대상물(1)에 대하여 일련의 레이저 가공을 수행하게 된다.
가공 대상물(1)에 대한 레이저 가공이 완료되면, 다시 락킹구동부(650)를 반대로 해제 작동시켜, 제1 락킹부재(626) 및 제2 락킹부재(627)를 제1 잠금홈(611)과 제2 잠금홈(612)에서 이탈시켜, 셔틀테이블(500)이 주행 가능하도록 한다.
이후 셔틀테이블(500)은 고정테이블(400)의 제2 주행레일(420)과 베드프레임(300)의 제1 주행레일(320)을 따라 이동하여 베드프레임(300)의 외부로 배출될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 레이저 가공장치는 가공 대상물이 안착되는 셔틀테이블(500)이 베드프레임(300)과 완전히 독립된 고정테이블(400) 상에 안착되어 있기 때문에, 레이저 가공 중 베드프레임(300)으로 전달되는 진동이 가공 대상물 측으로 전달되는 것을 완벽하게 차단할 수 있고, 이로 인하여 레이저 가공의 정밀도가 향상될 수 있다.
또한 상기와 같이 진동에 대한 고려를 완전히 배제할 수 있기 때문에, 레이저 가공헤드(100) 및 이동장치(200)를 주행 속도에 제한 없이 고속으로 주행시킬 수 있고, 이로 인하여 레이저 가공의 생산성이 더욱 향상될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치는 락킹유닛(600)을 통하여 가공 대상물이 안착된 셔틀테이블(500)을 매번 정확한 위치에 신속하고 용이하게 고정할 수 있기 때문에, 레이저 가공의 정밀도 및 생산성이 보다 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
본 발명은 레이저 가공 중 베드프레임으로 전달되는 진동이 가공 대상물 측으로 전달되는 것을 완벽히 차단하여 레이저 가공의 정밀도 및 가공 속도 향상에 의한 생산성을 크게 높일 수 있으므로 다양한 레이저 가공 분야에서 산업 상 이용 가능하다.

Claims (8)

  1. 내부에 설치 공간이 구비되며, 상기 설치 공간과 연결되는 제1 주행레일이 구비되는 베드프레임;
    상기 베드프레임과 이격된 상태로 상기 설치 공간 내부에 배치되며, 상기 제1 주행레일의 연장선상에 배치되는 제2 주행레일이 구비되는 고정테이블; 및
    가공 대상물이 안착되며, 상기 제1 주행레일 및 상기 제2 주행레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 셔틀테이블;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베드프레임 상에서 이동 가능하게 설치되는 이동장치; 및
    상기 이동장치 상에서 이동 가능하게 설치되는 레이저 가공헤드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베드프레임과 상기 고정테이블 사이에 형성되는 이격부;를 포함하며,
    상기 이격부의 간격은 상기 고정테이블의 둘레를 따라 동일한 크기로 형성되거나 상기 고정테이블의 둘레를 따라 서로 다른 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정테이블은,
    상기 제1 주행레일의 연장선상에 상기 제2 주행레일을 일치시키거나 상기 제2 주행레일의 수평도를 조절하기 위한 높이조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정테이블과 상기 셔틀테이블을 연결하며, 상기 고정테이블의 상측으로 이동된 상기 셔틀테이블의 위치를 고정시키기 위한 락킹유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 락킹유닛은,
    상기 셔틀테이블에 결합되며, 상기 셔틀테이블의 이동방향에 직교하는 방향으로 오목하게 형성된 잠금홈이 구비되는 잠금블록;
    상기 고정테이블에 회전 가능하게 결합되며, 회전 정도에 따라 상기 잠금홈에 삽입되거나 이탈되는 락킹부재가 구비되는 회전블록; 및
    상기 회전블록을 회전시키는 락킹구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 잠금홈은,
    상기 락킹부재가 안착되는 락킹홈부;
    상기 락킹홈부의 일단에서 상기 셔틀테이블의 제1 이동방향을 따라 비스듬히 경사지게 형성되며, 상기 락킹부재와 접촉되면서 상기 제1 이동방향의 반력을 가지도록 마련되는 전단경사부; 및
    상기 락킹홈부의 타단에서 상기 제1 이동방향과 반대되는 제2 이동방향을 따라 비스듬히 경사지게 형성되며, 상기 락킹부재와 접촉되면서 상기 제2 이동방향의 반력을 가지도록 마련되는 후단경사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 잠금홈은, 상기 셔틀테이블의 이동방향에 직교하는 방향으로 상기 잠금블록의 일측에 구비되는 제1 잠금홈 및 상기 잠금블록의 타측에 구비되는 제2 잠금홈을 포함하고,
    상기 락킹부재는, 상기 회전블록의 회전축을 중심으로 일단에 배치되며 상기 제1 잠금홈에 삽입되는 제1 락킹부재 및 상기 회전블록의 회전축을 중심으로 타단에 배치되며 상기 제2 잠금홈에 삽입되는 제2 락킹부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
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