KR100463582B1 - 분말 압착 성형 장치 및 분말 압착 성형 방법 - Google Patents

분말 압착 성형 장치 및 분말 압착 성형 방법 Download PDF

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KR100463582B1
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명에 따른 건식 성형 장치는 적어도 분말 공급 장소, 압착 장소, 성형된 제품 제거 장소 사이에서 다이와 펀치 유닛들을 포함하는 몰드를 이동시키는 이동 테이블(몰드 이동 기계), 압착 장소에서 압착하는 펀치 유닛들을 구동하는 구동 기계, 몰드가 압착 장소로 이동될 때 펀치 유닛들을 압착 구동 기계로 접속시키고 펀치 유닛들의 접속을 푸는 접속 기계 및 유닛들이 다음 장소로 이동되는 동안 펀치 유닛들을 유지하는 유닛 유지 기계를 포함한다.

Description

분말 압착 성형 장치 및 분말 압착 성형 방법{Powder press forming apparatus and method of powder press forming}
본 발명은 세라믹(ceramic) 및 식품과 약품에 사용하는 분말 형태 원료들이 다이(die)와 펀치 유닛(punch units)을 포함하는 몰드(mold)의 사용에 의해 건식압착되는 분말 압착 성형 장치 및 분말 압착 성형 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 일본 특허 공보 제 2695757에는 이러한 분말 압착 성형 장치가 기재되어 있다. 이러한 분말 압착 성형 장치에서, 위에 복수의 몰드들이 배치되는 회전 디스크(disk)는 캠 팔로우어(cam follower)와 안내 레일(rail)을 사용하여 분말 공급부, 압착부 및 제품 제거부의 순서대로 차례로 이동된다. 압착부에서, 분말은 몰드의 상부 및 하부 펀치들이 상부 및 하부 롤(roll)들을 통과함으로써 압착된다.
종래의 분말 압착 성형 장치는 캠 팔로우어와 안내 레일을 사용하여 몰드의 운송과 위치 결정이 실행되는 구조를 이용한다. 그러므로, 성형 시에 위치의 정확성은 낮고, 더욱이, 펀치 유닛의 높이를 정확히 제어하는 것이 어렵다. 몇몇의 경우에서는, 장치가 다른 종류의 제품들의 연속적인 생산에 대처할 수 없다.
앞서 말한 최근의 상황들에서, 본 발명의 목적은 성형 시에 펀치 유닛의 위치의 정확성과 높이의 정확성이 증대될 수 있고, 다른 형태들로 성형된 제품들의 일련의 생산에 대처할 수 있는 분말 압착 성형 장치 및 분말 압착 성형 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시형태에 따른 건식 성형 장치의 구조의 개략도;
도 2는 건식 성형 장치의 이동 테이블의 작동을 도시한 평면도;
도 3은 건식 성형 장치의 제 1 및 제 2접속 기계들의 평면도;
도 4는 제 1 및 제 2접속 기계들의 클램핑(clamping) 상태를 도시하는 전면도;
도 5는 제 1 및 제 2접속 기계들의 언클램핑(unclamping) 상태를 도시하는 평면도;
도 6은 건식 성형 장치의 분말 충전 구동 기계의 구조를 설명하는 도;
도 7a 및 도 7b는 건식 성형 장치의 작동을 설명하는 도;
도 8은 건식 성형 장치의 성형된 제품 제거 기계의 구조를 설명하는 도;
도 9a 및 도 9b는 성형된 제품 제거 기계의 작동을 설명하는 도; 및
도 10은 본 발명의 제 2실시형태에 따른 건식 성형 장치의 구조를 도시하는 개략도; 이다.
<본 발명의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
1, 70...분말 압착 성형 장치 2...몰드
3...압착 구동 기계 4...유닛 유지 기계
5...다이 6...상부 펀치 유닛
7...하부 펀치 유닛 6a, 6b...제 1 및 제 2상부 펀치
7a, 7b...제 1 및 제 2하부 펀치 8...이동 테이블
9, 15...제 1접속 수단 및 제 2접속 수단
16, 18...제 1 및 제 2상부 펀치에 대한 지주
12, 21, 25, 30...볼 나사들
27, 32...제 1 및 제 2하부 펀치에 대한 지주
39, 47, 50, 53...서보모터 38, 46, 49, 52...타이밍 벨트
60, 63...클램프 본체 61, 64... 슬라이딩 클로
100...충전 구동 기계
130...꺼내기 구동 기계
A...분말 공급 장소 B...압착 장소
C...기계 가공 장소 D...성형된 제품 제거 장소
압착 단계에 따라, 상술한 목적들을 달성하기 위해, 다이와 펀치 유닛들을 포함하는 몰드를 적어도 분말 공급 장소, 압착 장소 및 성형된 제품 제거 장소 사이에서 이동시키는 몰드 이동 기계, 압착 장소에서 압착하는 펀치 유닛들을 구동하는 압착 구동 기계, 몰드가 압착 장소로 이동될 때 구동 기계에 펀치 유닛들을 접속시키고, 펀치 유닛들의 접속을 푸는 접속 기계 및 유닛들이 다음 장소로 이동되는 동안 펀치 유닛들을 유지하는 유닛 유지 기계를 포함하는 건식 성형 장치가 제공된다.
건식 성형 장치는 분말 공급 장소에서, 분말 공급 장소에 분말이 채워지는 공간을 형성하기 위해 상기 펀치 유닛들을 구동하는 충전 구동 기계, 몰드가 분말 공급 장소로 이동될 때 충전 구동 기계에 펀치 유닛들을 접속하고, 몰드가 다음 장소로 이동될 때 펀치 유닛들의 접속을 푸는 접속 기계 및 몰드가 다음 장소로 이동되는 동안 펀치 유닛들을 유지하는 유닛 유지 기계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
건식 성형 장치는 성형된 제품 제거 장소에서, 성형된 제품을 꺼내기 위한 성형된 제품 제거 장소에 펀치 유닛들을 구동하는 꺼내기 기계, 몰드가 성형된 제품 제거 장소로 이동될 때 펀치 유닛들을 꺼내기 구동 기계로 접속시키고, 몰드가 다음 단계로 이동될 때 펀치 유닛들의 접속을 푸는 접속 기계 및 몰드가 다음 장소로 이동되는 동안 펀치 유닛들을 유지하는 유닛 유지 기계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
접속 기계는 압착 구동 기계, 충전 구동 기계 및 꺼내기 구동 기계 각각에 대해 형성되고, 펀치 유닛들은 접속 기계를 통하여 압착 구동 기계, 충전 구동 기계 및 꺼내기 구동 기계에 의해 구동되는 것이 바람직하다.
접속 기계는 압착 구동 기계, 충전 구동 기계 및 꺼내기 구동 기계 각각에배열된 클램프 본체(clamp body), 각 클램프 본체들에 움직임이 가능하도록 지지된 슬라이딩 클로들(sliding claws) 및 펀치 유닛들이 클램핑되는 클램핑 위치와 클램핑이 풀리는 언클램핑(unclamping) 위치 사이에서 각 슬라이딩 클로들이 나아가고 물러나게 하는 전진 후퇴 구동 기계를 포함하는 것이 바람직하다.
펀치 유닛들은 적어도 제 1 및 제 2상부 펀치들을 포함하는 펀치 유닛과 적어도 제 1 및 제 2하부 펀치 유닛들을 포함하는 하부 펀치 유닛을 각각 다이를 가로질러 서로 마주보게 포함하고, 압착 구동 기계는 각각 제 1 및 제 2상부 펀치들과 제 1 및 제 2하부 펀치들과 연결된 구동축과, 상기 구동축들을 독립적으로 구동시키는 액츄에이터(actuator)를 포함하는 것이 바람직하다.
하부 펀치 유닛은 적어도 제 1 및 제 2하부 펀치들을 포함하는 하부 펀치 및 제 1 및 제 2하부 펀치들과 연결된 구동축들과 구동축들을 독립적으로 구동시키는 액츄에이터들을 각각 포함하는 상기 충전 구동 기계와 상기 꺼내기 구동 기계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
각 구동축은 지주와 지주에 고정된 볼 나사(ball screw)들을 포함하고, 각 펀치 유닛은 상기 지주에 연결되고, 액츄에이터는 볼 나사에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 각 액츄에이터는 서보모터와 타이밍 벨트(timing belt)를 포함하고, 타이밍 벨트는 서보모터의 회전이 타이밍 벨트를 통하여 볼 나사들로 전해지도록 위치되는 것이 바람직하다.
적어도 제 1 및 제 2상부 펀치들에 대한 구동축들은 외부 실린더 및 축방향에서 상대적으로 움직임이 가능하도록 상기 외부 실린더에 삽입된 내부 실린더를 포함하는 동축 다중축 구조를 각각 포함하고, 제 1 및 제 2상부 펀치들은 외부 및 내부 실린더들의 상대적인 움직임에 의해 독립적으로 구동될 수 있는 것이 바람직하다.
몰드 이동 기계는 몰드가 회전에 의해 장소들의 임의의 한 장소로 이동되도록 하는 회전 테이블(table)을 포함하는 것이 바람직하다.
몰드 이동 기계는 몰드가 선형 움직임에 의해 장소들의 임의의 한 장소로 이동되도록 하는 선형 테이블을 포함하는 것이 바람직하다.
유닛 유지 기계는 접속 기계가 펀치 유닛들의 클램핑을 풀 때 클램프 풀기 작동과 서로 작용하고, 접속 기계가 펀치 유닛들의 유지를 풀기 위해 펀치 유닛들을 클램핑할 때 클램핑 작동과 서로 작용하도록 구성되고 배열되는 것이 바람직하다.
분말 공급 장소 내에 다이로부터 건식 성형 공간으로 분말 원료를 충전하는 분말 충전 기계가 형성되고, 몰드로부터 압착 성형된 제품을 꺼내는 성형된 제품 제거 장소 내에 성형된 제품 꺼내기 기계가 형성되는 것이 바람직하다.
압착 장소와 성형된 제품 제거 장소 사이에 압착 성형 제품을 기계 가공하는 기계 장소가 형성되는 것이 바람직하다.
다이와 펀치 유닛들에 붙어있는 분말을 제거하기 위해 성형된 제품 제거 장소 다음에 소거 장소가 형성되는 것이 바람직하다.
다이와 펀치 유닛들을 포함하는 몰드가 적어도 분말 공급 장소, 압착 장소,성형된 제품 제거 장소의 순서대로 이동되어 성형된 제품을 생산하는 분말 압착 성형 방법은 분말 공급 장소에서, 몰드에 분말을 충전하고, 몰드가 유지되는 동안 몰드를 압착 장소로 이동시키는 단계, 압착 장소에서, 고정되게 위치되고 압착 구동 유닛과 맞물리는 몰드를 자리잡아서, 상기 펀치 유닛들을 풀고, 분말을 압착하는 압착 구동 유닛으로 몰드를 구동하여 압착하고, 그리고 몰드의 고정된 위치를 풀고, 압착 구동 유닛을 풀고, 그리고 몰드를 성형된 제품 제거 장소로 유지하고 이동시키는 것을 포함하는 상기 몰드를 이동시키는 단계 및 상기 성형된 제품 제거 장소에서 상기 다이로부터 상기 성형된 제품을 꺼내는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
분말 압착 성형 방법은 분말 공급 장소에서, 충전 구동 기계와 접속된 몰드를 자리잡아 고정되게 위치시키고, 펀치 유닛들을 푸는 단계, 분말로 채워지는 충전 공간을 형성하기 위해 충전 구동 기계에 의해 몰드의 구동을 포함하여 충전 공간을 형성하는 단계, 몰드로 분말을 충전하는 단계, 몰드의 고정된 위치를 풀고, 충전 구동 기계로부터 몰드를 풀고, 그리고 몰드를 유지하는 동안 압착 장소로 몰드를 이동시키는 것을 포함하는 몰드를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
분말 압착 성형 방법은 성형된 제품 제거 장소에서, 몰드를 고정되게 위치시키고, 몰드를 꺼내기 구동 기계로 연결하고, 그리고 펀치 유닛들을 푸는 것을 포함하는 몰드를 자리잡는 단계, 성형된 제품을 다이로부터 꺼내기 위해 몰드를 꺼내기 구동 기계에 의하여 몰드를 구동하는 것을 포함하여 성형된 제품을 꺼내는 단계및 몰드의 고정된 위치를 풀고, 꺼내기 구동 기계로부터 몰드를 풀고, 그리고, 다음 장소로 몰드를 이동시키는 것을 포함하는 몰드를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 펀치 유닛들은 압착 장소에 배치된 접속 기계를 이용하여 압착 구동 기계와 연결된다. 그러므로, 펀치 유닛들의 위치의 정확성과 높이의 정확성이 증대될 수 있다. 그러므로, 장치는 다른 형태의 제품들을 연속적으로 생산할 수 있다.
더욱이, 몰드가 이동될 때, 펀치 유닛들의 상호 맞물림이 풀리고, 펀치 유닛들이 유지된다. 그러므로, 몰드는 펀치 유닛들의 상태가 유지되는 동안 이동될 수 있다. 그러므로, 펀치 유닛들은 이동 중에 옮겨지거나 떨어지지 않는다.
펀치 유닛들은 분말 공급 단계에서 접속 기계를 이용하여 충전 구동 기계로 접속되는 것이 바람직하다. 그러므로, 분말로 충전된 공간은 용이하고, 매우 정확하게 형성될 수 있다. 또한, 펀치 유닛들이 이동 중에 떨어지는 것이 방지될 수 있다.
펀치 유닛들은 성형된 제품 제거 장소에서 접속 기계를 이용하여 꺼내기 구동 기계와 접속되는 것이 바람직하다. 그러므로, 성형된 제품은 제품에 손상을 가하지 않고 용이하게 꺼내질 수 있다. 더욱이, 제품이 이동 중에 떨어지는 것이 방지될 수 있다.
펀치 유닛들은 접속 기계를 통하여 구동 기계들에 의해 구동되는 것이 바람직하다. 그러므로, 압착 작동은 펀치 유닛들의 자리잡음에 따라 연속적으로 실행될수 있다.
펀치 유닛들은 각 구동 기계들에 고정된 클램프 본체들의 슬라이딩 클로들의 전진 또는 후퇴에 의해 클램핑되는 것이 바람직하다. 그러므로, 자리잡음은 간단한 구조를 사용하여 실행될 수 있다. 그에 의해 비용의 증가가 억제될 수 있다.
구동축들은 제 1 및 제 2상부 펀치들과 접속되고 액츄에이터들에 의해 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다. 그러므로, 압착 성형 제품의 밀도는 일정하게 될 수 있다. 성형된 제품의 형상과 크기의 유연성이 증대될 수 있다.
각 구동축은 지주 및 상기 지주에 고정된 볼 나사들을 포함하는 것이 바람직하다. 그러므로, 펀치 유닛들의 타격의 정확성이 증대될 수 있다. 더욱이, 백래쉬(backlash)가 제거될 수 있고, 성형된 제품의 치수의 정확성이 증대될 수 있다.
서보모터의 회전은 타이밍 벨트를 통해 볼 나사로 전달된다. 그러므로, 유사하게, 품질과 치수의 정확성에 대한 성형된 제품의 신뢰성이 증대될 수 있다.
구동축들은 축 방향에서 상대적으로 이동 가능하게 내부 실린더가 외부 실린더로 삽입된 동축 다중축 구조를 가지는 것이 바람직하다. 그러므로, 구동축들의 배열에 대한 요구되는 공간이 줄어들 수 있다. 이것은 전체 장치의 크기가 줄어들게 한다.
몰드는 회전 테이블의 회전에 의해 각 장소들로 이동되는 것이 바람직하다. 그러므로, 성형된 제품들의 연속 생산이 실현될 수 있다. 장치의 전체는 소형화될 수 있다.
몰드는 선형 테이블의 선형 이동에 의해 각 장소들로 이동되는 것이 바람직하다. 성형된 제품들의 연속 생산이 선형 테이블의 왕복운동에 의해 실현될 수 있다.
펀치 유닛들은 유지되어 접속 풀기 작동과 맞물리고, 펀치 유닛들의 유지가 풀려서, 접속 작동과 맞물리는 것이 바람직하다. 그러므로, 펀치 유닛들은 펀치 유닛들이 각각 접속 위치들에서 유지되는 동안 다음 장소로 이동될 수 있다. 펀치 유닛들의 위치의 정확성은 높은 레벨에서 유지될 수 있다.
분말 원료를 다이로 충전하는 분말 충전 기계는 분말 공급 장소에 성형되고, 다이로부터 압착 성형된 제품을 꺼내는 성형된 제품 꺼내기 기계는 성형된 제품 제거 장소에 형성되는 것이 바람직하다. 그러므로, 자동으로 연속적인 생산이 실현될 수 있다. 생산 비용은 줄어들 수 있다.
기계 가공 장소는 압착 장소와 성형된 제품 제거 장소 사이에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 성형된 제품의 구멍 뚫기, 디버링 등이 연속적으로 실행될 수 있다. 이산된 기계 가공 처리가 불필요해진다. 생산 효율은 증대된다.
다이와 펀치 유닛들에 달라붙은 분말을 제거하는 소거 장소는 성형된 제품 제거 장소 다음에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 장치가 소거를 위해 멈추는 경우와 비교하여 제품 효율이 매우 높다.
본 발명에 따르면, 내부에 충전된 분말을 가진 몰드는 몰드가 유지되는 동안 압착 장소로 이동되는 것이 바람직하다. 압착 장소에서, 몰드는 고정되게 위치되고, 압착 구동 유닛과 동시에 맞물리고, 압착은 압착 구동 유닛에 의해 실행된다.그러므로, 성형처리의 유연성이 증대될 수 있고, 이 방법은 다른 형태의 성형된 제품들의 연속적인 생산을 가능하게 한다.
분말 공급 장소에서, 몰드는 고정되게 위치되고, 충전 구동 기계와 동시에 접속되고, 펀치 유닛들의 유지가 풀리고, 몰드가 분말로 충전된 충전 공간을 형성하기 위해 충전 구동 기계에 의해 구동되는 것이 바람직하다. 그러므로, 분말을 충전하는 공간이 매우 정확하게 용이하게 형성될 수 있다. 더욱이, 몰드가 이동 중에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
성형된 제품 제거 장소에서, 몰드는 고정되게 위치되고, 꺼내기 구동 기계와 접속되고, 펀치 유닛들의 유지가 풀리고, 몰드가 다이로부터 성형된 제품을 꺼내기 위해 꺼내기 구동 기계에 의해 구동되는 것이 바람직하다. 그러므로, 성형된 제품이 손상없이 용이하게 꺼내질 수 있다. 더욱이, 몰드는 이동 중에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
(본 발명의 바람직한 실시형태들)
지금부터, 본 발명의 실시형태들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명하겠다.
도 1 ~ 도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 분말 압착 성형 장치 및 그러한 장치를 이용한 분말 압착 성형 방법을 도시한다. 도 1은 분말 압착 성형 장치의 구조를 개략적으로 도시한다. 도 2는 이동 테이블의 회전 작동을 도시한 평면도이고, 도 3은 접속 기계의 평면도이다. 도 4는 클램핑된 하부 펀치 유닛의 전면도이다. 도 5는 언클램핑된 하부 펀치 유닛의 전면도이다. 도 6, 도 7a 및 도 7b는 충전 구동 기계를 설명한다. 도 8, 도 9a 및 도 9b는 성형된 제품을 꺼내기 구동 기계를 설명한다.
이러한 도면들은 세라믹 전자 소자를 생산하기 위해 분말 세라믹 원료를 압착하는 분말 압착 성형 장치(1)를 도시한다. 분말 압착 성형 장치(1)는 분말이 성형되는 공간을 각각 가진 다이들(5), 상부 펀치 유닛(6)과 하부 펀치 유닛(7)을 포함하는 몰드들(2), 분말 공급 장소(A), 압력 장소(B), 기계 가공 장소(C) 및 성형된 제품 제거 장소(D) 사이를 회전하면서 움직이는 디스크 형상의 이동 테이블(몰드 이동 기계; 8), 분말 공급 장소(A)에서 분말 충전 공간을 형성하는 충전 구동 기계(100), 분말 세라믹 원료를 압착하는 압착 구동 기계(3), 성형된 제품 제거 장소(D)에서 성형된 제품을 제거하는 꺼내기 구동 기계(130), 및 소정의 위치들에서 하부 펀치 유닛(7)을 분리 가능하게 위치시키고 하부 펀치 유닛(7)을 분리가능하게 고정시키는 제 1 및 제 2접속 기계들(9, 15)을 포함하고, 게다가, 각 장소들(A ~ D)에서 하부 펀치(7)를 이동 테이블(8)에 분리가능하게 유지하는 유닛 유지 기계(4)를 더 포함한다.
다이들(5)은 이동 테이블(8)의 주변부에서 매 90°간격으로 배열된다. 상부 펀치 유닛(6)은 실린더형 제 1상부 펀치(6a) 및 펀치(6a)에 상대적으로 회전 가능하게 삽입될 수 있는 핀 형상의 제 2상부 펀치 유닛(6b)을 포함한다. 또한, 하부 펀치 유닛(7)은 실린더형 제 1하부 펀치(7a) 및 제 1펀치(7a)에 상대적으로 회전 가능하게 삽입될 수 있는 핀 형상의 제 2하부 펀치(7b)를 포함한다. 상부 펀치 유닛(6)은 압착 장소(B)에 배치된 압착 구동 기계(3)에서만 형성된다. 하부 펀치 유닛(7)은 이동 테이블(8)의 각 다이(5)의 하부면에 배치된다.
충전 구동 기계(100)는 분말 공급 장소(A)에 배치되고, 도 6, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 같이 다음의 구조를 가진다. 정지 베이스(stationary base; 101)는 움직일 수 없도록 이동 테이블(8) 아래에 배치되고 고정된다. 제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사들(102 및 102)은 각각 베어링들(bearings; 103 및 103)에서 회전 가능하게 지지된다. 각 베어링(103)은 정지 베이스(101)에 고정된다. 볼 나사들(102 및 102)은 지지대(104)에 미끄러지듯 움직이게 지지된 제 1하부 펀치(7a)에 대한 지주들(105 및 105)에 삽입되고, 지주들(105 및 105)의 하부 끝부분들에 삽입되고 고정된 너트들(106, 106)로 각각 조여진다.
지주들(105 및 105)의 상부 끝들은 뒤에 설명될 제 1접속 수단(9)을 통해서 제 1하부 펀치(7a)에 대한 모드 지지판(29)에 분리가능하게 접속된다. 제 1하부 펀치(7a)는 몰드 지지판(29)의 상부면에 고정된다. 그에 의해, 제 1하부 펀치(7a)는 지주들(105 및 105)과 함께, 볼 나사들(102 및 102)을 회전시킴으로서 수직으로 움직일 수 있다.
제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사들(102 및 102) 사이의 제 2하부 펀치(7b)에 대한 볼 나사(107)는 베어링(108)을 통하여 정지 베이스(101)에 회전 가능하게 지지된다. 베어링(108)은 정지 베이스(101)에 고정된다. 볼 나사(107)는 제 2하부 펀치(7b)를 미끄러지듯 움직이게 지지하는 지주(109)에 삽입되고, 하부 제 2지주(109)의 하부 끝부분에 삽입되고 고정된 너트(110)로 조여진다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 몰드 지지판(34)은 뒤에 설명할 제 2접속수단(15)을 통하여 지주(109)의 상부 끝 부분에 분리가능하게 접속된다. 제 2하부 펀치(7b)는 제 2하부 펀치(7b)에 대한 볼 나사(107)의 회전에 의해 수직으로 움직인다.
제 1하부 펀치(7a)에 대한 타이밍 벨트(timing belt; 113)는 제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사들(102)에 대한 구동된 풀리들(pulleys; 112) 위로 통과하도록 만들어지고, 제 1하부 펀치(7a)에 대한 서보모터(servomotor; 114)에 부착된 구동 풀리(115) 위로 통과하도록 만들어진다. 제 1하부 펀치(7a)는 양 지주들(105)과 함께, 서보모터(114)의 회전에 의해 수직으로 움직인다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 타이밍 벨트(117)는 제 2하부 펀치(7b)에 대한 볼 나사(107)에 대한 구동된 풀리(116) 위로 통과하도록 만들어지고, 제 2하부 펀치(7b)에 대한 서보모터(118)에 부착된 구동 풀리(119) 위로 지나가도록 만들어진다. 제 2하부 펀치(7b)는 서보모터(118)의 회전에 의해 지주(109)와 함께 수직방향으로 움직인다. 서보모터들(114 및 118)은 선반 등을 통해 각각 정지 베이스(102)에 고정된다.
제 1하부 펀치(7a) 및 제 2하부 펀치(7b)는 분말로 충전되는 공간을 형성하기 위해 서보모터들(114, 118)에 의해 독립적으로 구동된다. 예를 들어, 실린더 형상, 원주 형상, 세로 단면에서의 H자 형상, 또는 세로 단면에서의 십자가 형상을 가진 성형된 제품을 생산하기 위해서 분말이 채워질 수 있다. 즉, 제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사(102)와 제 2하부 펀치(7b)에 대한 볼 나사(107)는 제 1하부 펀치(7a)와 제 2하부 펀치(7b)가 충전되는 분말의 양에 해당하는 정도로 낮아지도록 회전된다. 그후에, 분말이 공급되고, 더욱이, 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)이 그 정도가 작게 낮아지도록 볼 나사들(102, 107)이 회전된다. 그와 같이, 분말의 충전이 완성된다.
꺼내기 구동 기계(130)는 성형된 제품 제거 장소(D)에 배치되고, 도 8, 도 9a 및 도 9b에 도시된 것처럼 다음의 구조를 가진다. 정지 베이스(131)는 이동될 수 없도록 이동 테이블(8) 아래에 배치되고 고정된다. 제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사들(132 및 132)은 각각 베어링들(133 및 133)을 통해 정지 베이스(131)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 각 베어링(133)은 정지 베이스(131)에 고정된다. 볼 나사들(132)은 지지대(104)에 미끄러지듯 움직이게 지지하는 제 1하부 펀치(7a)에 대한 지주들(135 및 135)에 삽입되고, 제 1하부 지주들(135 및 135)의 하부 끝 부분들로 삽입되고 고정된 너트들(136 및 136)로 조여진다.
제 1하부 펀치(7a)에 대한 몰드 지지판(29)은 후에 설명될 제 1접속 수단(9)을 통해 지주들(135 및 135)의 상부 끝들에 분리 가능하게 접속된다. 제 1하부 펀치(7a)는 몰드 지지판(29)의 상부면에 고정된다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 볼 나사(137)는 정지 베이스(131)에 의해 제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사들(132 및 132) 사이에서 베어링(138)을 통하여 회전 가능하게 지지된다. 베어링(138)은 정지 베이스(131)에 고정된다. 볼 나사(137)는 제 2하부 펀치(7b)에 대해 미끄러지듯 움직이게 지지된 지주(139)에 삽입되고, 지주(139)의 하부 끝 부분으로 삽입되고 고정된 너트들(140)로 조여진다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 몰드 지지판(34)은 후에 설명될 제 2접속수단(15)을 통하여 제 2하부 펀치(7b)에 대한 지주(139)의 상부 끝 부분에 분리 가능하게 접속된다. 하부 제 2펀치(7b)는 몰드 지지판(34)의 상부면에 고정된다.
제 1하부 펀치(7a)에 대한 타이밍 벨트(142)는 제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사들(132)에 대한 구동되는 풀리들(141) 위로 통과하도록 만들어진다. 타이밍 벨트(142)는 제 1하부 펀치(7a)에 대한 서보모터(118)에 부착된 구동 풀리(144)위로 통과하도록 만들어진다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 타이밍 벨트(146)는 제 2하부 펀치(7b)에 대한 나사(137)에 대해 구동되는 풀리(145) 위로 통과하도록 만들어진다. 타이밍 벨트(146)는 제 2하부 펀치(7b)에 대한 서보모터(147)에 부착된 구동 풀리(148) 위로 지나가도록 만들어진다. 꺼내기 구동 기계(130)의 작동은 충전 구동 기계(100)의 것과 유사하다. 반복되는 설명은 생략한다.
성형된 제품은 서보모터들(143, 147)을 이용하여 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)을 독립적으로 움직임으로서 꺼내질 수 있다. 특히, 단지 도 9a에 도시된 상태에 있는 제 2하부 펀치(7b)는 제 2하부 볼 나사(137)의 회전에 의해 아래로 움직여지고, 도 9b에 도시된 것처럼 성형된 제품으로부터 꺼내어 진다. 성형된 제품의 꺼내기는 도시되지 않은 다른 장치를 이용하여 실행된다.
압착 구동 기계(3)는 도 2에 도시된 압착 장소(B)에 배치되고, 다음의 구조를 가진다. 구동 베이스(10)는 베이스(10)가 수직으로 이동될 수 있는 그러한 방식으로 이동 테이블(8) 아래에 배치된다. 정지 베이스(11)는 베이스(11)가 이동되지 않도록 구동 베이스(10) 아래에 고정된다. 구동축들을 구성하는 제 1상부 펀치(6a)에 대한 볼 나사들(12 및 12)은 베어링들(13 및 13)을 통하여 정지 베이스(11)에 회전 가능하게 지지된다. 각 베어링(13)은 정지 베이스(11)에 고정된다. 볼 나사들(12 및 12)은 구동 베이스(10)에 고정된 너트들(14 및 14)로 각각 조여진다.
뒤집힌 U자형을 가진 지지대(17)는 구동 베이스(10)에 고정된다. 다른 구동축들을 구성하는 실린더형을 가진 제 1상부 펀치(5a)에 대한 지주들(18 및 18)은 지지대(10)에 수직으로 서 있도록 상부면에 배치된다. 제 1상부 펀치(6a)에 대한 몰드 지지판(19)은 지주들(18)의 상부 끝들에 고정되게 접속된다. 제 1상부 펀치(6a)는 몰드 지지판(19)의 하부면에 고정되게 붙는다. 구동 베이스(10)와 지주들(18)과 함께 제 1상부 펀치(6a)는 제 1상부 펀치(6a)에 대한 볼 나사들(12)의 회전에 의해 수직으로 움직인다.
제 2상부 펀치(6b)에 대한 볼 나사들(21 및 21)은 베어링들(22 및 22)을 통하여 구동 베이스(10)에 회전 가능하게 지지된다. 각 베어링922)은 구동 베이스(10)에 고정된다. 볼 나사들(21 및 21)은 제 2상부 펀치(6b)에 대한 지주들(16 및 16)로 삽입된다. 지주들(16 및 16)은 지지대(17)에 미끄러지듯 움직이게 지지된다. 볼 나사들(21)은 지주들(16)의 상부 끝 부분들로 삽입되고 고정된 너트들(23)로 각각 조여진다. 제 2상부 펀치(6b)에 대한 몰드 지지판(20)은 고정된 지주들(16 및 16)의 상부 끝 부분들 사이에서 연장된다. 제 2상부 펀치(6b)는 몰드 지지판(20)의 하부면에 고정된다. 제 2상부 펀치(6b)는 지주들(16, 16)과 함께, 볼 나사들(21)의 회전에 의해 수직으로 움직인다.
제 1하부 펀치(7a)에 대한 볼 나사들(25 및 25)은 베어링들(26, 26)을 통해구동 베이스(10)에 회전 가능하게 각각 지지된다. 각 베어링(26)은 구동 베이스(10)에 고정된다. 볼 나사들(25)은 제 1하부 펀치(7a)에 대한 지주들(27)에 각각 삽입된다. 지주들(27)은 지지대(17)에 의해 미끄러지듯 움직이게 지지된다. 볼 나사들(25)은 지주들(27)의 하부 끝 부분들로 삽입되고, 지주(27)의 하부 끝 부분들로 각각 삽입되고 고정된 너트들(28 및 28)로 조여진다.
제 1하부 펀치(7a)에 대한 몰드 지지판(29)은 제 1접속 기계(9)를 통하여 지주(27)의 상부 끝 부분들에 분리 가능하게 접속된다. 제 1하부 펀치(7a)는 몰드 지지판(29)의 상부면에 고정된다. 그에 의해, 제 1하부 펀치(7a)는 볼 나사들(25)의 회전에 의해 지주들(27)과 함께 수직으로 움직인다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 볼 나사(30)는 베어링들(31 및 31)을 통해서 구동 베이스(10)에서 볼 나사들(25 및 25) 사이에 각각 지지된다. 베어링들(31, 31)은 구동 베이스(10)에 고정된다. 볼 나사(30)는 제 2하부 펀치(7b)에 대한 지주(32)로 삽입되고, 지지대(17)에 미끄러지듯 움직이게 지지되고, 게다가, 지주(32)의 하부 끝 부분에 삽입되고 고정된 너트(33)에 조여진다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 몰드 지지판(34)은 제 2접속 기계(15)를 통하여 지주(32)의 상부 끝 부분들에 분리 가능하게 접속된다. 제 2하부 펀치(7b)는 몰드 지지판(34)의 상부면에 고정된다. 제 2하부 펀치(7b)는 볼 나사(30)의 회전에 의해 지주(32)와 함께 수직으로 움직인다. 그러므로, 모든 볼 나사들(12, 21, 25 및 30)은 구동 베이스(10)에 집중된다.
제 2상부 펀치(6b)에 대한 볼 나사들(21 및 21) 및 제 1 및 제 2하부펀치들(7a, 7b)에 대한 볼 나사들(25, 25 및 30)은 각각 삽입되고, 구동 베이스(10)를 통해 아래로 돌출한다. 구동된 풀리들(37, 44, 44 및 45)은 이러한 돌출부들에 각각 실장된다.
제 2상부 펀치(6b)에 대한 타이밍 벨트(38)는 제 2상부 펀치(6b)에 대한 볼 나사들(21)에 대한 구동된 풀리들(37) 위로 통과하도록 만들어지고, 제 2상부 펀치(6b)에 대한 서보모터(39)에 실정된 구동 풀리(40) 위로 통과하도록 만들어진다. 그에 의해, 제 2상부 펀치(6b)는 서보모터(39)의 회전에 의해 지주들(16)과 함께 수직으로 움직인다.
제 1하부 펀치(7a)에 대한 타이밍 벨트(46)는 볼 나사들(25)에 대한 구동된 풀리들(44) 위로 통과하도록 만들어지고, 제 1하부 펀치(7a)에 대한 서보모터(47)에 실장된 구동 풀리(48) 위로 통과하도록 만들어진다. 제 1하부 펀치(7a)는 서보모터(47)의 회전에 의해 지주들(27)과 함께 수직으로 움직인다.
제 2하부 펀치(7b)에 대한 타이밍 벨트(49)는 볼 나사(30)에 대한 구동된 풀리(45) 위로 통과하도록 만들어지고, 제 2하부 펀치(7b)에 대한 서보모터(50)의 구동 풀리(51) 위로 통과하도록 만들어진다. 제 2하부 펀치(7b)는 서보모터(50)의 회전에 의해 지주(32)와 함께 수직으로 움직인다.
제 1상부 펀치(6a)에 대한 볼 나사들(12)은 아래로 돌출하도록 정지 베이스(11)를 통하여 삽입된다. 구동된 풀리들(43 및 43)은 돌출부상에 각각 실장된다. 제 1상부 펀치(6a)에 대한 타이밍 벨트(52)는 구동된 풀리들(43) 위로 통과하도록 만들어지고, 제 1상부 펀치(6a)에 대한 서보모터(53) 위로 지나가도록 만들어진다.
서보모터들(53, 39, 47 및 50)은 구동 베이스(10) 근처에 집중적으로 배열된다. 서보모터(53)는 정지 베이스(11)에 고정되고, 서보모터(39, 47 및 50)는 선반 등을 통해 구동 베이스(10)에 각각 고정된다.
제 1 및 제 2상부 펀치들(6a, 6b)과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 서보모터들(53, 39, 47 및 50)에 의해 독립적으로 구동되고, 그에 의해 다른 형상들과 일정한 밀도를 가진 제품들이 생산될 수 있다. 예를 들어, 실린더형, 원주형, 단면에서의 H 형상, 또는 종단면에서의 십자가 형상을 가진 제품이 성형될 수 있다. 특히, 제 1 및 제 2상부 펀치들(6a, 6b)은 볼 나사들(12, 21)의 회전에 의해 낮아진다. 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 볼 나사들(25, 30)의 회전에 의해 올라간다. 그에 의해, 압착 성형이 실행된다. 이 경우에, 구동 베이스(10)의 낮아짐으로 인한 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)의 하강은 압축에 대해 요구되는 정도로 회전된 볼 나사들(25, 30)에 의해 상쇄되고, 볼 나사들(12)의 회전 정도에 해당하는 하부 펀치들(7a, 7b)을 올린다.
더욱이, 제 2상부 펀치(6b)에 대한 서보모터(39)의 회전과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)에 대한 서보모터들(47, 50)의 회전이 정지하는 반면에, 제 1상부 펀치(6a)에 대한 서보모터(53)는 회전한다. 그에 의해, 제 1 및 제 2상부 펀치들(6a, 6b)과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 구동 베이스(10)와 함께, 동시에 수직으로 움직인다. 그러므로, 펀치들 사이의 거리가 유지되는 동안에 성형된 제품은 이동 테이블(8)로부터 제거될 수 있다. 즉, 압착이 완성된 후,서보모터(39) 및 서보모터들(47, 50)은 정지되고, 그에 의해, 볼 나사들(21) 및 볼 나사들(25, 30)은 고정된다. 이 상태에서, 볼 나사들(12)은 서보모터(53)에 의해 회전된다. 그러므로, 제 1 및 제 2상부 펀치들(6a, 6b)과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)이 일어서도록 하는 구동 베이스(10)는 이러한 펀치들 사이의 거리가 유지되는 동안 세워진다.
회전 구동 기계(도시되지 않음)는 이동 테이블(8)과 외부에서 접속된다. 이동 테이블(8)은 다이(5)와 하부 펀치 유닛들(7)을 분말 공급 장소(A), 분말 압력 장소(B), 기계 가공 장소(C) 및 성형된 제품 제거 장소(D)로 이 순서에 따라 순차적으로 이동시킨다.
분말 원료를 다이(5; 도시되지 않음)에 자동으로 충전하는 분말 충전 장치(도시되지 않음)는 분말 공급 장소(A)에 배치된다. 성형된 제품을 몰드로부터 자동으로 제거하고, 그 제품을 회수하는 꺼내기 장치는 성형된 제품 제거 장소(D)에 배치된다. 분말 충전 장치 및 꺼내기 장치가 형성되므로, 자동적으로 연속적 생산이 실현될 수 있다. 더욱이, 생산 비용을 줄일 수 있다.
분말 세라믹 원료가 분말 공급 단계(A)에 위치한 다이(5)로 충전된 후에, 이동 테이블(8)은 화살표(a)에 의해 도시된 방향으로 90°회전된다. 그에 의해, 내부에 분말 세라믹 원료가 채워진 다이(5)와 하부 펀치 유닛(7)은 상부 및 하부 펀치 유닛들(6, 7)을 이용하여 압착이 실행되는 압착 장소(B)로 이동된다. 이 때, 분말 세라믹 원료는 분말 공급 장소(A)로 이동된 그 다음의 다이(5)로 충전된다.
압착 후에, 이동 테이블(8)은 압착된 제품이 자르기, 뚫기,디버링(deburring) 등이 실행되는 기계 가공 장소(C)로 이동되도록 90°회전된다. 이 때, 그 다음의 분말 세라믹은 압착 장소(B)에서 압착에 의해서 성형된다. 분말 공급 장소(A)에서, 분말 세라믹은 다음의 다이(5)에 더 충전된다.
기계 가공 장소(C)에서 소정의 기계 가공이 완성된 후에, 가공되어 성형된 제품이 성형된 제품이 꺼내어지는 장소(D)로 이동되어 소정의 장소에서 회수되기 위해 이동 테이블(8)은 90°회전된다. 그리고 나서, 비어 있는 다이(5)는 다시 분말 공급 장소(A)로 이동된다. 이동 테이블(8)은 상술된 것처럼 순차적으로 회전되고, 성형된 제품들은 연속적으로 얻어진다.
더욱이, 다이(5)와 하부 펀치 유닛(7)에 달라붙은 분말 원료를 제거하는 소거 장소는 성형된 제품 제거 장소(D)와 분말 공급 장소(A) 사이에 형성될 수 있다. 이 경우에, 개별 소거 처리는 생략될 수 있다.
상술한 제 1 및 제 2접속 기계들(9, 15)은 각 장소들(A ~ D)에 배열되고, 몰드를 각 장소(A ~ D)에서 소정의 위치에 위치시키기 위해 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)에 대한 몰드 지지판(29, 34)을 클램핑한다. 이동하기 위해서는, 클램핑이 풀어진다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1접속 기계(9)는 제 1하부 펀치(7a)에 대한 지주들(27)의 상부 끝들에 고정된 클램프 본체(clamp body; 60) 및 수평 방향(압착 방향에 수직인)에서 나아가거나 물러나도록 클램프 본체(60)에 지지된 슬라이딩 클로(sliding claw; 61)를 포함한다. 각 슬라이딩 클로(61)는 클램핑 위치와 클램핑되지 않은 위치 사이에서 나아가거나 물러날 수 있다. 클램핑 위치에서, 몰드 지지판(29)의 상부면에서 미끄러지는 슬라이딩 클로(61)는 몰드 지지판(29)을 고정되게 위치시킨다. 클램핑되지 않은 위치에서, 물러나는 슬라이딩 클로(61)는 몰드 지지판(29)의 고정을 푼다. 더욱이, 슬라이딩 클로(61)의 클램핑과 클램핑되지 않은 위치를 감지하는 클램프 센서(62)는 몰드 지지판(29)의 상부면에 배열된다.
도 4 및 도 5를 다시 참조하면, 제 2접속 기계(15)는 제 2하부 펀치(7b)에 대한 지주(32)의 상부 끝면에 서로 마주하게 고정된 한 쌍의 클램프 본체들(63 및 63)과 수평 방향에서 클로들(64 및 64)이 나아가거나 물러날 수 있도록 클램핑 본체들(63 및 63)에 의해 지지되는 슬라이딩 클로들(64 및 64)을 포함한다. 각 슬라이딩 클로(64)는 슬라이딩 클로들(61)과 유사하게, 도시되지 않은 공기 실린더 기계에 의해 클램핑 위치와 클램핑되지 않은 위치 사이에서 나아가고 물러나도록 구동될 수 있다. 슬라이딩 클로(64)는 클램핑 위치에서 제 2하부 펀치(7b)에 대한 몰드 지지판(34)을 고정되게 위치시키고, 클램핑되지 않은 위치에서 몰드 지지판(34)의 고정을 푼다.
유닛 유지 기계들(4)은 이동 테이블(8)이 이동하는 동안 상술한 고정 위치들에서 하부 펀치 유닛(7)에 대한 몰드 지지판들(29, 34)을 유지시킨다. 각 장소(A) ~ (D)의 소정에 위치에서, 몰드 지지판들(29, 34)은 하부 펀치 유닛(7)의 유지를 푼다. 그러므로, 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 수직으로 움직일 수 있다.
한 쌍의 제 1공기 실린더 부재들(65 및 65)은 부재들(65 및 65)이 제 1하부 펀치(7a)를 각각 대면하는 위치들에서 이동 테이블(8)의 표면 아래에 고정되도록 부착된다. 실린더 부재들(65)의 피스톤들(65a 및 65a)은 제 1하부 펀치(7a)를 끼우고 유지하도록 나아가고, 끼우기 및 유지를 풀기 위해 물러난다.
한 쌍의 제 2공기 실린더 부재들(66 및 66)은 부재들(66 및 66)이 각각 제 2하부 펀치(7b)를 대면하는 위치들에서 몰드 지지판(29)의 표면 아래에 고정되도록 부착된다. 실린더 부재들(66 및 66)의 피스톤들(66a 및 66a)은 제 2하부 펀치(7b)를 끼우고 유지하도록 나아가고, 끼우기 및 유지를 풀기 위해 물러난다.
유닛 유지 기계들(4)과 제 1 및 제 2접속 기계들(9, 15)의 작동은 아래에 설명하겠다. 각 공기 실린더 부재들(65, 66)의 피스톤들(65a, 66a)에 의해 유지된 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 예를 들어, 분말 공급 장소(A)에서 압착 장소(B)로 이동된다. 그리고 나서, 지주들(27, 32)은 각각 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)에 대한 몰드 지지판들(29, 34)과 멈출려고 접촉하기 위하여 세운다. 그리고 나서, 슬라이딩 클로들(61, 64)은 몰드 지지판들(29, 34)을 각각 고정시키고 고정되도록 위치시키기 위해 나아간다. 동시에, 클램프 센서(62)로부터의 클램프 신호 출력은 공기 실린더 부재들(65, 66)의 피스톤들(65a, 66a)이 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 8b)의 유지가 풀리도록 물러나게 한다. 이 상태에서, 상부 및 하부 펀치 유닛들(6, 7)은 상술한 압착 작동에 대해 수직으로 움직인다.
압착 작동 이후로, 슬라이딩 클로들(61, 64)은 클램핑을 풀기 위해 물러난다. 클램핑을 품과 동시에, 클램프 센서(62)로부터의 언클램프 신호 출력은 공기 실린더 부재들(65, 66)의 피스톤들(65a, 66a)이 상술한 클램핑 위치들에서 제 1 및 제 2하부 펀치들을 나아가게 하고 유지하게 한다. 이 상태에서, 펀치들(7a, 7b)은 다음 기계 가공 장소(C)로 이동된다.
본 실시형태의 압착 장치(1)에서, 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 제 1 및 제 2접속 기계들(9, 15) 각각을 이용하여 지주들(27, 32)로 접속된다. 그러므로, 하부 펀치 유닛(7)은 다른 형상들과 크기들을 가진 몰드들에 대한 요구가 해결되고, 성형 처리의 유연성이 강화되고, 다른 형태의 제품들의 연속 생산이 실현될 수 있도록 바라는 대로 위치된다.
하부 펀치 유닛(7)이 이동될 때, 제 1 및 제 2접속 기계들(9, 15)에 의한 클램핑은 풀어지고, 또한 유닛(7)은 공기 실린더 부재들(65, 66)을 이용하여 클램핑 위치에서 유지된다. 따라서, 펀치들(7a, 7b)은 고 레벨에서 유지되는 위치의 정확성을 가지고 이동될 수 있다. 더욱이, 펀치들(7a, 7b)이 옮겨지거나 떨어지는 것이 방지될 수 있다.
본 실시형태에서, 하부 펀치 유닛(7)은 분말 공급 장소(A)에서 접속 기계들(9, 15)을 통해 각각 충전 구동 기계(100)에 접속된다. 그러므로, 분말로 채워진 공간은 쉽고 매우 정확하게 형성될 수 있고, 유닛(7)이 이동 중에 떨어지는 것이 방지된다. 더욱이, 하부 펀치 유닛(7)은 성형된 제품 제거 장소(D)에서 접속 기계들(9, 15)을 통해 꺼내기 구동 기계(130)에 접속된다. 그러므로, 성형된 제품은 성형된 제품에 손상 없이도 용이하게 꺼내질 수 있고, 이동 중의 제품이 떨어지는 것을 방지한다.
제 1 및 제 2접속 기계들(9, 15)은 구동축들로서 작동하는 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)에 대한 지주들(27, 32) 상에 고정되게 배열된다. 그러므로, 압착은 하부 펀치 유닛(7)의 클램핑으로 연속적으로 실행될 수 있다. 더욱이, 접속기계들(9, 15)의 슬라이딩 클로들(61, 64)은 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b) 각각을 나아가게 하고, 클램핑하도록 만들어진다. 그러므로, 하부 펀치 유닛(7)은 간단한 구조를 가지고 위치될 수 있다.
본 실시형태에서, 제 1 및 제 2상부 펀치들(6a, 6b)과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 독립적으로 구동된다. 그러므로, 일정한 밀도를 가진 압착 성형 제품이 성형될 수 있다. 더욱이, 제품의 형상과 크기의 유연성이 강화될 수 있다. 더욱이, 상부 및 하부 펀치 유닛들(6, 7)이 볼 나사들(12, 21, 25 및 30)과 타이밍 벨트들(52, 38, 46 및 49)을 통해 구동된다. 따라서, 구동시 마찰 항력이 줄어들 수 있고, 더욱이, 반발력이 억제될 수 있다. 게다가, 성형된 제품들의 질과 치수의 정확성이 강화될 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에서, 제 1 및 제 2접속 기계들(9, 15)의 클램핑 작동은 클램핑 센서(62)에 의해 검출된다. 공기 실린더 부재들(65, 66)에 의한 하부 펀치 유닛(7)의 유지가 풀려서, 클램핑 작동으로 서로 맞물리고, 하부 펀치 유닛(7)이 유지되어 언클램핑 작동으로 맞물린다. 그러므로, 하부 펀치 유닛(7)은 클램핑 위치에서 유지되는 동안 다음 장소로 이동될 수 있다. 하부 펀치 유닛(7)의 위치의 정확성은 고 레벨에서 유지될 수 있다.
본 실시형태에서, 제 1상부 펀치(6a)는 지주들(18 및 18)을 통하여 구동 베이스(10)에 고정된다. 구동 베이스(10)는 수직으로 움직여질 수 있도록 제 2상부 펀치(6a)에 대한 볼 나사들(12 및 12)에 의해 지지된다. 제 2상부 펀치(6b)에 대한 남은 볼 나사들(21)과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)에 대한 볼 나사들(25, 30)은 구동 베이스(10) 상에 실장된다. 더욱이, 제 2상부 펀치(6b)와 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)은 볼 나사들(21, 25, 30)을 이용하여 독립적으로 구동된다. 그러므로, 압착시, 분말 세라믹 원료는 볼 나사들(12, 21, 25 및 30)을 통한 제 1 및 제 2상부 펀치들(6a, 6b)과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)을 이용해 압착 성형된다. 그러므로, 일정한 압착 밀도를 가진 각 제품들이 성형될 수 있다.
더욱이, 몰드로부터 성형된 제품을 풀기 위해서, 구동 베이스(10)는 볼 나사들(21, 25 및 30)이 고정되는 동안 볼 나사(12)를 통해서 세워지고, 이에 의해, 제 1 및 제 2상부 펀치들(6a, 6b)과 제 1 및 제 2하부 펀치들(7a, 7b)이 동시에 세워진다. 그러므로, 성형된 제품은 펀치들 사이의 공간이 일정하게 유지되는 동안 다이(5)로부터 풀어질 수 있다. 따라서, 분말을 공급하고 성형된 제품을 꺼내는 장치들의 구조들이 단순화될 수 있다. 그러므로, 비용이 억제될 수 있다.
본 실시형태에서, 모든 볼 나사들(12, 21, 25 및 30)은 구동 베이스(10)에 집중되게 배열되고, 더욱이, 서보모터들(53, 39, 47 및 50)은 구동 베이스(10)와 정지 베이스(11) 주위에 집중되게 배열된다. 그러므로, 볼 나사들(12, 21, 25 및 30)과 서보모터들(53, 39, 47 및 50)의 결합 정밀도는 구동 베이스(10)에 기준면을 형성함으로써 강화될 수 있다. 더욱이, 결합 작동과 유지는 용이하게 실행될 수 있다. 게다가, 압착 및 구동 시스템들은 이동 테이블(8) 아래에서 구동 베이스(10)에 집중적으로 배열된다. 그러므로, 전체 장치의 높이는 줄어들 수 있고, 그 크기가 줄어드는 원인이 된다.
도 10은 본 발명의 제 2실시형태에 따른 분말 압착 장치를 설명한다. 도 10에서, 도 1과 같거나 등가 부분들은 같은 참조 번호들로 지정된다.
본 발명의 분말 압착 성형 장치(70)는, 다이들(5), 상부 펀치 유닛(6) 및 하부 펀치 유닛들(7)을 포함하는 몰드들(2), 분말 공급 장소(A), 압착 장소(B), 기계 가공 장소(C), 성형된 제품 제거 장소(D) 사이를 회전하고 움직이는 이동 테이블(8), 분말 세라믹 원료를 압착하는 압착 구동 기계(3), 각 장소들(A ~ D)에서 소정의 위치에서 하부 펀치 유닛(7)을 분리 가능하게 위치시키고 안전하게 하는 제 1 및 제 2접속 기계(9, 15), 이동 테이블(8)에 하부 펀치 유닛(7)을 분리 가능하게 지지하는 유닛 지지 기계(4)를 포함한다. 기본 구조는 제 1실시형태의 것과 같다. 그러므로, 제 1 및 제 2실시형태들의 차이점만을 아래에 기술하겠다.
제 1상부 펀치(6a)와 접속된 지주들(18 및 18)은 각각 실린더 형상을 가지고 있다. 제 2상부 펀치(6b)와 접속된 지주들(16 및 16)은 지주들(18)과 각각 동축이도록 지주(18)에 삽입된다. 지주들(18, 16)은 상대적으로 움직일 수 있다.
본 실시형태에서, 제 2상부 펀치(6b)에 대한 지주들(16)은 동축이 되도록 하는 그러한 방식으로 제 1상부 펀치(6a)에 대한 지주들(18)에 상대적으로 이동 가능하게 삽입된다. 그러므로, 구동 베이스(10)의 횡단 방향에서의 폭은 지주들의 평행 배열과 비교하여 줄어들 수 있다. 그러므로, 전체 장치는 크기면에서 줄어들 수 있다.
바람직한 실시형태들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하는 동안, 본 기술 분야에 숙련된 사람들에게는 본 발명의 정신에 벗어남 없이 다양한 변형을 할 수 있고, 다양한 동제품들이 이용될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 각 상술한 서류들은 전체적으로 문서 중에 언급에 의해 구체화된다.
본 발명에 따르면, 펀치 유닛들은 압착 장소에 배치된 접속 기계를 이용하여 압착 구동 기계와 연결되므로, 펀치 유닛들의 위치의 정확성과 높이의 정확성이 증대될 수 있다. 그러므로, 장치는 다른 형태의 제품들을 연속적으로 생산할 수 있다. 더욱이, 몰드가 이동될 때, 펀치 유닛들의 상호 맞물림이 풀리고, 펀치 유닛들이 유지된다. 그러므로, 몰드는 펀치 유닛들의 상태가 유지되는 동안 이동될 수 있다. 그러므로, 펀치 유닛들은 이동 중에 옮겨지거나 떨어지지 않는다.
펀치 유닛들은 분말 공급 단계에서 접속 기계를 이용하여 충전 구동 기계로 접속되므로, 분말로 충전된 공간은 용이하고, 매우 정확하게 성형될 수 있다. 또한, 펀치 유닛들이 이동 중에 떨어지는 것이 방지될 수 있다.
펀치 유닛들은 성형된 제품 제거 장소에서 접속 기계를 이용하여 꺼내기 구동 기계와 접속되므로, 성형된 제품은 제품에 손상을 가하지 않고 용이하게 꺼내질 수 있다. 더욱이, 제품이 이동 중에 떨어지는 것이 방지될 수 있다.
펀치 유닛들은 접속 기계를 통하여 구동 기계들에 의해 구동되는 것이 바람직하다. 그러므로, 압착 작동은 펀치 유닛들의 자리잡음에 따라 연속적으로 실행될 수 있다.
펀치 유닛들은 각 구동 기계들에 고정된 클램프 본체들의 슬라이딩 클로들의 전진 또는 후퇴에 의해 클램핑되므로, 자리잡음은 간단한 구조를 사용하여 실행될 수 있다. 그에 의해 비용의 증가가 억제될 수 있다.
구동축들은 제 1 및 제 2상부 펀치들과 접속되고 액츄에이터들에 의해 독립적으로 구동되므로, 압착 성형 제품의 밀도는 일정하게 될 수 있다. 성형된 제품의 형상과 크기의 유연성이 증대될 수 있다.
각 구동축은 지주 및 상기 지주에 고정된 볼 나사들을 포함하므로, 펀치 유닛들의 타격의 정확성이 증대될 수 있다. 더욱이, 백래쉬가 제거될 수 있고, 성형된 제품의 치수의 정확성이 증대될 수 있다.
서보모터의 회전은 타이밍 벨트를 통해 볼 나사로 전달되므로, 품질과 치수의 정확성에 대한 성형된 제품의 신뢰성이 증대될 수 있다.
구동축들은 축 방향에서 상대적으로 이동 가능하게 내부 실린더가 외부 실린더로 삽입된 동축 다중축 구조를 가지므로, 구동축들의 배열에 대한 요구되는 공간이 줄어들 수 있다. 이것은 전체 장치의 크기가 줄어들게 한다.
몰드는 회전 테이블의 회전에 의해 각 장소들로 이동되므로, 성형된 제품들의 연속 생산이 실현될 수 있다. 장치의 전체는 소형화될 수 있다.
몰드는 선형 테이블의 선형 이동에 의해 각 장소들로 이동되므로, 성형된 제품들의 연속 생산이 선형 테이블의 왕복운동에 의해 실현될 수 있다.
펀치 유닛들은 유지되어 접속 풀기 작동과 맞물리고, 펀치 유닛들의 유지가 풀려서, 접속 작동과 맞물리므로, 펀치 유닛들은 펀치 유닛들이 각각 접속 위치들에서 유지되는 동안 다음 장소로 이동될 수 있다. 펀치 유닛들의 위치의 정확성은 높은 레벨에서 유지될 수 있다.
분말 원료를 다이로 충전하는 분말 충전 기계는 분말 공급 장소에 성형되고, 다이로부터 압착 성형된 제품을 꺼내는 성형된 제품 꺼내기 기계는 성형된 제품 제거 장소에 성형되므로, 자동으로 연속적인 생산이 실현될 수 있다. 생산 비용은 줄어들 수 있다.
기계 가공 장소는 압착 장소와 성형된 제품 제거 장소 사이에 형성되므로, 성형된 제품의 구멍 뚫기, 디버링 등이 연속적으로 실행될 수 있다. 이산된 기계 가공 처리가 불필요해진다. 생산 효율은 증대된다.
다이와 펀치 유닛들에 달라붙은 분말을 제거하는 소거 장소는 성형된 제품 제거 장소 다음에 형성되므로, 장치가 소거를 위해 멈추는 경우와 비교하여 제품 효율이 매우 높다.
본 발명에 따르면, 내부에 충전된 분말을 가진 몰드는 몰드가 유지되는 동안 압착 장소로 이동되고, 압착 장소에서, 몰드는 고정되게 위치되고, 압착 구동 유닛과 동시에 맞물리고, 압착은 압착 구동 유닛에 의해 실행되므로, 성형처리의 유연성이 증대될 수 있고, 이 방법은 다른 형태의 성형된 제품들의 연속적인 생산을 가능하게 한다.
분말 공급 장소에서, 몰드는 고정되게 위치되고, 충전 구동 기계와 동시에 접속되고, 펀치 유닛들의 유지가 풀리고, 몰드가 분말로 충전된 충전 공간을 형성하기 위해 충전 구동 기계에 의해 구동되므로, 분말을 충전하는 공간이 매우 정확하게 용이하게 형성될 수 있다. 더욱이, 몰드가 이동 중에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
성형된 제품 제거 장소에서, 몰드는 고정되게 위치되고, 꺼내기 구동 기계와접속되고, 펀치 유닛들의 유지가 풀리고, 몰드가 다이로부터 성형된 제품을 꺼내기 위해 꺼내기 구동 기계에 의해 구동되므로, 성형된 제품이 손상없이 용이하게 꺼내질 수 있다. 더욱이, 몰드는 이동 중에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

Claims (21)

  1. 다이(die)와 펀치 유닛들(punch units)을 포함하는 몰드(mold)를 적어도 분말 공급 장소, 압착 장소 및 성형된 제품 제거 장소 사이에서 이동시키는 몰드 이동 기계;
    상기 압착 장소에서 압착하는 상기 펀치 유닛들을 구동하는 압착 구동 기계;
    상기 몰드가 압착 장소로 이동될 때 상기 압착 구동 기계에 펀치 유닛들을 접속시키고, 상기 펀치 유닛들의 접속을 푸는 접속 기계; 및
    상기 유닛들이 다음 장소로 이동되는 동안 상기 펀치 유닛들을 유지하는 유닛 유지 기계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분말 공급 장소에,
    상기 분말 공급 장소에서 분말이 채워지는 공간을 형성하기 위해 상기 펀치 유닛들을 구동하는 충전 구동 기계;
    상기 몰드가 상기 분말 공급 장소로 이동될 때 상기 충전 구동 기계에 상기 펀치 유닛들을 접속하고, 상기 몰드가 다음 장소로 이동될 때 상기 펀치 유닛들의 접속을 푸는 접속 기계; 및
    상기 몰드가 다음 장소로 이동되는 동안 상기 펀치 유닛들을 유지하는 유닛 유지 기계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 성형된 제품 제거 장소에,
    상기 성형된 제품을 꺼내기 위하여, 상기 성형된 제품 제거 장소에서 펀치 유닛들을 구동하는 꺼내기 기계;
    상기 몰드가 상기 성형된 제품 제거 장소로 이동될 때 상기 펀치 유닛들을 상기 꺼내기 구동 기계로 접속시키고, 상기 몰드가 다음 단계로 이동될 때 상기 펀치 유닛들의 접속을 푸는 접속 기계; 및
    상기 몰드가 다음 장소로 이동되는 동안 상기 펀치 유닛들을 유지하는 유닛 유지 기계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 접속 기계는 상기 압착 구동 기계, 상기 충전 구동 기계 및 꺼내기 구동 기계 각각에 대해 형성되고;
    상기 펀치 유닛들은 상기 접속 기계를 통하여 상기 압착 구동 기계, 상기 충전 구동 기계 및 상기 꺼내기 구동 기계에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 접속 기계는
    상기 압착 구동 기계, 상기 충전 구동 기계 및 상기 꺼내기 구동 기계 각각에 고정된 클램프 본체(clamp body);
    상기 각 클램프 본체들에 움직임이 가능하도록 지지된 슬라이딩 클로들(sliding claws); 및
    상기 펀치 유닛들이 클램핑되는 클램핑 위치와 상기 클램핑이 풀어지는 언클램핑(unclamping) 위치 사이에서 각 상기 슬라이딩 클로들이 나아가고 물러나게 하는 전진 후퇴 구동 기계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    펀치 유닛들과 다이를 더 포함하고,
    상기 펀치 유닛들은 각각 적어도 제 1 및 제 2상부 펀치들을 포함하는 상부 펀치 유닛과 적어도 제 1 및 제 2하부 펀치 유닛들을 포함하는 하부 펀치 유닛을 상기 다이를 가로질러 서로 마주보게 포함하고, 상기 압착 구동 기계는 각각 제 1 및 제 2상부 펀치들과 제 1 및 제 2하부 펀치들과 연결된 구동축과, 상기 구동축들을 독립적으로 구동시키는 액츄에이터(actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  7. 제 2항에 있어서, 적어도 제 1 및 제 2하부 펀치들을 포함하는 하부 펀치; 및
    제 1 및 제 2하부 펀치들과 연결된 구동축들과 상기 구동축들을 독립적으로 구동시키는 액츄에이터들을 각각 포함하는 상기 충전 구동 기계와 상기 꺼내기 구동 기계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 각 구동축은 지주와 상기 지주에 고정된 볼 나사들을 포함하고, 각 펀치 유닛은 상기 지주에 연결되고, 상기 액츄에이터는 상기 볼 나사에 연결되는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 각 액츄에이터는 서보모터와 타이밍 벨트(timing belt)를 포함하고, 상기 타이밍 벨트는 상기 서보모터의 회전이 상기 타이밍 벨트를 통하여 상기 볼 나사들로 전해지도록 위치되는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  10. 제 6항에 있어서, 적어도 상기 제 1 및 제 2상부 펀치들에 대한 구동축들은 외부 실린더 및 축방향에서 상대적으로 움직임이 가능하도록 상기 외부 실린더에 삽입된 내부 실린더를 포함하는 동축 다중축 구조를 각각 포함하고, 상기 제 1 및 제 2상부 펀치들은 상기 외부 및 내부 실린더들의 상대적인 움직임에 의해 독립적으로 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 몰드 이동 기계는 상기 몰드가 회전에 의해 상기 장소들의 임의의 한 장소로 이동되도록 하는 회전 테이블(table)을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 몰드 이동 기계는 상기 몰드가 선형 움직임에 의해 상기 장소들의 임의의 한 장소로 이동되도록 하는 선형 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 유닛 유지 기계는 상기 접속 기계가 상기 펀치 유닛들의 클램핑을 풀 때 클램프 풀기 작동과 서로 작용하고, 상기 접속 기계가 상기 펀치 유닛들의 유지를 풀기 위해 상기 펀치 유닛들을 클램핑할 때 클램핑 작동과 서로 작용하도록 구성되고 배열된 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 분말 공급 장소 내에 상기 다이로부터 건식 성형 공간으로 분말 원료를 충전하는 분말 충전 기계; 및
    상기 성형된 제품 제거 장소 내에 상기 몰드로부터 압착 성형된 제품을 꺼내는 성형된 제품 꺼내기 기계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 압착 장소와 상기 성형된 제품 제거 장소 사이에 압착 성형 제품을 기계 가공하는 기계 장소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 다이와 상기 펀치 유닛들에 붙어 있는 분말을 제거하기 위해 상기 성형된 제품 제거 장소 다음에 소거 장소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  17. 다이와 펀치 유닛들을 포함하는 몰드가 적어도 분말 공급 장소, 압착 장소, 성형된 제품 제거 장소의 순서대로 이동되어 성형된 제품을 생산하는 분말 압착 성형 방법에 있어서,
    상기 분말 공급 장소에서,
    상기 몰드에 분말을 충전하고,
    상기 몰드가 유지되는 동안 상기 몰드를 상기 압착 장소로 이동시키는 단계;
    상기 압착 장소에서,
    고정되게 위치되고 압착 구동 유닛과 맞물리는 상기 몰드를 자리잡아서, 상기 펀치 유닛들을 풀고,
    상기 분말을 압착하는 상기 압착 구동 유닛으로 상기 몰드를 구동하여 압착하고, 그리고
    상기 몰드의 고정된 위치를 풀고, 상기 압착 구동 유닛을 풀고, 그리고 상기 몰드를 상기 성형된 제품 제거 장소로 유지하고 이동시키는 것을 포함하는 상기 몰드를 이동시키는 단계; 및
    상기 성형된 제품 제거 장소에서 상기 다이로부터 상기 성형된 제품을 꺼내는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 분말 공급 장소에서,
    충전 구동 기계와 접속된 상기 몰드를 자리잡아 고정되게 위치시키고, 상기펀치 유닛들을 푸는 단계;
    분말로 채워지는 충전 공간을 성형하기 위해 충전 구동 기계에 의해 상기 몰드의 구동을 포함하여 충전 공간을 성형하는 단계;
    상기 몰드로 상기 분말을 충전하는 단계;
    상기 몰드의 고정된 위치를 풀고, 상기 충전 구동 기계로부터 상기 몰드를 풀고, 그리고 상기 몰드를 유지하는 동한 상기 압착 장소로 상기 몰드를 이동시키는 것을 포함하는 상기 몰드를 이동시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 성형된 제품 제거 장소에서,
    상기 몰드를 고정되게 위치시키고, 상기 몰드를 꺼내기 구동 기계로 연결하고, 그리고 상기 펀치 유닛들을 푸는 것을 포함하는 상기 몰드를 자리잡는 단계;
    상기 성형된 제품을 상기 다이로부터 꺼내기 위해 상기 몰드를 상기 꺼내기 구동 기계에 의하여 상기 몰드를 구동하는 것을 포함하여 상기 성형된 제품을 꺼내는 단계; 및
    상기 몰드의 상기 고정된 위치를 풀고, 상기 꺼내기 구동 기계로부터 상기 몰드를 풀고, 그리고, 다음 장소로 상기 몰드를 이동시키는 것을 포함하는 상기 몰드를 이동시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 방법.
  20. 제 7항에 있어서, 각 구동축은 지주 및 상기 지주에 고정된 볼 나사들을 포함하고, 각 펀치 유닛은 상기 지주에 연결되고, 그리고, 상기 액츄에이터는 상기 볼 나사로 연결되는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
  21. 제 7항에 있어서, 각 액츄에이터는 서보모터 및 타이밍 벨트를 포함하고, 상기 타이밍 벨트는 상기 서보모터의 회전이 상기 타이밍 벨트를 통해 상기 볼 나사로 전달되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 분말 압착 성형 장치.
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