KR100449980B1 - An overload preventing apparatus of a mechanical press - Google Patents

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KR100449980B1
KR100449980B1 KR10-2002-0004087A KR20020004087A KR100449980B1 KR 100449980 B1 KR100449980 B1 KR 100449980B1 KR 20020004087 A KR20020004087 A KR 20020004087A KR 100449980 B1 KR100449980 B1 KR 100449980B1
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Abstract

본 발명은 기계식 프레스의 과부하 압력 설정이 용이하고, 프레스 작업 중에 작용하는 하중을 수시로 측정할 수 있도록 함으로써 가공 품질을 향상시킬 수 있도록 해주는 기계식 프레스의 과부하 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overload protection device of a mechanical press that is easy to set the overload pressure of the mechanical press, and can improve the processing quality by allowing the load acting during the press operation to be measured at any time.

본 발명의 기계식 프레스의 과부하 방지장치는 상부금형이 설치되는 슬라이드(7)와 볼나사(11) 하단의 볼시트(14) 사이에 과부하 실린더(15)가 형성되어 있는 기계식 프레스(1)에 있어서, 상기 과부하 실린더(15)에 작용하는 압력값을 측정하는 검출부(20), 상기 검출부(20)에서 압력값을 측정하도록 직류 입력전류를 상기 검출부(20) 입력측(38)으로 인가시키는 전원부(50), 상기 검출부(20)의 입력측(38)으로 입력되는 전류값과 상기 검출부(20)의 출력측에서 출력되는 전류값의 차이를 증폭시키는 증폭부(70) 및, 상기 증폭부(70)에서 입력되는 증폭신호를 처리하여 디스플레이(44)나 릴레이(46)를 통해 측정값으로서 출력하는 신호 처리부(40)를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.The overload protection device of the mechanical press of the present invention is a mechanical press (1) in which an overload cylinder (15) is formed between the slide (7) on which the upper mold is installed and the ball seat (14) at the bottom of the ball screw (11). A detection unit 20 for measuring a pressure value acting on the overload cylinder 15 and a power supply unit 50 for applying a DC input current to the detection unit 20 input side 38 to measure the pressure value in the detection unit 20. ), An amplifier 70 for amplifying a difference between the current value input to the input side 38 of the detector 20 and the current value output from the output side of the detector 20, and an input from the amplifier 70. And a signal processor 40 for processing the amplified signal to be output as a measured value through the display 44 or the relay 46.

따라서, 본 발명에 의하면 과부하 방지에 따른 방지장치의 원상회복 조치가 필요 없고, 누압이나 진동 등으로 인한 오동작이 발생되지 않으며, 작동 중에도 수시로 가해지는 하중을 측정할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, there is no need to restore the original device of the prevention device according to the overload protection, and malfunctions due to pressure or vibration are not generated, and the load applied from time to time can be measured even during operation.

Description

기계식 프레스의 과부하 방지장치{An overload preventing apparatus of a mechanical press}An overload preventing apparatus of a mechanical press}

본 발명은 과부하 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 소성 가공 시 발생되는 가압력을 유압실에서 상시 측정하여 기 설정된 허용범위 내에서 프레스 작업이 이루어지고 있는 지를 감시할 수 있도록 함으로써 작업 중에 프레스 가공품질을 예측, 판정하여 불량 발생요인을 사전에 배제시킬 수 있으며, 압력능력을 초과하는 과도한 하중에 대해 기계 자체 및 금형의 파손을 방지할 수 있도록 해주는 기계식 프레스의 과부하 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overload protection device, and more particularly, press pressure during operation by measuring the pressing force generated during various plastic working at all times in the hydraulic chamber to monitor whether the press operation is performed within a preset allowable range. The present invention relates to an overload protection device of a mechanical press that predicts and determines quality, thereby precluding failure factors, and preventing damage to the machine itself and the mold against excessive loads exceeding the pressure capacity.

일반적으로 프레스는 과부하 방지장치를 구비하고 있는 바, 이는 기계식 프레스가 압력능력(press capacity) 즉, 공칭압력을 초과하여 작동할 때 프레스 자체나 금형의 파손을 방지하기 위한 장치로서, 사용 목적에 따라 단조프레스와 같은 경우에는 슬라이드와 커넥팅 로드 사이에 접시모양의 강성체를 끼워 넣어 과부하 시 이 접시 모양의 강성체가 파손됨으로써 프레스에 무리가 가지 않도록 하고 있다.In general, the press is equipped with an overload protection device, which is a device for preventing the damage of the press itself or the mold when the mechanical press is operated in excess of the press capacity, that is, the nominal pressure. In the case of a forging press, a plate-shaped rigid body is inserted between the slide and the connecting rod so that the plate-shaped rigid body is broken when overloaded, so that the press is not overwhelmed.

이러한 강체 파손식 과부하 방지장치를 구비한 프레스의 한 예로서 도 1에 101로 도시된 바와 같은 프레스를 들 수 있는데, 이 프레스(101)에 의하면 베드(103) 상면에 설치된 하부금형(105)과 슬라이드(107) 하면에 설치된 상부금형(109) 사이에 공작물(111)을 넣고 가공할 때 모터, 플라이휠, 클러치, 크랭크 축, 커넥팅 로드로 이어지는 동력전달 계통(도시안함.)에서 볼나사(113)로 전달되어진 에너지는 볼시트(115)와 시트 플레이트(117)를 거쳐 슬라이드(107)로 전달되어져 가공 시 베드(103)와 슬라이드(107) 사이의 반발력이 시트 플레이트(117)의 허용하중보다 클 경우 시트 플레이트(117)가 파손되어 프레스나 금형을 보호하게 된다. 그런데, 이와 같은 강체 파손식 과부하 방지장치는 가격이 저렴하다는 이점은 있으나 과부하 발생 시 원상 회복시키는 데 시간이 많이 소요되며, 정밀급의 프레스에서는 사용이 곤란한 문제점이 있다.An example of a press equipped with such a rigid body breakage overload protection device is a press as shown in FIG. 1 as 101. According to the press 101, the lower mold 105 installed on the upper surface of the bed 103 and Ball screw 113 in the power transmission system (not shown) leading to the motor, flywheel, clutch, crankshaft, connecting rod when the workpiece 111 is inserted and processed between the upper mold 109 installed on the lower surface of the slide 107. The energy transmitted to the sheet 117 is transferred to the slide 107 via the ball seat 115 and the seat plate 117 so that the repulsive force between the bed 103 and the slide 107 is greater than the allowable load of the seat plate 117 during processing. In this case, the sheet plate 117 is damaged to protect the press or the mold. By the way, such a rigid body damage overload protection device has the advantage that the price is low, but takes a long time to restore the original condition when an overload occurs, there is a problem that it is difficult to use in a precision press.

이외의 나머지 경우에는 대부분 슬라이드와 커넥팅로드 사이에 과부하 실린더(overload cylinder)가 있어 유압의 세기가 설정압력 이상이 될 때 압력 스위치를 동작시켜 프레스를 정지시키도록 되어 있으며, 이 때의 설정압력은 과부하 실린더의 단면적을 기준으로 프레스의 압력능력에 맞추어져 있는 바, 여기에서 압력능력이라 함은 호칭압력 또는 공칭압력이라고도 하며, 사용 프레스가 최고 몇 톤까지 압력발생에 견딜 수 있는 가 하는 능력을 이른다.In most other cases, there is an overload cylinder between the slide and the connecting rod. When the hydraulic pressure exceeds the set pressure, the pressure switch is operated to stop the press. The pressure capacity of the press is based on the cross-sectional area of the cylinder, which is also referred to as nominal pressure or nominal pressure, which means the press can withstand up to several tons of pressure generation.

이러한 과부하 실린더 타입 과부하 방지장치는 도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이 기계식 프레스(201)에 적용되어 모터(202), 플라이휠(203), 클러치/브레이크(204), 제1 및 제2 기어 감속부(209,210), 크랭크축(205),볼나사(211), 슬라이드(207)로 이어지는 동력전달계통을 따라 베드(213) 상부에 설치된 하부금형(미도시)과 슬라이드(207) 하부에 설치된 상부금형(미도시) 사이의 공작물(미도시)을 가공할 때 발생하는 반력을 과부하 실린더(215) 내부의 압력크기 즉, 단면적×압력=반력으로 검출하도록 되어 있다.This overload cylinder type overload protection device is applied to the mechanical press 201 as shown in Figs. 2a to 2c, so that the motor 202, the flywheel 203, the clutch / brake 204, the first and the second gear reduction unit (209, 210), a lower mold (not shown) installed on the top of the bed 213 along the power transmission system leading to the crank shaft 205, the ball screw 211, the slide 207 and the upper mold installed on the bottom of the slide 207 The reaction force generated when machining the workpiece (not shown) between (not shown) is detected by the pressure magnitude | size inside the overload cylinder 215, ie, cross-sectional area x pressure = reaction force.

이 때, 과부하 실린더(215)에 걸리는 압력을 검출하는 과부하 검출기(221)는 도 2c에 보다 상세히 도시된 바와 같이 과부하를 설정하고 제어할 수 있는데, 일단 공기펌프(223)에서 공기공급원(225)으로부터 압축된 공기를 동력으로 하여 과부하 실린더(215)측의 유압(P1)과 제어측의 유압(P2)을 과부하가 발생할 시점의 압력(Pp;이하, 프리로드 압력이라 함.)의 30% 수준(통상, 70㎏/㎠)으로 설정하여 평형을 유지시키고, 스프링(227)에 의하여 과부하 시의 설정압력으로 설정하여 두면 과부하 발생 시 과부하 실린더(215)와 동일한 압력에 의하여 유압피스톤(229)이 밀려 올라가 공기 피스톤(231)과 공기 피스톤(233)을 동시에 밀어 올리게 된다. 이에 따라 스위치(235)가 단락되면서 프레스(201)는 멈추게 되고, 내부의 오일이 드레인 배관(237)을 통하여 탱크(239)로 귀환된다.At this time, the overload detector 221 for detecting the pressure applied to the overload cylinder 215 can set and control the overload as shown in more detail in Figure 2c, once the air supply source 225 in the air pump 223 30% of the pressure (P p ; hereinafter referred to as preload pressure) at the time of overloading when the hydraulic pressure P1 on the overload cylinder 215 side and the hydraulic pressure P2 on the control side are generated by using the compressed air as a power source. Set to the level (typically, 70 kg / cm 2) to maintain the equilibrium, and set to the set pressure at the time of overload by the spring 227, the hydraulic piston 229 by the same pressure as the overload cylinder 215 at the time of overload This pushes up and simultaneously pushes up the air piston 231 and the air piston 233. Accordingly, as the switch 235 is short-circuited, the press 201 is stopped, and the oil inside is returned to the tank 239 through the drain pipe 237.

그런데, 이와 같은 종래의 과부하 실린더 타입 과부하 방지장치는 과부하 압력을 설정하는 것이 까다롭고, 별도의 로드셀과 같은 하중측정장치 없이는 과부하 압력의 정확한 설정 여부를 확인하기 곤란하며, 따라서 반드시 별도의 교정장치를 필요로 하게 되는 문제점을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 프레스 자체가 가동 시 진동이 심하게 발생하므로 스프링이나 공압의 변동에 따른 오동작을 피할 수 없다는문제점 또한 가지고 있었다.However, such a conventional overload cylinder type overload protection device is difficult to set the overload pressure, and it is difficult to check whether the overload pressure is correctly set without a load measuring device such as a separate load cell. I have a problem that I need. In addition, since the press itself vibrates severely, there is a problem in that malfunction due to spring or pneumatic fluctuations cannot be avoided.

따라서, 본 발명은 위와 같은 종래의 기계식 프레스 과부하 방지장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 별도의 측정장치가 없이도 과부하 압력의 설정이 용이하며, 프레스 작업 중 소재가 금형에 의해 소성 가공되어질 때 매 순간마다 가압력의 크기를 연속적으로 측정할 수 있을 뿐 아니라, 미리 설정된 최적의 가공압과 비교하여 가공되는 제품의 불량유무를 사전에 예측, 판정할 수 있도록 하고, 아울러 획득한 각종 데이터를 저장하여 제품불량의 원인 분석에 사용할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the problems of the conventional mechanical press overload protection device as described above, it is easy to set the overload pressure without a separate measuring device, the material during the press work plastic processing by the mold When not only can the pressure be measured continuously at every moment, but it can also predict and determine the defectiveness of the product to be processed in advance in comparison with the optimum pressure set in advance. Its purpose is to store it for use in analyzing the cause of product defects.

도 1은 강체 파손식 과부하 방지장치를 구비한 종래의 기계식 프레스를 도시한 부분 개략 단면도.1 is a partial schematic cross-sectional view showing a conventional mechanical press with a rigid body overload protection device.

도 2는 과부하 실린더에 의한 유압식 과부하 방지장치를 구비한 종래의 기계식 프레스를 도시한 도면으로서, 도 2a는 프레스의 종단면도, 도 2b는 도 2a의 A로 표시된 부분의 확대도, 도 2c는 도 2b의 B로 표시된 부분의 확대도.Figure 2 is a view of a conventional mechanical press with a hydraulic overload protection device by an overload cylinder, Figure 2a is a longitudinal sectional view of the press, Figure 2b is an enlarged view of the portion indicated by A of Figure 2a, Figure 2c Magnified view of the portion labeled B in 2b.

도 3은 본 발명에 따른 과부하 방지장치를 구비한 기계식 프레스의 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view of the mechanical press with an overload protection device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 과부하 방지장치의 검출부를 상세 도시한 부분 상세 단면도.Figure 4 is a partial cross-sectional view in detail showing the detection portion of the overload protection device according to the invention.

도 5는 본 발명에 따른 과부하 방지장치를 개략적으로 도시한 블록 다이어그램.Figure 5 is a block diagram schematically showing an overload protection device according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

1 : 기계식 프레스 3 : 플라이휠1: mechanical press 3: flywheel

5 : 크랭크 축 7 : 슬라이드5: crankshaft 7: slide

11 : 볼나사 13 : 베드11: ball screw 13: bed

15 : 과부하 실린더 17,17-1,17-2 : 유압라인15: overload cylinder 17,17-1,17-2: hydraulic line

20 : 검출부 21 : 검출기 실린더20: detector 21: detector cylinder

40 : 신호처리부 50 : 전원부40: signal processing unit 50: power supply unit

51 : 정전압출력부 60 : 경보 신호부51: constant voltage output unit 60: alarm signal unit

70 : 증폭부70: amplification unit

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 상부금형이 설치되는 슬라이드와 볼나사 하단의 볼시트 사이에 과부하 실린더가 형성되어 있는 기계식 프레스에 있어서, 과부하 실린더에 작용하는 압력값을 측정하는 검출부, 이 검출부에서 압력값을 측정하도록 직류 입력전류를 검출부 입력측으로 인가시키는 전원부, 검출부의 입력측으로 입력되는 전류값과 검출부의 출력측에서 출력되는 전류값의 차이를 증폭시키는 증폭부 및, 이 증폭부에서 입력되는 증폭신호를 처리하여 디스플레이나 릴레이를 통해 측정값으로서 출력하는 신호 처리부를 포함하고 있는 기계식 프레스의 과부하 방지장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a detection unit for measuring a pressure value acting on an overload cylinder in a mechanical press in which an overload cylinder is formed between a slide on which an upper mold is installed and a ball seat at a lower end of a ball screw. A power supply unit for applying a DC input current to the detector input side to measure the pressure value in the detector, an amplifier for amplifying the difference between the current value inputted at the input side of the detector and the current value output at the output side of the detector; An overload protection device for a mechanical press including a signal processing unit for processing an amplified signal and outputting it as a measured value through a display or a relay.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 기계식 프레스의 과부하 방지장치를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the overload prevention apparatus of the mechanical press according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 과부하 방지장치가 적용된 기계식 프레스는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 기계식 프레스와 마찬가지로 원동모터(2), 플라이휠(3), 클러치/브레이크(4), 제1 및 제2 기어 감속부(9,10), 크랭크축(5), 볼나사(11), 슬라이드(7) 및 베드(13) 등을 기본적인 구성으로 하고 있다.The mechanical press to which the overload protection device of the present invention is applied is the same as the conventional mechanical presses as shown in FIGS. 3 and 4, the motive motor 2, the flywheel 3, the clutch / brake 4, the first and the second. The gear reduction parts 9 and 10, the crankshaft 5, the ball screw 11, the slide 7, the bed 13, etc. make a basic structure.

따라서, 종래의 일반적인 기계식 프레스와 같이 모터(2)에서 발생된 구동력에 의해 플라이휠(3)과 기어 감속부(9,10)를 통해 볼나사(11)로 전달된 가압력으로 슬라이드(7)와 베드(13)에 각각 설치된 상하부 금형(미도시) 사이의 공작물(미도시)을 프레스 가공하도록 되어 있다.Therefore, the slide 7 and the bed with the pressing force transmitted to the ball screw 11 through the flywheel 3 and the gear reduction parts 9 and 10 by the driving force generated in the motor 2 as in the conventional general mechanical press. The workpiece | work (not shown) between the upper and lower metal mold | die (not shown) provided in each of 13 is press-processed.

또한, 도 4 및 도 5에 보다 상세히 도시된 것처럼 볼나사(11) 하단에 결합된 볼시트(14)와 슬라이드(7) 사이에 형성된 과부하 실린더(15)는 기설정압인 프리로드압력을 유지하고, 과부하를 검출하며, 검출된 압력을 제어 및 표시하기 위해 본 발명에 따른 과부하 방지장치에 연결되어 있는 바, 본 발명의 과부하 방지장치는 검출부(20), 증폭부(70), 신호처리부(40), 전원부(50) 및, 경보신호부(60) 등으로 구성되어 있다.4 and 5, the overload cylinder 15 formed between the ball seat 14 and the slide 7 coupled to the bottom of the ball screw 11 maintains the preload pressure which is the preset pressure. In order to detect an overload and to control and display the detected pressure, the overload protection device of the present invention is connected to the overload protection device according to the present invention. The overload protection device of the present invention includes a detector 20, an amplifier 70, and a signal processor 40. ), A power supply unit 50, an alarm signal unit 60, and the like.

이 때 검출부(20)는 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 유압 실린더 형태의 검출기실린더(21)로 구성되는 바, 이 검출기실린더(21)는 유압라인(16)을 통해 과부하 실린더(15)와, 유압라인(16)의 중간에서 분기된 유압라인(17)을 통해 오일탱크(18)와 연결되어 있으며, 도시된 것처럼 외체를 이루는 원통형의 실린더 몸체(29), 몸체(29) 내부에 제어측 유압을 형성하는 검출기피스톤(22), 제어측 유압을 미세 조정하는 조정 손잡이(24) 및, 검출기피스톤(22)의 외주면에 부착된 스트레인게이지(31,32,33,34)로 이루어져 있다.At this time, the detection unit 20 is composed of a detector cylinder 21 of the hydraulic cylinder type as shown in Figs. 4 and 5, the detector cylinder 21 and the overload cylinder 15 through the hydraulic line 16 Is connected to the oil tank 18 through the hydraulic line 17 branched in the middle of the hydraulic line 16, the cylindrical cylinder body 29, which forms the outer body as shown, the control side in the body 29 The detector piston 22 which forms the oil pressure, the adjustment knob 24 which finely adjusts the control side oil pressure, and the strain gauges 31, 32, 33, 34 attached to the outer peripheral surface of the detector piston 22 are comprised.

여기에서 검출부(20)의 검출기피스톤(22)은 도시된 것처럼 전방의 유압면(23)에 의해서 실린더(21) 내측면과 함께 제어측 유압을 형성하도록 되어 있고, 이를 위해 전후방측 외주면에 밀봉을 위한 오링(26)이 복수개 감겨져 있으며, 전후방 오링(26) 들 사이에 아령모양으로 절결부(27)가 가공되어 있다. 그리고 피스톤(22)의 절결부(27) 안쪽면에는 앞뒤로 배열된 하나의 스트레인 게이지 쌍(31-1,31-2)이 부착되어 있는데, 전방측 스트레인 게이지(31-1)는 축선과 직각을 이루는 방향으로, 후방측 스트레인 게이지(31-2)는 축선과 평행한 방향으로 각각 배열된다. 이 때 각각의 스트레인 게이지(31,32,33,34)는 도 5에 도시된 것처럼 전체적으로 하나의 휘트스톤 브리지회로를 형성하도록 연결되어 있다.Here, the detector piston 22 of the detection unit 20 is configured to form the control side hydraulic pressure together with the inner surface of the cylinder 21 by the front hydraulic surface 23 as shown, and for this purpose, the front and rear outer peripheral surfaces are sealed. A plurality of O-rings 26 are wound around each other, and the cutouts 27 are processed in a dumbbell shape between the front and rear O-rings 26. And one strain gauge pair 31-1, 31-2 arranged back and forth is attached to the inner side of the cutout 27 of the piston 22, and the front strain gauge 31-1 has a right angle with the axis line. In the forming direction, the rear strain gauges 31-2 are each arranged in a direction parallel to the axis line. At this time, each strain gauge 31, 32, 33, 34 is connected to form a whole Wheatstone bridge circuit as shown in FIG.

또한, 실린더(21)의 후방측에서 나사식으로 삽입되는 조정 손잡이(24)는 도 4와 같이 푸시로드(28)가 피스톤(22)의 유압면(23) 대향측인 후방면에 밀착되어 운전자에 의해 정역회전됨에 따라 전후로 이동하면서 피스톤(22)에 의해 형성되는 제어측 유압을 조절하도록 되어 있는데, 푸시로드(28)는 가압 편차를 줄이기 위해 피스톤(22)의 후방면에 접촉하는 선단 부분이 둥글게 가공되어 있다.In addition, the adjustment knob 24 is screwed in the rear side of the cylinder 21, the push rod 28 is in close contact with the rear surface opposite the hydraulic surface 23 of the piston 22 as shown in FIG. It is to adjust the control side hydraulic pressure formed by the piston 22 while moving forward and backward by forward and reverse rotation, push rod 28 has a tip portion in contact with the rear surface of the piston 22 to reduce the pressure deviation It is rounded.

유압라인(16)에서 분기되어 오일탱크(18)로 연결되어 있는 유압라인(17)은 다시 도 4에 도시된 것처럼 오일탱크(18) 쪽에서 2개의 유압라인(17-1,17-2)으로 다시 분기되는데, 그 한 쪽 라인(17-1)은 중간에 공기압구동 유압펌프(36)가 장착되어 급기원(35)으로부터 공기를 공급받아 입력측의 상승된 압력을 유압라인(17-1)을 통해 유압라인(16)에 가함으로써 라인(16) 내의 유압을 증대시키도록 되어 있으며, 이 공기압구동 유압펌프(36)의 앞뒤에는 체크밸브(37-1)가 장착되어 있다. 나머지 다른 쪽 라인(17-2)의 중간에는 도시된 것처럼 오일탱크(18)와의 사이에 드레인 작동밸브(37-2)가 설치되어 있는데, 이 작동밸브(37-2)는 과부하 실린더(15)에서 과부하가 검출될 때 작동하여 과부하 실린더(15) 내의 유압을 드레인시키도록 되어 있다.The hydraulic line 17 branched from the hydraulic line 16 and connected to the oil tank 18 is connected to the two hydraulic lines 17-1 and 17-2 from the oil tank 18 side as shown in FIG. Branching again, one line 17-1 is equipped with a pneumatic-driven hydraulic pump 36 in the middle to receive air from the air supply source 35 to supply the elevated pressure at the input side to the hydraulic line 17-1. The hydraulic pressure in the line 16 is increased by applying it to the hydraulic line 16. A check valve 37-1 is attached to the front and rear of the pneumatically driven hydraulic pump 36. As shown in FIG. In the middle of the other line 17-2, a drain actuating valve 37-2 is installed between the oil tank 18 as shown, and the actuating valve 37-2 has an overload cylinder 15 It is to operate when the overload is detected in the to drain the hydraulic pressure in the overload cylinder (15).

위와 같이 과부하 실린더(15)에 걸리는 압력을 검출하도록 되어 있는 검출부(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 입력측(38)에 전원부(50)의 정전압출력부(51)가 연결되어 있고, 출력측(39)에 증폭부(70)가 각각 연결되어 있는데, 여기에서 정전압출력부(51)는 교류입력전원을 10V의 직류전류로 변환시켜 검출부(20)의 입력측(38)으로 인가시키게 되며, 이에 따라 검출부(20)의 출력측(39)에서 출력되는 전류를 입력전류와 비교하여 그 차이를 도 5의 신호처리부(40)에서 환산 처리함으로써 프레스의 부하값으로 검출하게 된다. 또한 증폭부(70)는 출력측(39)에서 입력된 미소 신호를 증폭하여 신호처리부(40)로 전송하도록 되어 있으며, 신호 처리부(40)는 도 5에 도시된 바와 같이 A/D 컨버터(41), 마이크로 프로세서(43), 디스플레이(44), 인터페이스(45) 및 릴레이(46)로 이루어져 있다. 여기에서, 다시 마이크로 프로세서(43)는 CPU(47), RAM(48) 및 ROM(49) 등을 포함하고 있으며, A/D 컨버터(41), 마이크로 프로세서(43), 디스플레이(44), 인터페이스(45) 및 릴레이(46)와 각각 연결되어 있고, 릴레이(46)를 통해 경보 신호부(60)와도 연결되어 있다.As shown in FIG. 5, in the detector 20 configured to detect the pressure applied to the overload cylinder 15 as described above, the constant voltage output unit 51 of the power supply unit 50 is connected to the input side 38. The amplifiers 70 are connected to the amplification units 70, respectively, where the constant voltage output unit 51 converts the AC input power into a DC current of 10 V and applies the input to the input side 38 of the detection unit 20. Accordingly, the current output from the output side 39 of the detection unit 20 is compared with the input current, and the difference is converted by the signal processing unit 40 of FIG. 5 to detect the load value of the press. In addition, the amplifying unit 70 is configured to amplify the micro-signal input from the output side 39 to be transmitted to the signal processing unit 40, the signal processing unit 40 as shown in Figure 5 A / D converter 41 , A microprocessor 43, a display 44, an interface 45, and a relay 46. Here, the microprocessor 43 again includes a CPU 47, a RAM 48, a ROM 49, and the like, and includes an A / D converter 41, a microprocessor 43, a display 44, and an interface. It is connected with the 45 and the relay 46, respectively, and is also connected with the alarm signal part 60 through the relay 46. As shown in FIG.

이제, 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 기계식 프레스(1)의 과부하 방지장치의 작용을 도 3 내지 도 5를 참조로 설명하면 다음과 같다.Now, the operation of the overload protection device of the mechanical press 1 according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

본 발명의 과부하 방지장치가 적용된 기계식 프레스(1)도 일반 프레스와 같이 슬라이드(7) 하부에 설치되는 상부금형과 베드 상부에 설치되는 하부금형에 의해 공작물을 가공하도록 되어 있으며, 이 때 볼시트(14)와 슬라이드(7) 사이의 과부하 실린더(15)에 의해 프레스 작업 중 발생하는 과부하를 검출하도록 도시된 것처럼 과부하 실린더(15)에 과부하 방지장치가 연결되어 프리로드압력을 설정 및 유지하고, 과부하를 검출하며, 과부하 검출 시 프레스의 동작을 정지시킬 뿐 아니라, 작업 공정 중간에 가압력을 검출하는 역할도 하게 된다.The mechanical press 1 to which the overload protection device of the present invention is applied is also designed to process a workpiece by an upper mold installed below the slide 7 and a lower mold installed above the bed like a general press. An overload protection device is connected to the overload cylinder 15 to set and maintain the preload pressure, as shown by the overload cylinder 15 between the slide 14 and the slide 7 to detect the overload occurring during the press operation. In addition to stopping the operation of the press during overload detection, it also serves to detect the pressing force in the middle of the work process.

이 중, 먼저 기계식 프레스(1)에 의해 작업 중에 발생하는 과부하를 검출하는 과정을 살펴보면, 위에서 설명한 바와 같은 동력 전달 계통을 따라 과부하 실린더(15)에 과부하가 걸리면, 과부하 실린더(15) 내의 압력이 상승하며, 유압라인(16)으로 과부하 실린더(15)에 연결되어 있는 검출기실린더(21) 내부의 제어측 유압도 함께 상승한다. 이와 같이 제어측 유압이 증대됨에 따라 검출기피스톤(22)은 검출기실린더(21) 내에서 오링(26)에 의해 기밀을 유지하는 상태로 후퇴하게 되며, 최종적으로 도 4에 도시된 것처럼 조정 손잡이(24) 푸시로드(28) 선단의 둥근 부분에 압착된다. 이에 따라 피스톤(22)의 절결부(27) 노치부분에서 최대응력이 발생하게 되고, 발생된 응력은 절결부(27)에 부착되어 있는 복수의 스트레인 게이지(31,32,33,34)로 이루어진 검출부(20)에 의해 측정되며, 응력의 대소에 따른 스트레인 게이지 저항 변화값은 검출부(20)의 입력측(38) 전압에 따른 출력측(39) 전압의 차로서 증폭부(70)에서 통상 10V인 사용레벨까지 증폭된 뒤, 신호 처리부(40)에서 과부하 실린더(15)와 검출기실린더(21)의 단면적 비로 환산하여 비례적으로 연산 처리됨으로써 프레스의 하중값으로 데이터화된다.Among these, the process of detecting the overload occurring during operation by the mechanical press 1 will first be described. When the overload cylinder 15 is overloaded along the power transmission system as described above, the pressure in the overload cylinder 15 is increased. Ascending, the hydraulic pressure on the control side in the detector cylinder 21 connected to the overload cylinder 15 by the hydraulic line 16 also rises together. As the control side hydraulic pressure is increased in this manner, the detector piston 22 is retracted in the detector cylinder 21 by the O-ring 26 to be kept airtight, and finally, the adjustment knob 24 as shown in FIG. 4. ) Is pressed against the rounded portion of the tip of the push rod 28. Accordingly, the maximum stress is generated at the notch portion of the notch 27 of the piston 22, and the generated stress is composed of a plurality of strain gauges 31, 32, 33, 34 attached to the notch 27. Measured by the detector 20, the strain gauge resistance change value according to the magnitude of the stress is the difference between the voltage of the output side 39 according to the voltage of the input side 38 of the detector 20, which is usually 10V in the amplifier 70. After being amplified to a level, the signal processing unit 40 converts the ratio of the cross-sectional area of the overload cylinder 15 and the detector cylinder 21 into proportional calculations to convert the data into a load value of the press.

이 때, 과부하 실린더(15) 내부의 프리로드 압력을 유지하기 위해 과부하 실린더(15)의 프리로드 압력을 설정하는 경우에는 먼저 공기압구동 유압펌프(36)를 구동시켜 압축기와 같은 급기원으로부터 공기를 공급받아 유압라인(17-1)에 유압을 가함으로써 체크밸브(37-1)를 거쳐 유압라인(17)의 유압을 상승시킨다. 이에 따라 검출기 실린더(21) 내부의 유압과 과부하 실린더(15) 내부의 유압이 동일해지면, 이 압력값을 신호처리부(40)에서 외부의 키스위치 등에 의해 미리 설정해 둔 하중(통상, 프레스 용량의 30%)과 비교 판정하여 릴레이(46)를 통해 설정 압력값(R2)으로 출력함으로써 마그넷과 같은 별도의 제어수단에 의해 유압펌프(36)가 정지되도록 하고 디스플레이(44)에 대한 키입력을 통해 소정 프리로드 압력의 설정을 완료하게 된다. 이 때, 미소한 하중의 조정은 조정 손잡이(24)에 의하여 행할 수 있다.At this time, in order to set the preload pressure of the overload cylinder 15 to maintain the preload pressure inside the overload cylinder 15, first, the pneumatic drive hydraulic pump 36 is driven to draw air from a supply source such as a compressor. By supplying hydraulic pressure to the hydraulic line 17-1, the hydraulic pressure of the hydraulic line 17 is increased through the check valve 37-1. As a result, when the hydraulic pressure in the detector cylinder 21 and the hydraulic pressure in the overload cylinder 15 become the same, the load in which the signal value is set in advance by an external key switch or the like in the signal processing unit 40 (usually 30 of the press capacity). %) And outputs the set pressure value R2 through the relay 46 so that the hydraulic pump 36 is stopped by a separate control means such as a magnet and predetermined by a key input to the display 44. This completes the setting of the preload pressure. At this time, the adjustment of the minute load can be performed by the adjustment knob 24.

또한, 내부 누설로 인해 과부하 실린더(15)에서 압력 강하가 일어날 경우 프리로드 설정압의 약 80%에 이르는 일정한 범위를 키스위치 등을 이용해 설정하고, 설정된 범위까지 압력 강하가 발생되면 릴레이(46)에서 압력값(R1)을 출력하는데, 이 때 압력강하가 일어나는 이유는 오링이나 패킹 등을 사용하더라도 내부 밀봉을 100% 달성할 수 없기 때문이다.In addition, when a pressure drop occurs in the overload cylinder 15 due to internal leakage, a predetermined range up to about 80% of the preload set pressure is set using a key switch or the like, and when a pressure drop occurs to the set range, the relay 46 Outputs a pressure value (R1), and the reason why the pressure drop occurs at this time is that even if the O-ring or the packing is used, the internal sealing cannot be achieved 100%.

따라서, 위와 같이 설정된 과부하 실린더(15)에 의하면, 검출된 하중이 과부하 실린더(15)에 미리 설정해 둔 하중(통상, 프레스용량의 120%)에 도달하였을 때 검출된 하중에 따른 압력값을 신호처리부(40)의 마이크로 프로세서(43)에서 데이터화된 값으로 마이크로 프로세싱한 다음, CPU(47), RAM(48), ROM(49)에서 미리 설정된 값과 비교 판정하여 릴레이(46)에서 압력값(R4)으로 출력한다. 그리고 나서, 마그넷 등과 같은 별도의 제어수단에 의하여 프레스(1)의 브레이크를 동작시킴으로써 신속하게 프레스의 동작을 멈추고, 이와 동시에 드레인 작동밸브(37-2)를 동작시켜 과부하 실린더(15) 내의 유압을 오일탱크(18)로 드레인시킨다.Therefore, according to the overload cylinder 15 set as described above, when the detected load reaches the load (usually 120% of the press capacity) set in advance in the overload cylinder 15, the pressure value corresponding to the detected load is measured by the signal processor. The microprocessor 43 microprocessor 43 microprocesses the data value, and then compares with the preset values in the CPU 47, the RAM 48, and the ROM 49 to determine the pressure value R4 in the relay 46. ) Then, by operating the brake of the press 1 by a separate control means such as a magnet or the like, the operation of the press is quickly stopped, and at the same time, the drain operating valve 37-2 is operated to reduce the hydraulic pressure in the overload cylinder 15. The oil tank 18 is drained.

또한, 프레스 작업 중에 프레스 가공물의 품질을 예측하기 위한 불량여부의 판정을 하고자 하는 경우에는 필요한 하중을 미리 설정해 두고 프레스 공정 중에 작업 하중이 설정 하중에 도달하면 이 작업 하중에 따른 압력값을 마이크로 프로세서(43)에서 데이터화시킨 뒤 신호 처리부(40)의 CPU(47), RAM(48), ROM(49)에서 설정값과 비교 판정하여 릴레이(46)에서 압력값(R3)으로 출력시킴으로써 경보 신호부(60)에서 부져나 램프 등을 통해 작업자가 인지하도록 할 수도 있다.In addition, when it is necessary to determine whether there is a defect for predicting the quality of the press work during the press work, the necessary load is set in advance, and when the work load reaches the set load during the press process, the pressure value corresponding to the work load is determined by a microprocessor ( After data is converted into 43, the CPU 47, the RAM 48, and the ROM 49 of the signal processing unit 40 make a comparison with the set value and output the pressure value R3 from the relay 46 to output the alarm signal unit ( In (60), a worker may be made aware through a buzzer or a lamp.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기계식 프레스의 과부하 방지장치에 의하면, 시트 플레이트 파손식 과부하 방지방식에서와 같이 시트 플레이트의 파손으로 인한 원상회복 조치에 곤란을 겪을 필요가 없게 된다. 또한, 종래의 유공압식 과부하 방지방식에서와 같이 슬라이드 상승 하강에 따른 미소틈새 발생을 완전히 극복할 수 있고, 유공압식의 과부하 압력설정의 어려움과 프레스의 진동에 따른 오동작을 방지할 수 있게 된다. 아울러 과부하 실린더를 구비한 기계식 프레스의 거의 모든 종류에 적용할 수 있을 뿐 아니라, 작업 공정 중의 하중을 별도의 장비 없이도 쉽게 측정할 수 있으므로 프레스 가공물의 품질 향상을 꾀할 수도 있게 된다.As described above, according to the overload protection device of the mechanical press according to the present invention, as in the sheet plate breakage type overload protection method, it is not necessary to suffer the original recovery measures due to the breakage of the seat plate. In addition, as in the conventional pneumatic overload prevention method, it is possible to completely overcome the occurrence of micro clearance due to the slide up and down, and to prevent the difficulty of setting the overload pressure of the pneumatic type and malfunction due to vibration of the press. In addition, it can be applied to almost all kinds of mechanical presses equipped with an overload cylinder, and the load in the working process can be easily measured without additional equipment, thereby improving the quality of the press work.

Claims (3)

상부금형이 설치되는 슬라이드(7)와 볼나사(11) 하단의 볼시트(14)와의 사이에 과부하 실린더(15)가 형성되어 있는 기계식 프레스(1)에 있어서,In the mechanical press (1) in which an overload cylinder (15) is formed between the slide (7) on which the upper mold is installed and the ball seat (14) at the bottom of the ball screw (11), 외체를 이루는 실린더 몸체(29)와, 상기 몸체(29) 내부에 제어측 유압을 형성하도록 전후진 가능하게 삽입되는 검출기 피스톤(22)과, 상기 피스톤(22)에 부착되는 복수의 스트레인 게이지(31, 32, 33, 34)로 구성된 검출기 실린더(21)를 포함하며, 상기 과부하 실린더(15)에 작용하는 압력값을 측정하는 검출부(20)와;A cylinder body 29 forming an outer body, a detector piston 22 inserted in a forward and backward direction to form a control side hydraulic pressure in the body 29, and a plurality of strain gauges 31 attached to the piston 22. A detection unit (20) comprising a detector cylinder (21) composed of 32, 33, and 34, for measuring a pressure value acting on the overload cylinder (15); 상기 검출부(20)에서 압력값을 측정하도록, 직류 입력전류를 상기 검출부(20) 입력측(38)으로 인가시키는 전원부(50)와;A power supply unit (50) for applying a DC input current to the detection unit (20) input side (38) to measure the pressure value in the detection unit (20); 상기 검출부(20)의 입력측(38)으로 입력되는 전류값과 상기 검출부(20)의 출력측에서 출력되는 전류값의 차이를 증폭시키는 증폭부(70)와;An amplifier 70 which amplifies the difference between the current value input to the input side 38 of the detector 20 and the current value output from the output side of the detector 20; 상기 증폭부(70)에서 입력되는 증폭신호를 처리하여, 디스플레이(44)나 릴레이(46)를 통하여 측정값으로서 출력하는 신호 처리부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 프레스의 과부하 방지장치.A signal processing unit 40 for processing the amplified signal input from the amplifying unit 70 and outputting it as a measured value through the display 44 or the relay 46; . 제1 항에 있어서,According to claim 1, 경광이나 경보를 발하도록 상기 릴레이(46)를 통해 상기 신호 처리부(40)에 연결되어 있는 경보 신호부(60)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기계식 프레스의 과부하 방지.And an alarm signal unit (60) connected to the signal processing unit (40) through the relay (46) to emit a warning or an alarm. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 검출기 실린더(21)는, 상기 피스톤(22)에 접촉 또는 이격되면서 제어측 유압을 미세 조정하는 조정 손잡이(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 프레스의 과부하 방지.The detector cylinder (21), the overload protection of the mechanical press, characterized in that further comprising an adjustment knob (24) for fine-adjusting the control side hydraulic pressure while being in contact with or spaced from the piston (22).
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