KR0183642B1 - 프레스의 가공 잉여물 유무 감지방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판재를 프레스 가공하는 경우에 있어서 프레스 금형에 잔존하는 가공 잉여물을 감지할 수 있는 감지방법 및 장치에 관하여 개시한 것이다. 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 유무 감지방법 및 장치는 프레스에 장착되는 하부 금형과 상부 금형의 일정한 위치에 각각 레이저 빔을 출사하는 광원과 광반사수단을 설치하고, 상부 금형 및 하부 금형 사이에서 가공 완료된 시점의 소재 두께를 포함하여 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루고 있는 거리를 측정한 다음, 이를 기준거리로 설정하여 1싸이클의 프레스 가공이 완료된 후의 가공 완료 시점에서 광원과 반사판이 이루는 실제거리와 설정된 기준거리를 비교함으로써, 그 거리오차에 따라 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 가공 잉여물의 잔존 유무를 감지할 수 있도록 한 것으로서, 특히 박판재를 프레스 가공하는 경우에 금형에 잔존하게 되는 미세한 가공 잉여물을 감지할 수 있는 정밀도 향상의 효과를 얻을 수 있다.

Description

프레스의 가공 잉여물 유무 감지방법 및 장치

제1도는 종래 기술에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치를 나타내 보인 개략적 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치가 마련된 프레스를 개략적으로 나타내 보인 정면구성도.

제3도는 제2도의 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치가 마련된 프레스의 개략적 측면구성도.

제4도 내지 제6도는 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지방법을 설명하기 위한 설명도.

제7도는 제2도 및 제3도에 도시된 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치의 동작흐름을 나타내 보인 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 가공 부품 소재 21 : 하부 금형

22 : 상부 금형 21A, 22A : 금형 지지대

23 : 레이저 빔 광원 24 : 반사판

본 발명은 프레스의 가공 잉여물 감지방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 박판재를 프레스 가공하는 경우에 금형에 잔존하게 되는 가공 잉여물을 감지하여 프레스의 작동을 제어할 수 있는 프레스의 가공 잉여물 감지방법 및 장치에 관한 것이다.

통상, 박판의 금속재를 프레스 금형을 이용하여 성형, 절곡, 절단 등에 의해 소정 형상의 부품으로 프레스 가공할 경우에 있어서 특히, 로보트 등을 통해 성형 완료된 부품을 취출하도록 된 자동화 공정에서는 로보트의 오동작 등으로 인하여 상부 금형이나 하부 금형에 가공 완료된 제품이 취출되지 않고 압입되어 있거나, 또는 절단 성형 등에 의해 하부 금형의 상면에 가공물의 찌꺼기가 잔존하게 되는 등의 프레스 가공 후 금형에 잔존하는 가공 잉여물이 종종 발생하게 되는 경우가 있다.

이와 같이, 프레스 가공시 금형에 가공 잉여물이 잔존하게 되는 경우에는 후속되는 부품의 가공시 가공 잉여물은 후속 가공 부품의 품질에 손상을 입히게 됨은 물론이고, 또한 금형에 손상을 입히게 되므로 이후의 가공 부품에 불량을 발생시키는 요인으로 작용하게 된다.

상술한 바와 같은 프레스 가공시 금형에 잔존하게 되는 가공 잉여물의 발생 유무를 확인하기 위하여, 종래에는 제1도에 예시된 바와 같은 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치를 사용하였다.

제1도를 참조하면, 종래의 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치는 하부 금형(11)의 상면과 나란한 수평위치의 어느 일측에 마련되는 레이저 빔 발광수단(13)과, 이 레이저 빔 발광수단(13)과 수평적 대응 위치의 다른 일측에 마련되는 레이저 빔 수광수단(14)과, 이 레이저 빔 수광수단(14)을 통해 입력된 광의 신호처리를 위한 신호처리부(15) 및 상기 신호처리부(15)에 의해 처리된 광신호에 따라 프레스 동작을 제어하는 제어부(16)를 포함하여 된 구조로 이루어진다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어지는 종래 기술에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치에 있어서, 1싸이클의 프레스 가공동작이 완료된 후에 상기 레이저 빔 발광수단(13)으로부터 출사된 광이 상기 레이저 빔 수광수단(14)으로 입사된다. 이때, 상기 레이저 빔 수광수단(14)은 가공 잉여물이 잔존하지 않는 경우와 잔존하게 되는 경우의 광출력 상태 즉, 잔존하는 가공 잉여물에 의해 레이저 빔이 광반사 또는 산란 등을 일으키게 되는 상태를 감지함으로써 가공 잉여물의 유무를 감지하게 된다. 이 상태는 상기 신호처리부(15)에 의해 신호처리되고, 신호처리 결과에 따라 상기 제어부(16)가 프레스 동작의 계속과 중단을 제어할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 구조의 종래 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치는 가공 잉여물의 두께가 일정 치수 이하(특히, 1mm이하)일 경우에는 감지가 불가능하며, 또한 가공 완성된 부품이 취출되지 않고 상부 금형에 압입되어 잔존하게 되는 경우에는 원천적으로 감지가 어렵다는 문제점을 가진다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이를 개선코자 안출된 것으로서, 본 발명의 제1의 목적은 박판재를 프레스 가공하는 경우에 금형에 잔존하게 되는 미세한 가공 잉여물을 감지할 수 있는 정밀도(精密度)를 향상시킨 프레스 가공 잉여물 감지방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2의 목적은 상기한 제1의 목적 달성을 위한 박판 프레스 가공 잉여물 감지방법을 실현시키는데 적합한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치를 제공하는 것이다.

상기한 제1의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 감지방법은, 프레스에 장착되는 하부 금형의 일정 위치에 광원을 설치하는 동시에, 상기 하부 금형과 대응하는 상부 금형의 일정 위치에는 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 광원으로 반사시킬 수 있는 광반사수단을 설치하는 제1단계; 상기 상부 금형 및 하부 금형 사이에서 가공 완료된 시점의 소재 두께를 포함하여 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 기준거리를 설정하는 제2단계; 프레스 가공 완료 시점의 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 거리와, 상기 제2단계에서 설정된 기준거리를 비교하여 그 오차에 따라 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 가공 잉여물의 잔존 여부를 감지하는 제3단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 박판 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치는, 프레스에 장착되는 하부 금형의 소정 위치에 마련되는 광원과, 상기 하부 금형과 대응하는 상부 금형의 소정 위치에 마련되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 광원으로 반사시키도록 된 광반사수단과, 상기 광원과 광반사수단을 통하는 광의 신호처리를 위한 신호처리부 및 상기 신호처리부에 의해 처리된 광신호에 따라 프레스 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에서 가공 완료된 시점의 소재 두께를 포함하여 설정한 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 기준거리와, 프레스 가공 완료 시점의 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 실제거리를 비교하여 그 오차에 따라 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 가공 잉여물의 잔존 여부를 감지하여 프레스의 동작 진행과 중단을 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지방법 및 장치에 있어서, 특히 상기 광원은 발광부와 수광부를 동시에 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 신호처리부에는 신호처리 결과를 디스플레이할 수 있는 디스플레이수단이 연결된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 유무 감지방법 및 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치가 마련된 프레스를 개략적으로 나타내 보인 정면구성도이고, 제3도는 제2도의 측면구성도, 제4도 내지 제6도는 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지방법을 설명하기 위한 설명도이고, 그리고 제7도는 제2도 및 제3도에 도시된 본 발명에 의한 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치의 동작흐름을 나타내 보인 개략도이다.

상기 제2도 내지 제3도를 참조하여 먼저, 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치에 대해서 설명하면 다음과 같다.

프레스(20)에 장착되는 하부 금형(21)의 일정한 위치(예를 들어, 상부 금형과 접하는 분할면 또는 금형 지지대(21A)와 나란한 위치)에 레이저 빔을 출사하는 광원(23)이 마련되어 있고, 동시에 상기 하부 금형(21)과 대응하는 상부 금형(22)의 일정 위치(예를 들어, 상부 금형과 접하는 분할면 또는 지지대(22A)와 나란한 위치)에는 상기 광원(23)으로부터 출사된 레이저 빔을 상기 광원(23)으로 다시 반사시킬 수 있는 반사판(24)이 마련되어 있다. 한편, 본 발명의 특징에 의하면 상기 광원(23)은 레이저 빔을 출사하는 발광부와 수광부를 동시에 포함하는 거리측정이 가능한 광센서로 이루어진다. 그리고, 상기 광원(23)에는 상기 광원(23)의 발광부(미도시)로부터 출사된 레이저 빔이 상기 반사판(24)에 의해 반사된 후, 다시 상기 광원(23)의 수광부에 수광되는 레이저 빔의 광신호처리를 위한 신호처리부(25)가 연결되며, 이 신호처리부(25)에는 신호처리된 광신호에 따라 프레스 동작을 제어하는 제어부(26)가 연결되어 있는 구조를 이루고 있다. 이와 같은 구조의 장치에 있어서, 상기 신호처리부(25)에는 모니터(27) 등의 디스플레이수단을 연결하여 신호처리 결과를 디스플레이할 수 있도록 구성할 수도 있다.

상기와 같은 구조로 이루어지는 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 감지장치는, 이하에서 설명하는 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 감지방법과 같은 원리로 작용한다. 이하, 상기한 본 발명의 장치를 참조하여 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 감지방법에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 프레스에 장착되는 하부 금형(21)의 일정한 위치(예를 들어, 상부 금형과 접하는 분할면 또는 금형 지지대(21A)와 나란한 위치)에 레이저 빔을 출사하는 광원(23)을 설치하고, 이와 동시에 상기 하부 금형(21)과 대응하는 상부 금형(22)의 일정 위치(예를 들어, 상부 금형과 접하는 분할면 또는 금형 지지대(22A)와 나란한 위치)에는 상기 광원(23)으로부터 출사된 레이저 빔을 상기 광원(23)으로 다시 반사시킬 수 있는 반사판(24)을 설치한다. 여기서, 본 발명의 특징에 의하면 상기 광원(23)은 레이저 빔을 출사하는 발광부와 수광부를 동시에 포함하는 거리측정이 가능한 광센서로 이루어진다.

다음에, 상기한 광원(23)과 반사판(24)을 통해 상기 상부 금형(22) 및 하부 금형(21) 사이에서 가공 완료된 시점의 소재(1)의 두께(X2)를 포함하여 상기 광원(23)과 상기 반사판(24)이 이루는 거리를 측정, 이 거리를 기준거리(X3)로 설정한다(제5도 참조). 즉, 제4도에서와 같이 상기 상부 금형(22)과 하부 금형(21) 사이에 가공 소재(1)가 위치하지 않고, 상기 상부 금형(22)과 하부 금형(21)이 합형된 상태에서 상기 광원(23)과 상기 반사판(24)이 이루는 거리를 X1이라고 하고, 소재(1)의 두께를 X2라고 할 때, 상기 기준거리는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

X3 = X1 + X2

따라서, 상기한 기준거리(X3)는 하부 금형(21)의 상면에 가공 소재(1)를 위치시키고 상부 금형을 하강시켜 프레스 가공을 행할 때, 가공 잉여물이 잔존하지 않는 정상적인 상태의 프레스 가공 완료 시점에서 소재(1)의 두께(X2)를 포함하여, 상기 광원(23)과 상기 반사판(24)이 이루는 거리를 말한다.

그런 다음, 1싸이클의 프레스 가공이 완료된 후, 다음 프레스 가공 완료 시점에서 상기 광원(23)과 상기 반사판(24)이 이루는 실제거리를 X4라고 할 때(제6도 참조), 이 실제거리 X4와 상기 기준거리 X3를 상기 광원(23)에 연결된 신호처리부(25)에서의 신호처리과정을 통해 비교하고, X4와 X3의 거리 오차에 따라 상기 상부 금형(22)과 하부 금형(21) 사이에 가공 잉여물(1')의 잔존 여부를 감지하게 된다. 즉, 상기한 X4와 X3의 오차 발생은 가공 잉여물(1')이 잔존하게 되는 경우, 이 가공 잉여물(1')의 두께(X2')가 상기 기준거리 X3에 더해짐으로 인하여 최초에 설정한 기준거리가 늘어나는 것을 말한다.

이상과 같은 과정에 의해 프레스 가공 잉여물의 잔존 유무를 감지하게 되는 경우 예를 들어, 1싸이클의 프레스 가공이 완료된 후 부품 취출 로보트의 오동작으로 인하여 가공 완료된 부품이 취출되지 않고 상부 또는 하부 금형에 압입되어 있는 상태에서 2싸이클의 가공이 진행 완료되면, 이 시점에서 기준거리에 대한 소재 두께 만큼의 오차가 발생하게 된다. 이러한 결과에 따라 감지된 상태가 상기 신호처리부(25)를 통하여 신호처리되고, 이에 따라 제어부(26)에서는 프레스의 동작제어를 통하여 다음 가공 동작을 중단하게 됨으로써, 특히 무인 연속작업 등에 있어서 불량 다발을 방지할 수 있게 된다. 또한, 가공 잉여물의 감지결과를 상기 신호처리부(25)에 연결되어 있는 모니터(27) 등을 통해 디스플레이 함으로써 작업자가 이를 통하여 프레스의 계속 가동 또는 중단을 결정할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프레스 가공 잉여물 유무 감지방법 및 장치는 프레스에 장착되는 하부 금형과 상부 금형의 일정한 위치에 각각 레이저 빔을 출사하는 광원과 광반사수단을 설치하고, 상부 금형 및 하부 금형 사이에서 가공 완료된 시점의 소재 두께를 포함하여 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루고 있는 거리를 측정한 다음, 이를 기준거리로 설정하여 1싸이클의 프레스 가공이 완료된 후의 가공 완료 시점에서 광원과 반사판이 이루는 실제거리와 설정된 기준거리를 비교함으로써, 그 거리오차에 따라 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 가공 잉여물의 잔존 유무를 감지할 수 있도록 한 것으로서, 특히 박판재를 프레스 가공하는 경우에 금형에 잔존하게 되는 미세한 가공 잉여물을 감지할 수 있는 정밀도 향상의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 프레스에 장착되는 하부 금형의 일정 위치에 발광부 및 수광부를 동시에 구비한 광원을 설치하는 동시에, 상기 하부 금형과 대응하는 상부 금형의 일정 위치에는 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 광원으로 반사시킬 수 있는 광반사수단을 설치하는 제1단계; 상기 상부 금형 및 하부 금형 사이에서 가공 완료된 시점의 소재 두께를 포함하여 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 기준거리를 설정하는 제2단계; 프레스 가공 완료 시점의 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 거리와, 상기 제2단계에서 설정된 기준거리를 비교하여 그 오차에 따라 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 가공 잉여물의 잔존 여부를 감지하는 제3단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 가공 잉여물 유무 감지방법.
2. 프레스에 장착되는 하부 금형의 소정 위치에 마련되는 광원과, 상기 하부 금형과 대응하는 상부 금형의 소정 위치에 마련되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 광원으로 반사시키도록 된 광반사수단과, 상기 광원과 광반사수단을 통하는 광의 신호처리를 위한 신호처리부 및 상기 신호처리부에 의해 처리된 광신호에 따라 프레스 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에서 가공 완료된 시점의 소재 두께를 포함하여 설정한 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 기준거리와, 프레스 가공 완료 시점의 상기 광원과 상기 광반사수단이 이루는 실제거리를 비교하여 그 오차에 따라 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 가공 잉여물의 잔존 여부를 감지하여 프레스의 동작 진행과 중단을 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 광원은 발광부와 수광부를 동시에 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 광원은 레이저 빔을 출사하는 것을 특징으로 하는 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부에는 신호처리 결과를 디스플레이할 수 있는 디스플레이수단이 연결된 것을 특징으로 하는 프레스 가공 잉여물 유무 감지장치.