KR101142817B1 - 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원형, 다각형 등으로 이루어진 기다란 금속소재를 빠른 시간 내에 일정 길이로 절단하는 수평 절단장치에 관한 것으로, 중량체인 기다란 소재를 로딩부에 자동으로 로딩(loading)시키기만 하면 초고속으로 자동 절단하여 라벨링(laveling)한 다음 언로딩(unloading)할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 하부 프레임(2), 상부 프레임(4), 로딩부(10), 측면 클램핑부(20), 소재 절단부(30), 소재 절단길이 제어부(50), 절단소재 이송부(60), 언로딩부(70)로 구성된 초고속 수평절단장치에 있어서, 상기 소재 절단부(30)는 하부 프레임(2)의 상부에 소재(5)의 이송방향과 직교되게 설치된 한 쌍의 직선운동레일(31)과, 상기 직선운동레일에 얹혀져 이동하는 슬라이딩 베드(32)와, 상기 슬라이딩 베드에 방진수단(33)에 의해 고정 설치되며 동력을 발생시키는 전동모터(34)와, 상기 전동모터의 출력 축과 벨트(35)로 연결되어 전동모터의 회전수를 감속시키는 감속기(36)와, 상기 감속기의 출력 축에 고정되어 고속으로 회전하면서 소재를 절단하는 원형톱날(37)과, 상기 감속기에 설치되어 원형톱날의 회전 시 흔들림을 방지하는 톱날 가이드(38)와, 상기 원형톱날을 감싸도록 하부 프레임(2)에 설치되어 소재(5)의 절단 시 원형톱날(37)의 이 끝에 융착되는 칩을 제거하는 브러싱수단(39)과, 상기 톱날 가이드의 일 측에 설치되어 소재의 절단 시 차가운 에어를 불어 마찰열을 식혀주는 냉각수단(40)과, 상기 하부 프레임(2)의 저면에 공 회전 가능하게 설치되어 서보모터(41)의 구동이 또 다른 감속기(42)에 의해 감속되어 회전하며 일단이 슬라이딩 베드(32)에 나사 결합되는 볼 스크류(43)로 구성된 것을 특징으로 한다.

소재 고속절단, 절단속도 가변, 원형톱날 회전수 가변, 라벨링

Description

원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치{omitted}

본 발명은 원형, 다각형 등으로 이루어진 기다란 금속소재를 빠른 시간 내에 일정 길이로 절단하는 수평 절단장치에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 중량체인 기다란 소재를 로딩부에 자동으로 로딩(loading)시키기만 하면 초고속으로 자동절단하여 라벨링(laveling)한 다음 언로딩(unloading)하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치에 관한 것이다.

일반적으로 원형 또는 다각형(사각형, 오각형, 육각형 등)으로 이루어진 금속소재를 절단하는 장치로는 띠톱(Band Saw), 서큘라(Circular), 산소절단 등이 주로 이용되고 있는데, 띠톱은 외경이 큰 대형 소재의 절단이 가능한 이점이 있으나 소재의 절단에 따른 시간이 오래 걸려 생산성이 저하되는 단점이 있어 많은 양의 절단된 소재를 필요로 할 경우에는 여러 대의 띠톱을 구입하여 설치하여야 함에 따라 장비의 설치에 따른 공간 점유율이 커지게 됨은 물론 장비의 운용에 따른 고가의 많은 작업인원이 필요하게 된다.

반면, 서큘라는 소재의 고속 절단이 가능하여 많은 양의 소재를 신속하게 공급 가능하나 외경이 작은 소재의 절단만이 가능하여 외경이 큰 소재를 절단할 수 없게 되므로 외경이 큰 소재를 절단하여 성형하는 단조작업라인에는 적합지 못하다.

한편, 산소절단은 외경이 작은 소재는 물론이고 외경이 큰 소재까지 절단이 가능하나 절단에 따른 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 절단 시 소재의 로스(Loss)가 커 비경제적이다.

또한, 절단된 부위가 냉각하는 과정에서 상 변화를 일으켜 경화되므로 2차 가공에 많은 제약이 수반되는데, 특히 2차 가공이 단조작업일 경우에는 불량의 확률이 상당히 커져 생산원가의 상승요인으로 작용되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 로딩부에 외경이 큰 대형 소재를 로딩하기만 하면 소재를 정확한 치수로 초고속 절단함에 따라 로스를 줄인 다음 소재의 종류에 따라 관리번호를 자동으로 라벨링하여 언로딩부로 언로딩함으로, 소재의 2차 작업에 따른 불량을 미연에 방지함과 동시에 소재의 절단에 따른 작업능률을 극대화할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 하부 프레임, 상부 프레임, 로딩부, 측면 클램핑부, 소재 절단부, 소재 절단길이 제어부, 절단소재 이송부, 언로딩부로 구성된 초고속 수평절단장치에 있어서, 상기 소재 절단부는 하부 프레임의 상부에 소재의 이송방향과 직교되게 설치된 한 쌍의 직선운동레일과, 상기 직선운동레일에 얹혀져 이동하는 슬라이딩 베드와, 상기 슬라이딩 베드에 방진수단에 의해 고정 설치되며 동력을 발생시키는 전동모터와, 상기 전동모터의 출력 축과 벨트로 연결되어 전동모터의 회전수를 감속시키는 감속기와, 상기 감속기의 출력 축에 고정되어 고속으로 회전하면서 소재를 절단하는 원형톱날과, 상기 감속기에 설치되어 원형톱날의 회전 시 흔들림을 방지하는 톱날 가이드와, 상기 원형톱날을 감싸도록 하부 프레임에 설치되어 소재의 절단 시 원형톱날의 이 끝에 융착되는 칩을 제거하는 브러싱수단과, 상기 톱날 가이드의 일 측에 설치되어 소재의 절단 시 차가운 에어를 불어 마찰열을 식혀주는 냉각수단과, 상기 하부 프레임의 저면에 공 회전 가능하게 설치되어 서보모터의 구동이 또 다른 감속기에 의해 감속되어 회전하며 일단이 슬라이딩 베드에 나사 결합되는 볼 스크류로 구성된 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치가 제공된다.

본 발명은 종래의 절단기 및 절단방법에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 1대의 절단기를 이용하여 외경이 작은 소재는 물론이고 외경이 큰 소재까지 단 시간 내에 신속하게 절단할 수 있어 종래의 절단방법에 비하여 10배 이상의 효율을 얻을 수 있어 공장의 공간 점유율을 최소화하게 됨은 물론이고 여러 대의 장비를 운용할 필요가 없게 되므로 고가의 인건비를 줄일 수 있게 된다.

둘째, 소재를 정확한 길이로 절단할 수 있게 되므로 소재의 2차 가공에 따른 로스(loss)를 최소화하게 된다.

셋째, 절단된 소재에 라벨링을 하여 관리하므로 소재의 관리 소홀에 따른 작업능률의 저하는 물론이고 소재의 관리로스를 현저히 줄일 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 1 내지 도 17을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 정면도이고 도 2는 도 1의 평면도이며 도 3은 도 1의 좌측면도로써, 본 발명은 건물의 바닥 면(1)에 설치되는 하부 프레임(2)과, 상기 하부 프레임에 지주(3)로 설치된 상부 프레임(4)과, 상기 하부 프레임의 일 측에 설치되어 절단하고자 하는 소재(5)가 로딩포지션(loading position)(12)에 위치하는 디버터(diverter)(11)에 얹혀짐에 따라 이를 이송포지션(13)으로 이송시키는 로딩부(10)와, 상기 로딩부에 인라인(in-line)으로 설치되어 로딩부에 의해 일정 길이만큼 이송됨에 따라 소재(5)의 측면을 클램핑(clamping)하는 측면 클램핑부(20)와, 상기 측면 클램핑부와 직교되게 설치되어 소재가 측면 클램핑부에 의해 클램핑됨에 따라 소재 측으로 이송되면서 소재를 고속 절단하는 소재 절단부(30)와, 상기 소재 절단부의 반대편에 설치되어 소재의 절단길이를 조절하는 소재 절단길이 제어부(50)와, 상기 소재 절단길이 제어부의 직하방에 이동 가능하게 설치되어 절단된 소재(5a)를 이송시키는 절단소재 이송부(60)와, 상기 절단소재 이송부에 의해 소재가 이송됨에 따라 이를 언로딩(unloading)시키는 언로딩부(70) 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명에서 로딩부를 나타낸 정면도이고 도 5는 도 4의 평면도이며 도 6은 도 4의 좌측면도로써, 상기 로딩부(10)는 하부 프레임(2)에 구비된 로딩포지션(12) 및 이송포지션(13)으로 좌, 우 이송 가능하게 적어도 2개 이상 설치된 슬라이더(slider)(14)와, 상기 하부 프레임(2)과 슬라이더(14)의 사이에 설치되어 슬 라이더를 좌, 우로 이송시키는 무빙 실린더(moving cylinder)(15)와, 상기 각 슬라이더의 상부에 승, 강 가능하게 설치되며 기다란 소재(5)가 얹혀지는 디버터(diverter)(11)와, 상기 슬라이더와 디버터 사이에 설치되어 디버터에 소재(5)가 얹혀짐을 센서(도시는 생략함)가 감지함에 따라 디버터를 승, 하강시키는 승강실린더(16)와, 상기 이송포지션(13)에 슬라이더(14)와 간섭을 일으키지 않도록 어긋나게 다수 개 설치되어 디버터(11)에 의해 기다란 소재(5)가 얹혀짐을 센서(도시는 생략함)가 감지하여 모터(17)를 구동시킴에 따라 이를 측면 클램핑부() 측으로 이송시키는 구동 로울러(18)로 구성되어 있다.

이 때, 상기 슬라이더(14)와 디버터(11)에 랙과 피니언으로 구성된 파워 베이스(19)를 장착하면 승강실린더(16)의 구동에 따른 디버터(11)의 승, 하강 시 편하중에 의해 중량체의 소재(5)가 얹혀진 디버터(11)가 끼우뚱하여 추락하는 현상을 미연에 방지하므로 보다 바람직하다.

한편, 하부 프레임(2)의 후단(도면 상 좌측)에 설치된 로울러를 모터(17)에 의해 구동하는 구동 로울러로 하여도 무방하지만, 소재(5)의 이송 시 가이드하는 역할만을 하므로 본 발명의 일 실시예에서는 무구동 로울러를 적용하였다.

도 7은 본 발명에서 측면 클램핑부를 나타낸 도 5의 A - A선 단면도로써, 상기 측면 클램핑부(20)는 로딩부(10)의 끝단에 공 회전 가능하게 설치된 무 구동 로울러(21)와, 상기 무 구동 로울러의 선단에 설치되어 인버터에 의해 모터(22)의 회전수가 가변됨에 따라 소재(5)의 이송속도를 가변시키는 구동 로울러(23)와, 상기 구동 로울러의 양측에 설치되어 소재의 이송이 완료됨에 따라 소재의 측면을 클램 핑하는 클램퍼(24)와, 상기 클램퍼를 좌, 우로 이송시키는 클램핑 실린더(25)로 구성되어 있다.

상기 복수 개의 구동 로울러(23)는 상호 체인(26)으로 연결되어 모터(22)가 구동함에 따라 동시에 회전하는 구조로 이루어져 있으며 2개의 클램핑 실린더(25)는 동조 밸브(도시는 생략함)에 의해 동일한 속도로 작동되어 소재(5)의 정 중앙을 클램핑하도록 되어 있다.

한편, 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 측면 클램핑부(20)의 상부에 소재(5)의 상면을 클램핑하는 상면 클램퍼(27)를 더 구비하면 소재(5)의 고속 절단 시 소재가 움직이는 현상을 원천적으로 봉쇄할 수 있게 되므로 보다 바람직하다.

도 8은 본 발명에서 소재 절단부를 나타낸 도 2의 B - B선 단면도이고 도 9는 도 8의 좌측면도이며 도 10은 도 9의 평면도로써, 상기 소재 절단부(30)는 하부 프레임(2)의 상부에 소재(5)의 이송방향과 직교되게 설치된 한 쌍의 직선운동레일(31)과, 상기 직선운동레일에 얹혀져 이동하는 슬라이딩 베드(32)와, 상기 슬라이딩 베드에 방진수단(33)에 의해 고정 설치되며 동력을 발생시키는 전동모터(34)와, 상기 전동모터의 출력 축과 벨트(35)로 연결되어 전동모터의 회전수를 감속시키는 감속기(36)와, 상기 감속기의 출력 축에 고정되어 고속으로 회전하면서 소재를 절단하는 원형톱날(37)과, 상기 감속기에 설치되어 원형톱날의 회전 시 흔들림을 방지하는 톱날 가이드(38)와, 상기 원형톱날을 감싸도록 하부 프레임(2)에 설치되어 소재(5)의 절단 시 원형톱날(37)의 이 끝에 융착되는 칩을 제거하는 브러싱수단(39)과, 상기 톱날 가이드의 일 측에 설치되어 소재의 절단 시 차가운 에어(air)를 불어 마찰열을 식혀주는 냉각수단(40)과, 상기 하부 프레임(2)의 저면에 공 회전 가능하게 설치되어 서보모터(41)의 구동이 또 다른 감속기(42)에 의해 감속되어 회전하며 일단이 슬라이딩 베드(32)에 나사 결합되는 볼 스크류(43)로 구성되어 있다.

이 때, 상기 슬라이딩 베드(32)는 직선운동레일(31)에 엘엠 베어링(도시는 생략함)에 의해 원활히 이동 가능하도록 결합되어 있고 슬라이딩 베드(32)의 전, 후방향에는 원형톱날(37)에 의해 소재(5)를 고속으로 절단하는 과정에서 발생하는 칩(chip)이 소재 절단부(30)의 내부로 유입되는 현상을 방지할 수 있도록 분할 형성된 커버(44)가 절첩 가능하게 설치되어 있다.

한편, 상기 톱날 가이드(38)를 통해 미스트 오일(mist oil)을 공급하여 소재(5)의 절단 시 원형톱날(37)의 양 측면에 유막(oil film)이 형성하면 소재(5)와의 마찰부위에서 잘 미끄러지게 되므로 원형톱날(37)의 수명을 연장할 수 있게 되는 이점을 갖는다.

도 11은 본 발명에서 소재 절단길이 제어부를 나타낸 정면도이고 도 12는 도 11의 평면도이며 도 13은 도11의 좌측면도로써, 상기 소재 절단길이 제어부(50)는 소재(5)의 이송방향과 동일한 방향을 따라 설치된 로케이터 프레임(51)과, 상기 로케이터 프레임의 상부에 설치된 한 쌍의 엘엠 가이드(52)를 따라 이동 가능하게 설치된 슬라이더(53)와, 상기 슬라이더의 상부에 회동 가능하게 설치된 로터리 엑츄에이터(54)와, 상기 로터리 엑츄에이터에 고정된 지지대(55)에 설치된 감속 리미트스위치(56) 및 정지 리미트스위치(57)와, 상기 로케이터 프레임(51)에 공 회전 가 능하게 설치되어 또 다른 서보모터(58)에 의해 회전하며 슬라이더(53)가 나사 결합된 또 다른 볼 스크류(59)로 구성되어 있다.

상기 로터리 엑츄에이터(54)에 감속 리미트스위치(56) 및 정지 리미트스위치(57)가 설치된 지지대(55)를 의해 회동 가능하게 설치한 이유는 절단소재 이송부(60)에 의해 절단된 소재(5a)를 언로딩부(70)로 이송시키는 과정에서 지지대(55)에 의한 간섭을 미연에 방지하기 위한 것이다.

이 때, 상기 엘엠 가이드(52)에 이동 가능하게 설치되는 슬라이더(53)의 이동방향 양측에 복수 개의 커버(45)를 절첩 가능하게 설치하면 소재(5)의 절단 시 발생하는 칩(chip)이 소재 절단길이 제어부(50)의 내부로 유입되는 현상을 미연에 방지하게 된다.

도 14는 본 발명에서 절단소재 이송부 및 언로딩부를 나타낸 정면도이고 도 15는 도 14의 평면도이며 도 16은 도 14의 우측면도로써, 상기 절단소재 이송부(60)는 소재 절단길이 제어부(50) 및 언로딩부(70) 사이 구간의 무빙레일 프레임(61) 상면에 설치되어 절단된 소재(5a)가 얹혀진 상태에서 모터(62)의 구동으로 주행로울러(63)가 회전함에 따라 수평 이동하는 대차(64)로 구성되어 있고, 언로딩부(70)는 절단소재 이송부(60)인 대차(64)의 정지위치에 설치되어 이송된 소재를 밀어주는 푸셔(71)와, 상기 푸셔를 구동하는 푸싱실린더(72)와, 상기 푸셔(71)의 설치방향과 반대방향에 설치된 경사진 적치대(73)로 구성되어 있다.

이 때, 상기 적치대(73)를 단면이 원형인 소재(5a)가 자중에 의해 경사진 부위를 따라 굴러 적치되도록 하는 환봉 적치대(73a) 및 단면이 각형인 소재(5a)가 원활히 구를 수 있도록 다수 개의 로울러가 설치된 각형 적치대(73b)로 구분하고 각각의 적치대에 연장되게 푸셔(71)를 설치하면 절단하는 소재(5a)의 단면에 따라 적치대(73)를 교체하지 않고도 신속하게 소재(5a)를 언로딩(unloading)할 수 있게 된다.

도 17은 본 발명에서 라벨링부를 단면으로 나타낸 정면도로써, 상기 소재 절단길이 제어부(50) 및 언로딩부(70)의 사이에 절단된 소재(5a)의 종류에 따라 관리 번호를 마킹하는 라벨링부(80)를 더 구비하는 것이 절단된 소재(5a)를 더욱 효율적으로 관리하여 소재의 잘못 사용에 따른 불량을 미연에 방지할 수 있으므로 보다 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 라벨링부(80)를 소재 절단길이 제어부(50)의 후단에 설치된 프레임(81)과, 상기 프레임의 내부에 설치되어 절단된 소재(5a)의 정보를 입력된 정보대로 바코더로 인쇄하는 바코더 인쇄부(82)와, 상기 바코더 인쇄부의 일 측에 설치되어 인쇄된 바코드를 소재(5a)의 절단면에 부착하는 스탬퍼(83)와, 상기 스탬퍼를 승, 하강시키는 승강실린더(85)와, 절단되는 소재의 정보를 입력하며 이를 콘트롤하여 바코드 인쇄부(82) 및 승강실린더(85)를 구동시키는 콘트롤러(84)로 구성하도록 되어 있다.

이 때, 상기 바코더 인쇄부(82) 및 스탬퍼(83)의 구조는 이미 널리 알려진 공지의 구성이므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 로딩부(10)에 설치된 슬라이더(14)는 로딩 포지션(12)에 위치됨과 동 시에 디버터(11)는 하사점에 위치되어 있고 측면 클램핑부(20)의 클램퍼(24)는 최대한 벌어진 상태를 유지하고 있으며 상면 클램핑부의 클램퍼(27)는 상사점에 위치되어 있다.

그리고 소재 절단부(30)의 슬라이딩 베드(32)는 측면 클램핑부(20)에서 최대한 먼 지점에 위치되어 있고 소재 절단길이 제어부(50)는 절단하고자 하는 소재(5)의 길이에 따라 슬라이더(53)가 위치됨과 동시에 로터리 엑츄에이터(54)에 의해 감속 리미트스위치(56) 및 정지 리미트스위치(57)가 설치된 지지대(55)가 수직상태로 세워져 있다.

이러한 상태에서 소재 공급수단(크레인 등)에 의해 중량체의 소재(5)가 로딩포지션(12)의 하사점에 위치된 디버터(11)의 상면에 얹혀짐을 센서(도시는 생략함)가 감지하면 승강실린더(16)가 작동하여 디버터(11)를 상사점까지 상승시키게 된다.

이 때, 디버터(11)에 얹혀진 소재(5)의 저면은 구동 로울러(18)의 상면보다 높은 지점이다.

이와 같이 승강실린더(16)에 의해 소재(5)가 얹혀진 디버터(11)가 상사점까지 상승하고 나면 승강실린더(16)의 구동이 일시적으로 중단됨과 동시에 무빙실린더(15)가 작동하여 슬라이더(14)를 이송포지션(13) 측으로 이송시키게 되는데, 상기 소재(5)가 얹혀져 이송되도록 이송포지션에 설치된 구동 로울러(18)는 도 5에 나타낸 바와 같이 디버터(11)와 상호 어긋나게 배치되어 있어 상호 간섭이 발생되지 않는다.

상기 무빙실린더(15)의 구동으로 디버터(11)에 얹혀진 소재(5)가 이송포지션(13)에 위치되고 나면 무빙실린더(15)의 구동은 일시적으로 중단됨과 동시에 승강실린더(16)가 재 구동하여 상사점에 위치되어 있던 디버터(11)를 하사점까지 하강시키게 되므로 디버터(11)에 얹혀져 있던 소재(5)가 이송포지션(13)에 위치된 구동로울러(18)에 얹혀지게 되는데, 하사점까지 도달한 디버터(11)는 무빙실린더(15)의 재 구동으로 초기위치인 로딩포지션(12)으로 복귀하여 새로운 소재가 로딩(loading)되기를 기다리게 된다.

상기한 동작 시 디버터(11)는 슬라이더(14)에 랙과 피니언으로 구성된 파워베이스(19)가 장착되어 있어 상승 및 하강 시 중량체의 소재(5)에 의해 편 하중으로 인한 기울어짐을 방지하게 된다.

상기한 바와 같은 동작으로 소재(5)가 이송포지션(13)에 위치된 구동로울러(18)의 상면에 얹혀져 센서(도시는 생략함)가 이를 감지하고 나면 구동로울러(18)에 설치된 각각의 모터(17)가 구동하여 상기 구동로울러(18)를 시계방향으로 회전시키게 되므로 구동로울러(18)에 얹혀져 있던 소재(5)가 측면 클램핑부(20) 측으로 이송되는데, 이 때 상기 소재(5)의 이송량은 소재 절단길이 제어부(50)에 의해 셋팅된 거리이다.

즉, 소재 절단길이 제어부(50)의 슬라이더(53)가 서보모터(58)에 의해 볼 스크류(59)가 회전하여 콘트롤러(도시는 생략함)에 입력된 소재(5)의 절단 길이만큼 이동됨과 동시에 지지대(55)가 도 13에 나타낸 화살표 방향인 시계방향으로 90°회전하여 수직상태를 유지하고 있는 상태에서 측면 클램핑부(20)의 구동로울러(23)가 회전함에 따라 체인(26)으로 연결된 나머지 구동로울러의 회전으로 소재(5)가 이송되어 오면 먼저 감속 리미트스위치(56)를 작동시키게 되므로 콘트롤러에 신호를 전달하여 로딩부(10)에 위치한 구동로울러(18)의 회전을 중단시킴과 동시에 측면 클램핑부(20)의 구동로울러(23)는 회전속도를 감속시키게 된다.

그 후, 소재(5)가 더욱 이송되어 소재 절단길이 제어부(50)의 정지 리미트스위치(57)를 작동시키면 측면 클램핑부(20)의 구동로울러(23)는 모터(22)에 설치된 브레이크(도시는 생략함)에 의해 회전이 중단되므로 절단하고자 하는 길이만큼 소재(5)의 이송이 완료된다.

상기한 동작으로 소재(5)가 절단하고자 하는 길이만큼 이송되고 나면 소재 절단길이 제어부(50)의 슬라이더(53)는 서보모터(58)의 역회전으로 도면 상 우측으로 이동하게 되고, 지지대(55)는 절단소재 이송부(60)의 대차(64)가 이동할 때 간섭이 발생되지 않도록 로터리 엑츄에이터(54)에 의해 원 위치로 복귀됨과 동시에 측면 클램핑부(20)의 클램퍼(24)가 클램핑 실린더(25)의 구동으로 도 7의 화살표방향으로 동시에 이동하여 소재(5)의 측면을 클램핑하게 되는데, 이 때 상부에 소재(5)의 상면을 클램핑하는 상면 클램퍼(27)가 더 구비되어 있으면 소재(5)를 더욱 안정적으로 클램핑할 수 있게 된다.

상기 측면 클램핑부(20)의 클램퍼(24)가 소재(5)를 클램핑하고 나면 콘트롤러에 의해 원형톱날(37)을 회전시키게 위한 소재 절단부(30)의 전동모터(34)를 구동시켜 그 회전력을 벨트(35)를 통해 감속기(36)에 절단하게 되므로 원형톱날(37)이 회전하게 되는데, 이 때 감속기(36)의 최종 감속기어와 종동기어(도시는 생략 함)의 기어비를 1:1로 하여 원형톱날(37)의 가용범위를 극대화하게 되므로 적은 직경의 원형톱날로 직경이 최대한 큰 소재(5)를 강력한 힘을 고속 절단할 수 있게 된다.

즉, 전동모터(34)의 구동으로 원형톱날(37)이 회전하는 과정에서 서보모터(41)의 회전수가 또 다른 감속기(42)에 의해 감속되어 슬라이딩 베드(32)와 나사 결합된 볼 스크류(43)를 회전시키면 원형톱날(37)이 설치된 슬라이딩 베드(32)가 직선운동레일(31)을 따라 클램퍼(24)에 클램핑된 소재(5) 측으로 이동하게 되는데, 상기 슬라이딩 베드(32)는 원형톱날(37)이 소재(5)에 근접할 때까지는 빠르게 이동하도록 콘트롤러(도시는 생략함)가 서보모터(41)의 구동을 제어하여 볼 스크류(43)를 빠른 속도로 회전시키지만, 원형톱날(37)이 소재(5)에 근접하면 슬라이딩 베드(32)를 서서히 이동시키게 된다.

더욱이 절단하고자 하는 소재(5)가 원형 또는 각형인 경우 원형톱날(37)의 전진 거리에 따라 절단부하가 달라지게 되는데, 이에 따라 콘트롤러가 자동으로 슬라이딩 베드(32)를 이동시키는 서보모터(41)의 회전속도를 자동으로 증감하도록 되어 있어 원형톱날(37)에 걸리는 부하를 최대한 줄여주게 되므로 원형톱날(37)의 수명을 극대화하게 된다.

이와 동시에 원형톱날(37)의 구동원인 전동모터(34) 또한 인버터(도시는 생략함)을 이용하여 회전속도를 원형톱날(37)의 작업 위치에 따른 부하에 대응하여 가속 또는 감속시켜 주도록 되어 있는데, 특히 작업 종료시점인 소재(5)의 절단이 완료되는 시점에서 많이 발생하는 원형톱날(37)의 파손을 방지하도록 슬라이딩 베 드(32) 및 원형톱날(37)의 회전속도를 최적으로 조절하게 된다.

상기 전동모터(34)의 구동에 따라 발생되는 진동은 슬라이딩 베드(32) 및 전동모터(34)의 사이에 설치된 방진수단(33)에 의해 거의 흡수되지만, 전동모터(34)의 동력을 전달하는 벨트(35)에 의해서도 어느 정도 진동이 흡수됨은 이해 가능한 것이다.

상기한 바와 같은 동작으로 소재(5)가 원형톱날()에 의해 절단되는 과정에서 원형톱날(37)은 톱날 가이드(38)에 의해 감싸지게 설치되어 있어 회전 시 흔들림이 발생되지 않으므로 소재(5)의 절단방향이 틀어지는 현상을 미연에 방지하도록 되어 있으며 냉각수단(40)에 의해 차가운 공기가 공급되어 소재(5)의 절단 시 발생되는 열을 냉각시켜 냉각수 또는 냉각유의 사용에 따른 주위의 오염을 미연에 방지함과 동시에 톱날 가이드(38)를 통해 미스트오일을 공급하여 소재(5)의 절단 시 원형톱날(37)의 양 측면에 유막을 형성하므로 원형톱날(37)의 내구성을 최대한 증대시키게 된다.

한편, 소재(5)의 절단 시 발생된 칩(chip)이 원형톱날(37)의 이 끝에 끼일 경우 소재(5)의 절단면이 불량해지거나, 심한 경우 원형톱날(37)이 파손될 우려가 있으나, 원형톱날(37)의 하부에 설치된 브러싱수단(39)의 브러시가 원형톱날(37)의 회전방향과 반대방향으로 회전하면서 이 끝에 끼인 칩을 제거하게 되므로 이를 예방할 수 있게 되며, 슬라이딩 베드(32)를 제외한 직선운동레일(31)의 상부는 복수 개로 분할되어 절첩되는 커버(44)로 덮여 있어 소재(5)의 절단 시 발생된 칩이 소재 절단부(30)의 내부로 유입되는 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 동작으로 클램퍼(24)에 의해 클램핑된 소재(5)를 전동모터(34)의 구동에 따른 원형톱날(37)의 회전으로 빠른 시간 내에 절단하고 나면 원형톱날(37)이 설치된 슬라이딩 베드(32)는 서보모터(41)의 역 구동에 따라 볼 스크류(43)가 빠른 속도로 역회전하게 되므로 도 1에 나타낸 초기 위치로 복귀하여 소재(5)의 다음 절단을 위해 대기하게 된다.

상기 소재 절단부(30)의 전동모터(34)가 구동하는 과정에서 서보모터(41)의 구동으로 슬라이딩 베드(32)가 전, 후진함에 따라 소재(5)의 절단이 완료되고 나면 절단된 소재(5a)는 자중에 의해 하방으로 자유 낙하되어 그 하부에 대기하고 있던 절단소재 이송부(60)의 대차(64)에 얹혀지게 된다.

이와 같이 절단된 소재(5a)가 절단소재 이송부(60)의 대차(64)에 얹혀지고 나면 대차(64)에 설치된 모터(62)의 구동으로 주행로울러(63)가 회전하게 되므로 무빙레일 프레임(61)의 상면에 설치된 대차(64)가 절단된 소재(5a)를 라벨링부(80)까지 이송시키고 주행로울러(63)를 구동시키는 모터(62)의 구동은 중단된다.

상기 대차(64)에 얹혀진 절단된 소재(5a)가 이송됨을 라벨링부(80)에 위치하는 센서(도시는 생략함)가 감지하면 상기 라벨링부(80)의 콘트롤러(84)에 입력된 정보에 의해 소재의 재질, 절단 치수, 작업 시리얼 번호 등을 바코드 인쇄부(82)에서 바코드로 인쇄함으로써, 스탬퍼(83)가 인쇄된 바코드를 소재(5a)의 절단면에 부착하게 되고, 이에 따라 절단된 소재(5a)의 관리가 용이해지게 되므로 소재의 잘못 사용에 따른 불량을 미연에 방지하게 된다.

상기 라벨링부(80)에서 소재(5A)의 절단면에 바코드를 부착하고 나면 대차 (64)를 이송시키는 모터(62)가 재 구동하여 구동로울러(63)를 회전시키게 되므로 소재(5a)가 얹혀진 대차(64)가 언로딩부(70)까지 이송되는데, 상기 대차(64)가 언로딩부(70)에서 절단된 소재(5a)의 종류에 따라 원형인 경우에는 환봉 적치대(73a)의 지점에서 중단되고, 각형인 경우에는 각형 적치대(73b)의 지점에서 센서(도시는 생략함)의 감지로 이송이 중단되므로 푸싱실린더(72)의 구동으로 푸셔(71)가 전진하면 대차(64)에 얹혀져 있던 소재(5a)가 해당 적치대(73)에 자동으로 적치되는 것이다.

지금까지 설명한 것은, 로딩부(10)의 로딩포지션(12)에 로딩된 소재(5)가 이송포지션(13)으로 이동하여 소재 절단길이 제어부(50)에 셋팅된 길이만큼 1피치 이송됨에 따라 클램퍼(24)가 소재(5)를 클램핑하면 소재 절단부(30)의 원형톱날(37)에 의해 빠른 시간 내에 절단한 후, 이를 대차(64)에 실어 절단된 소재(5a)의 종류 및 길이에 따라 라벨링한 다음 언로딩부(70)의 적치대(73)에 언로딩하는 1싸이클(cycle)를 설명한 것으로, 로딩부(10)에 소재(5)가 로딩된 상태이면 계속적으로 동일하게 이루어지게 됨은 이해 가능한 것이다.

본 발명의 기술사상은 상기한 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.

또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양하게 변화하여 실시할 수 있음은 이해 가능한 것이다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 정면도

도 2는 도 1의 평면도

도 3은 도 1의 좌측면도

도 4는 본 발명에서 로딩부를 나타낸 정면도

도 5는 도 4의 평면도

도 6은 도 4의 좌측면도

도 7은 본 발명에서 측면 클램핑부를 나타낸 도 5의 A - A선 단면도

도 8 내지 도 10은 본 발명에서 소재절단부를 나타낸 도면으로써,

도 8은 도 2의 B - B선 단면도

도 9는 도 8의 좌측면도

도 10은 도 9의 평면도

도 11 내지 도 13은 본 발명에서 소재 절단길이 제어부를 나타낸 도면으로써,

도 11은 소재 절단길이 제어부의 정면도

도 12는 도 11의 평면도

도 13은 도11의 좌측면도

도 14는 본 발명에서 절단소재 이송부 및 언로딩부를 나타낸 정면도

도 15는 도 14의 평면도

도 16은 도 14의 우측면도

도 17은 본 발명에서 라벨링부를 단면으로 나타낸 정면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 하부 프레임 4 : 상부 프레임

5 : 소재 10 : 로딩부

11 : 디버터 12 : 로딩포지션

13 : 이송포지션 14, 53 : 슬라이더

15 : 무빙실린더 16 : 승강실린더

17, 22, 62 : 모터 18, 23 : 구동 로울러

20 : 측면 클램핑부 24 : 클램퍼

30 : 소재 절단부 31 : 직선운동레일

32 : 슬라이딩 베드 34 : 전동모터

36, 42 : 감속기 37 : 원형톱날

38 : 톱날 가이드 39 : 브러싱수단

40 : 냉각수단 43, 58 : 볼 스크류

45 : 커버 50 : 소재 절단길이 제어부

54 : 로터리 엑츄에이터 56 : 감속 리미트스위치

57 : 정지 리미트스위치 60 : 절단소재 이송부

64 : 대차 70 : 언로딩부

71 : 푸셔 73 : 적치대

80 : 라벨링부 82 : 바코드 인쇄부

Claims (12)

1. 하부 프레임(2), 상부 프레임(4), 로딩부(10), 측면 클램핑부(20), 소재 절단부(30), 소재 절단길이 제어부(50), 절단소재 이송부(60), 언로딩부(70)로 구성된 초고속 수평절단장치에 있어서, 상기 로딩부(10)는 하부 프레임()에 구비된 로딩포지션(12) 및 이송포지션(13)으로 좌, 우 이송 가능하게 적어도 2개 이상 설치된 슬라이더(14)와, 상기 하부 프레임(2)과 슬라이더(14)의 사이에 설치되어 슬라이더를 좌, 우로 이송시키는 무빙 실린더(15)와, 상기 각 슬라이더의 상부에 승, 강 가능하게 설치되며 기다란 소재(5)가 얹혀지는 디버터(11)와, 상기 슬라이더와 디버터 사이에 설치되어 디버터를 승, 하강시키는 승강실린더(16)와, 상기 이송포지션(13)에 슬라이더(14)와 간섭을 일으키지 않도록 어긋나게 다수 개 설치되어 디버터(11)에 의해 기다란 소재(5)가 얹혀짐을 센서가 감지함에 따라 이를 측면 클램핑부(20) 측으로 이송시키는 구동 로울러(18)로 구성된 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치.
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3. 하부 프레임(2), 상부 프레임(4), 로딩부(10), 측면 클램핑부(20), 소재 절단부(30), 소재 절단길이 제어부(50), 절단소재 이송부(60), 언로딩부(70)로 구성된 초고속 수평절단장치에 있어서, 상기 측면 클램핑부(20)는 로딩부(10)의 끝단에 공 회전 가능하게 설치된 무 구동 로울러(21)와, 상기 무 구동 로울러의 선단에 설치되어 인버터에 의해 모터(22)의 회전수가 가변됨에 따라 소재(5)의 이송속도를 가변시키는 구동 로울러(23)와, 상기 구동 로울러의 양측에 설치되어 소재의 이송이 완료됨에 따라 소재의 측면을 클램핑하는 클램퍼(24)와, 상기 클램퍼를 좌, 우로 이송시키는 클램핑 실린더(25)로 구성된 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 측면 클램핑부(20)의 상부에 소재(5)의 상면을 클램핑하는 상면 클램퍼(27)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치.
5. 하부 프레임(2), 상부 프레임(4), 로딩부(10), 측면 클램핑부(20), 소재 절단부(30), 소재 절단길이 제어부(50), 절단소재 이송부(60), 언로딩부(70)로 구성된 초고속 수평절단장치에 있어서, 상기 소재 절단부(30)는 하부 프레임(2)의 상부에 소재(5)의 이송방향과 직교되게 설치된 한 쌍의 직선운동레일(31)과, 상기 직선운동레일에 얹혀져 이동하는 슬라이딩 베드(32)와, 상기 슬라이딩 베드에 방진수단(33)에 의해 고정 설치되며 동력을 발생시키는 전동모터(34)와, 상기 전동모터의 출력 축과 벨트(35)로 연결되어 전동모터의 회전수를 감속시키는 감속기(36)와, 상기 감속기의 출력 축에 고정되어 고속으로 회전하면서 소재를 절단하는 원형톱날(37)과, 상기 감속기에 설치되어 원형톱날의 회전 시 흔들림을 방지하는 톱날 가이드(38)와, 상기 원형톱날을 감싸도록 하부 프레임(2)에 설치되어 소재(5)의 절단 시 원형톱날(37)의 이 끝에 융착되는 칩을 제거하는 브러싱수단(39)과, 상기 톱날 가이드의 일 측에 설치되어 소재의 절단 시 차가운 에어를 불어 마찰열을 식혀주는 냉각수단(40)과, 상기 하부 프레임(2)의 저면에 공 회전 가능하게 설치되어 서보모터(41)의 구동이 또 다른 감속기(42)에 의해 감속되어 회전하며 일단이 슬라이딩 베드(32)에 나사 결합되는 볼 스크류(43)로 구성된 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 톱날 가이드(38)를 통해 미스트오일을 공급하여 소재(5)의 절단 시 원형톱날(37)의 양 측면에 유막이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치.
7. 하부 프레임(2), 상부 프레임(4), 로딩부(10), 측면 클램핑부(20), 소재 절단부(30), 소재 절단길이 제어부(50), 절단소재 이송부(60), 언로딩부(70)로 구성된 초고속 수평절단장치에 있어서, 상기 소재 절단길이 제어부(50)는 소재(5)의 이송방향과 동일한 방향을 따라 설치된 로케이터 프레임(51)과, 상기 로케이터 프레임의 상부에 설치된 한 쌍의 엘엠 가이드(52)를 따라 이동 가능하게 설치된 슬라이더(53)와, 상기 슬라이더의 상부에 회동 가능하게 설치된 로터리 엑츄에이터(54)와, 상기 로터리 엑츄에이터에 고정된 지지대(55)에 설치된 감속 리미트스위치(56) 및 정지 리미트스위치(57)와, 상기 로케이터 프레임(51)에 공 회전 가능하게 설치되어 또 다른 서보모터(58)에 의해 회전하며 슬라이더(53)가 나사 결합된 또 다른 볼 스크류(59)로 구성된 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 엘엠 가이드(52)에 이동 가능하게 설치되는 슬라이더(53)의 이동방향 양측에 복수 개의 커버(45)를 절첩 가능하게 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 원형톱날을 이용한 초고속 수평절단장치.
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