KR100270389B1 - 프레스기의 이송장치 - Google Patents

Abstract

직선을 따라 배치된 복수의 가공스테이지에서 한 스테이지씩 연속적인 가공소재가 순차적으로 이송되는 프레스에 사용되는 이송장치. 이 이송장치는, 가공소재를 각각 고정 및 해제할 수 있는 에어척같은 복수개의 가공소재 고정장치를 가진 이송바와, 프레스의 후부에 제공된 구동기를 가지고 있다. 구동기는 전/후진 방향으로 이송바를 구동하기 위한 랙-피니온 장치와 제1서보모터를 가지는 전/후진 장치와, 승/하강 방향으로 이송바를 구동하기 위한 랙-피니온 장치와 제2서보모터를 가진 승/하강 장치와, 접근/후퇴 방향으로 이송바를 구동하기 위한 랙-피니온 장치와 제3서보모터를 가진 접근/후퇴 장치를 구비하고 있어서, 연속적인 가공소재가 일련의 프레스 작업단계를 거치도록 프레스의 한 가공스테이지로부터 다음 가공스테이지로 이송된다. 다이와 가공소재는 프레스작업 중 쉽게 관찰될 수 있다. 그리고, 다이 교환작업의 효율성은 구동기가 프레스의 후부에 배치되어 있기 때문에 향상된다.

Description

프레스기의 이송장치

제1도는 본 발명에 따른 프레스의 주요 부분의 평면도.

제2도는 우측에서 본 프레스의 단면도.

제3도는 본 발명을 구체화한 이송장치의 구조도.

제4도는 이송장치의 작동 원리의 설명도.

제5도는 프레스의 작동에 관한 이송장치의 작동 타이밍의 타이밍 선도.

본 발명은 일직선을 따라 배열된 복수개의 가공스테이지(working stages)들을 가진 프레스에 관한 것으로, 특히 가공소재(workpieces)를 프레스의 가공스테이지들로 계속 순차적으로 이송하는 이송장치에 관한 것이다.

종래의 그러한 이송장치는, 전/후진, 고정/풀림, 그리고 승/하강의 일련의 동작을 순차적으로 수행하도록 프레스의 일측에 제공된 구동기(driving unit)에 의해 구동되는 한 쌍의 피드바(feed bars)를 가지고 있어, 연속적인 각 가공소재가 조여지고, 전진하며, 풀려져서 다음 가공스테이지로 이송된다. 그러므로 작업동작은 가공소재를 고정하고 풀어 주기 위한 단순한 고정 그리고 풀음 동작에 의존하고, 따라서 높은 생산률을 제공한다. 그러나 이러한 형태의 이송장치는 가공소재의 프레스작업 중 다이 및 가공소재의 가시도(visibility)를 방해하여 작업자의 시계를 막아버린다는 점에서 문제가 있다. 또한 이러한 형태의 이송장치는 다이 교체작업의 효율을 저해한다.

또 다른 종래의 공지된 이송장치는, 가공소재의 고정/풀음 작업기를 가지고 있고 프레스의 일측에 제공된 구동기에 의해 구동되도록 맞추어진 단일 이송바(single transfer bar)를 이용하여, 전/후진 그리고 숭/하강 동작을 수행케 하고, 이에 따라 연속적인 가공소재를 순차적으로 이송하도록 한다. 비록 이것이 다이 가시도의 향상과 높은 다이 교체 효율을 제공한다 하더라도 이와 같은 이송 장치는 산출량이 낮아지는 또 다른 문제를 포함하고 있다. 즉, 이송바가 가공소재 쪽으로 향하지 않고 가공소재로부터 멀어지기 때문에, 이송바의 가공소재 고정장치가 가공소재 고정장치와 다이(die) 간의 간섭을 피하기 위해 인접한 다이 사이 위치로 이동할 때까지 프레스작업이 대기되어야 한다.

또한, 프레스 전방에 위치한 산업용 로봇에 의해 가공소재가 연속적으로 이송되는 이송 시스템도 공개되어 있다. 그러나 복수의 가공소재를 산업용 로봇으로 동시 이송하는 경우에는, 동작이 복잡해지고, 따라서 긴 주기(cycle time)를 필요로 하므로 설비비가 오르게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 프레스 작동중 다이 가시도와 다이 교체작업의 효율 뿐만 아니라 생산효율을 향상시켜 종래 이송장치의 결점을 해결하기 위한 프레스기의 이송장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이송장치는, 프레스작업이 행해질 가공소재의 고정과 풀림동작을 할 수 있는 복수의 가공소재 고정장치를 운반하는 단일 이송바를 가진다. 단일 이송바는 전/후진, 승/하강, 접근/후퇴 동작을 수행하기 위해 구동기에 의해 구동된다. 단일 이송바를 구동하기 위한 구동기는 프레스의 후부에 위치한다. 단일 이송바는 한 가공스테이지에서 다른 가공스테이지로 각 가공소재를 이송한다. 이송바의 전/후진 동작의 스트로크는 복수의 가공스테이지의 다이가 배치된 피치, 즉 인접한 다이와의 거리와 같도록 정해져, 가공소재는 한 가공스테이지의 다이에서 다음 가공스테이지의 다이로 이송된다. 또 다른 것으로, 전/후진 스트로크가 다이 피치의 반이 되도록 맞춰지고 유휴스테이지(idle stage)가 두 인접한 다이 사이에 제공되어, 각 가공소재는 선행 가공소재가 유휴스테이지에서 다음 가공스테이지의 다이로 이송되는 동안 다이에서 인접 유휴스테이지로 이송된다. 그리고 그로 인해, 계속적인 가공소재가 가공스테이지를 통해 이송되어 제조품으로 형성된다.

이 장치에 따르면, 프레스작업 중 다이의 가시도 뿐만 아니라 다이 교체 작업의 효율성이, 구동기와 이송바가 프레스 뒤에 배치된다는 사실에 의해 향상된다. 게다가, 이송바의 전/후진 동작의 스트로크가 다이 배열 피치의 반만큼 작을 수 있기 때문에 가공소재의 이송이 안정화되고 생산성이 향상된다. 본 발명의 목적과 특징, 장점들은 첨부도면과 함께 다음의 바람직한 실시예에 대한 기술로부터 분명하게 될 것이다.

제1도에서 제5도까지를 참조하여 본 발명의 실시예가 설명되어질 것이다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 구동기(driving unit, 5)가 참고번호 1로 일반적으로 표시되는 프레스의 후부(後部)에 배치되어 있다. 그 프레스(1)는 유휴스테이지 N1,N3,N5 및 N7과 가공스테이지 N2,N4,N6을 가진다.

가공소재(W)는 가공소재 공급기(미도시)에 의해 유휴스테이지 N1에 공급되고, 이송바(6)에 의해 운반되는 복수의 가공소재 고정장치(7)에 의해, 가공스테이지 N2로, 그리고 계속해서 N2에서 N3 스테이지로, 그리고 최종스테이지 N7까지, 차례로 공급된다.

제3도에 상세히 나타난 구동기(5)에서, 이송바(6)는 가공소재(W)의 운동방향으로 연장되도록 배치되고 슬라이드 가능하게 지지되며 한쌍의 홀더(holder, 9A,9B)에 의해 전/후진 방향으로 안내된다.

일단에 가공소재 고정장치(7)를 각각 가지고 있는 각각의 복수개의 핑거플레이트(finger plate, 8)는 이송바(6)의 상부측에 부착된다. 이 실시예에서는, 핑거부착 에어척(air chuck)이 가공소재 고정장치(7)로 사용된다. 핑거는 가공소재(W)를 고정하거나 풀기 위해 기지정된 타이밍에서 서로 접근하거나 멀어지게 움직인다. 설명된 실시예가 핑거부착 에어척을 가공소재 고정장치(7)로 이용하였지만 진공흡입컵, 솔레노이드 자석 등의 다른 적당한 수단이 가공소재 고정장치(7)로 사용될 수 있다. 랙(racks,10A,10B)은 홀더(9A,9B)의 아래 부분에 고정되고, 카트(carts,11A,11B)에 슬라이드 가능하게 안착되어 승/하강방향으로 이들 카트상에서 슬라이드 될 수 있게 된다. 카트(11A,11B)는 접근/후퇴 방향으로 슬라이드 될 수 있도록 구동기(5)의 유닛케이스(unit case, 5A)에 고정된 가이드로드(guide rod, 12A,12B)에 슬라이드가 가능하게 안착된다.

이송바의 동작은 다음과 같다. 이송바(6)의 접근/후퇴 동작은, 카트(11A,11B)에 제공된 랙(13A,13B)의 밀고 당기는 동작에 의해 발생된다.

한 쌍의 평형축(equalizer shaft, 14A,14B)이 있다. 평형축(14A)는 서로 동축(同軸)인 제1피니언(15A)과 제2피니언(16A)을 가진다. 유사하게 평형축(14B)은 동축인 제1피니언(15B), 제2피니언(16B)을 가진다. 제2 피니언(16A,16B)은 평형로드(equalizer rod, 48)의 양 단부(端部)에 제공된 랙과 맞물리는 반면에, 랙(13A,13B)은 각기 제1피니언(15A,15B)과 맞물린다. 평형축(14B)에서 구동기어(49)와 맞물리는 구동피니언(17)은, 동축 풀리(18)를 갖고, 벨트(21)를 통해 서보 모터(20)의 출력축에 제공된 풀리(19)에 전동연결되어 있다. 그리고 그것으로 인해, 구동피니언(17)은 서보모터(20)에 의해 구동된다.

서보모터(20)에 의해 구동된 평형축(14B)의 전후 회전이 이송바(6)의 접근과 후퇴동작을 일으키도록 배치되어 있다.

이송바(6)의 승/하강 동작은 다음과 같이 수행된다. 카트(11A,11B)에 회전가능토록 장착된 피니언(26A,26B)은, 피니언(26A,26B)에 맞물린 랙(10A,10B)이 위 아래로 이동하여 홀더(9A,9B)의 승/하강 동작에 따라 이송바(6)의 승/하강 동작을 일으키도록 구동된다. 스플라인축(27A,27B)과 피니언(26A,26B) 사이에 접근/후퇴 방향으로 상대적 운동이 허용되는 식으로, 유닛케이스(5A)에 회전 가능토록 안착된 스플라인축(spline shaft, 27A,27B)은 피니언(26A,26B)과 결합되어 있다. 이들 스플라인축(27A,27B)에 고정된 구동피니언(28A,28B)은 평형로드(29)의 양단부에 제공된 랙과 맞물려 있다. 스플라인축(27A)의 일단(一端)에 제공된 섹터기어(sector gear, 30)와 맞물리는 구동피니언(31)은, 그와 동축인 풀리를 갖고 있어, 서보 모터(35)의 출력축에 제공된 풀리(34)와 풀리(32) 사이에 뻗은 벨트(33)를 통해 서보모터(35)에 의해 구동된다.

보다 구체적으로는, 서보 모터(35)에 의해 구동되는 구동피니언(31)의 전진 또는 후진 회전은, 스플라인축(27A,27B), 피니언(26A,26B)과 랙(10A,10B)의 동작을 통해 이송바(6)의 승/하강 동작을 일으킨다.

이송바(6)의 전후진 동작은 슬라이드 핀(39)의 전후진 왕복 슬라이딩 동작에 기인되는데, 이 슬라이드 핀(slide pin, 39)은 유닛케이스(5A)에 고정된 가이드로드(37)에 의해 인도된 카트(36)의 상부에 제공된다. 슬라이드 핀(39)은 이송바(6)에 고정되고 한쌍의 푸쉬-플레이트(push-plates) 사이에 고정된다.

피니언(40)과 맞물리는 랙(41)은 전/후진 운동방향으로 연장되도록 카트(36)의 하부측에 고착된다. 구동기어(42)는 동축인 피니언(40)에 고정되고, 동축의 풀리(44)를 가진 구동피니언(43)에 맞물린다. 풀리(44)는 출력축에 풀리(46)를 가진 서보모터(47)에 의해, 벨트(45)를 통해 구동된다.

이와같이, 이송바(6)는 구동기어(42)가 서보모터(47)에 의해 전/후로 구동됨에 따라 전/후진 동작을 수행한다.

상술한 구조를 갖는 프레스의 슬라이드 동작순서는 제4도를 참조해 설명될 것이다.

이송바(6)는 초기 대기 위치(점 A)에 맞춰지도록 완전히 되돌아와 후퇴되어 있고 완전히 내려져 있다. 그리고 나서 이송바(6)는, 가공소재 고정장치(7)가 프레스(1)의 가공스테이지 N2,N4,N6 또는 유휴스테이지 N1,N3,N5에 있는 가공소재를 고정할 수 있도록 하기 위해 접근 스트로크 단부(approaching stroke end, 점 B)로 이동한다. 가공소재(W)가 고정장치(7)에 의해 고정된 후, 이송바(6)는 승강 스트로크 단부(lifting stroke end, 점 C)로 이동한다. 그리고 나서, 이송바(6)는 전진 스트로크 단부(advance stroke end, 점 D)로 전진하고 또한 하강 스트로크 단부(down stroke end, 점 E) 쪽으로 내려지며, 이에 따라 각 가공소재가 다음 스테이지로 이송된다. 그 다음, 가공소재 고정장치는 가공소재(W)를 각 스테이지로 전달하기 위해 가공소재(W)를 풀어주고 이송바(6)는 후퇴 스트로크 단부(retract stroke end, 점 F)로 완전히 철회된다. 그 다음, 가공소재가 각 프레스 작업의 단계를 거치도록 프레스(1)가 작동한다. 그 동안, 이송바(6)는 초기 대기 위치(점 A)로 복귀한다.

이송바(6)는 제5도의 타이밍챠트(timing chart)에 나타난 타이밍에서 전술한 동작을 반복한다. 그러므로 연속적인 가공소재(W)는 스테이지 N1,N2,N3,N4,N5,N6 및 N7에 따라 순차적으로 이송된다.

이 실시예에서 가공소재(W)는, 연속되는 가공스테이지의 다이가 배열되는 피치의 반과 같은 거리만큼 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하여, 가공소재(W)는 순차적 및 연속적으로 다이플레이트(die plate, 2)에 제공된 하부다이(lower die, 4A,4B,4C)에 운반된다. 그리고 그로 인해, 가공소재(W)는 프레스작업의 연속단계를 거친다. 전/후진 동작의 길이나 거리가 다이 배열의 피치와 같게 맞추어져도 된다는 것은 분명하다. 프레스작업의 마지막 단계를 겪은 가공소재(W)는 제품취출장치(product pickup device, 미도시)에 의해 프레스(1)의 작업 출력스테이지 N7로부터 꺼내진다.

프레스 슬라이드 작동의 각 사이클에서의 동작순서는, 서보 모터(20,37,47)를 조절하기 위한 조절기에서 수치를 적절히 설정하고/설정하거나 가공소재 고정장치(7)를 작동하기 위한 신호의 설정(setting)을 변화시킴으로써, 원하는 대로 설정 및 변화될 수 있다. 또한, 각 동작에서 이송바의 속도 뿐 아니라 동작의 스트로크 길이를 변화시키는 것 역시 가능하다.

Claims (2)

1. 연속적인 가공소재가, 직선상에 배치된 복수의 가공스테이지에서 한 스테이지씩 차례대로 이송되는 프레스용 이송장치에 있어서, 상기 가공소재를 고정 및 해제할 수 있는 복수의 가공소재 고정장치를 가진 이송바와; 상기 프레스의 후부(後部)에 제공된 구동기를 구비하고; 상기 구동기는, 전/후진 방향으로 상기 이송바를 구동하기 위해 동작하는 랙-피니온 장치와 제1서보모터를 가진 전/후진 수단; 승/하강 방향으로 상기 이송바를 구동하기 위해 동작하는 랙-피니온 장치와 제2서보모터를 가진 승/하강 수단; 그리고 접근/후퇴 방향으로 상기 이송바를 구동하기 위해 동작하는 랙-피니온 장치와 제3서보모터를 가진 접근/후퇴 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이송장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 프레스는 두 인접한 다이의 중간위치에 유휴스테이지(dile stage)를 가지며, 상기 구동기는 상기 다이가 배치된 피치의 반(半)값으로 상기 이송바의 전진 동작의 스트로크 길이를 맞추어, 상기 각 가공소재가 가공스테이지에서 유휴스테이지로, 그리고 그 다음 가공스테이지로 차례로 이송되는 것을 특징으로 하는 이송장치.