KR100502621B1 - 유압프레스의 미동장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

미숙련작업자라도, 슬라이드를 용이하고, 또한, 정확하게 미소이동시킬 수 있는 유압프레스의 미동장치 및 그 방법을 제공한다.

조작량에 비례한 슬라이드(3)의 이동량의 지령신호를 출력하는 이동량지령입력수단(10)과, 슬라이드(3)의 이동을 허가하는 미동운전 스위치(11)와, 적어도 미동모드를 선택하기 위한 미동선택 스위치(12)와, 슬라이드(3)를 상하이동하는 실린더(4)의 속도를 제어하는 유량제어 서보밸브(14)와, 슬라이드(3)의 위치를 검출하는 리니어센서(6)와, 상기 미동모드신호를 입력하고, 또한, 상기 이동허가지령을 입력하고 있는 동안에만, 상기 이동량 지령신호의 크기에 비례한 거리만큼 슬라이드(3)가 이동하도록, 이 목표위치와 상기 리니어센서(6)로부터의 위치신호와의 편차값을 작게 하는 지령신호를 상기 유량제어 서보밸브(14)에 출력하는 제어기(13)를 구비한다.

Description

유압프레스의 미동장치 및 그 방법

본 발명은, 유압프레스의 미동장치 및 그 방법에 관한 것이다.

유압프레스기계는, 프레스기계의 상부에 유압실린더에 의해서 상하구동되는 슬라이드를 갖고, 이 슬라이드의 하면에 부착된 상형과, 프레스기계의 하부에 설치된 볼스터의 상면에 부착된 하형과의 사이에서 프레스가공을 행하도록 구성되어 있다.

종래, 상기와 같은 유압프레스기계에 있어서, 예를 들면 금형교환 등을 위해 미동조작이 필요할 때는, 프레스의 조작모드를 「미동(inching)모드」로 하고, 양손조작으로 좌우의 운전버튼을 동시에 누르고 있다. 이 때, 상형이 하형에 접근해 오면, 미동조작과 같이 단시간에 상기 운전버튼을 눌러 내려 미소거리씩 슬라이드를 하강시켜, 상형과 하형을 겹치고 있다. 그리고, 상형과 하형이 대강 겹친 것을 눈으로 확인한 후, 상형을 슬라이드로부터 빼고, 하형을 볼스터로부터 떼어내서 슬라이드를 상승시켜 이탈시킨다.

다음에, 상형과 하형을 겹친 상태로 프레스기계의 외부에 반출하고, 새로운 상형과 하형을 겹친 상태로 볼스터위에 반입한다. 그리고, 상기와 같이 슬라이드를 「미동모드」에서의 미동조작으로 상형에 접근시켜, 대강 접촉하면 상형을 슬라이드의 하면에 클램프하고, 하형을 볼스터에 클램프한다. 이렇게 해서, 금형교환을 행하고 있다.

그렇지만, 종래의 금형교환작업에 있어서는, 이하와 같은 문제가 있다.

상술한 바와 같이, 미동모드에서의 미동조작에 의해서, 상형을 하형에 접근시키거나, 금형교환후에 슬라이드를 금형에 접근시키지만, 상기 운전버튼에 의한 미동조작에서는 슬라이드의 이동량의 제어가 매우 곤란하게 된다.

특히, 작업자가 능숙치 않을 경우에는 미동조작시의 이 이동량의 불균형이 크고, 미소이동량씩 정확하게 작동시키는 것은 매우 곤란하고, 형의 손상을 초래할 위험성이 크다고 하는 문제가 있다.

또한, 능숙한 작업자라도, 금형 근방에서의 조작은 매우 주의깊게 행할 필요가 있다. 이 때문에, 조작성이 나빠짐과 동시에, 정신적인 부담이 크기 때문에 피로도도 매우 커진다.

본 발명은, 상기 문제점에 감안해서 이루어진 것으로, 능숙치 않은 작업자라도, 슬라이드를 용이하고, 또한, 정확하게 미소이동시킬 수 있는, 작업성이 좋은 유압프레스의 미동장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제l특징은, 프레스본체의 상부에 설치된 유압식 실린더(4)의 신축에 의해 상하이동되는 슬라이드(3)와, 프레스본체의 하부에 고정 설치된 볼스터(5)를 설치하고, 상기 슬라이드(3)를 미동작동시키는 유압프레스의 미동장치에 있어서,

조작량에 비례한 슬라이드(3)의 이동량의 지령신호를 출력하는 이동량 지령입력수단(10)과,

슬라이드(3)의 이동허가지령을 출력하는 미동운전 스위치(11)와,

적어도 미동모드를 선택하기 위한 선택스위치(12)와,

솔레노이드부에 입력된 지령신호의 크기에 비례해서, 상기 실린더(4)의 신축속도를 제어하는 유량제어 서보밸브(14)와,

슬라이드(3)의 볼스터(5)로부터의 높이방향의 위치를 검출하는 리니어센서(6)와, 상기 선택스위치(12)로부터의 미동모드신호를 입력하고 있을 때, 또한, 상기 미동운전 스위치(11)로부터의 이동허가지령을 입력하고 있는 동안에만, 상기 이동량지령 입력수단(10)으로부터의 이동량 지령신호의 크기에 비례한 거리만큼 떨어진 목표위치에 슬라이드(3)가 이동하도록, 이 목표위치와 상기 리니어센서(6)로부터의 위치신호와의 편차값을 작게 하는 지령신호를 상기 유량제어 서보밸브(14)의 상기 솔레노이드부에 출력하는 제어기(13)를 구비한 구성으로 하고 있다.

본 발명의 제1특징에 의하면, 미동선택 스위치에 의해서 미동모드가 선택되고, 또한, 미동운전 스위치가 조작되어 이동허가지령이 출력되고 있을 때만, 예를 들면 수동펄서 등으로 구성되어 있는 이동량지령 입력수단에 의한 슬라이드의 미소이동이 가능해진다. 이 때, 이동량지령 입력수단의 조작량(예를 들면, 수동펄서의 조작회전각도)를 목표이동량에 따라 조정하면, 이 조작량에 비례한 거리만큼 슬라이드가 이동하도록, 슬라이드의 목표위치가 연산된다. 슬라이드의 현재위치를 리니어센서에 의해서 피드백하고, 상기 목표위치와 이 위치피드백신호와의 편차가 작아지도록 유량제어 서보밸브의 유량 및 방향이 제어되므로, 슬라이드를 구동하는 실린더는 목표위치에 소정의 미동속도로 위치제어 된다. 따라서, 이동량지령 입력수단의 소정의 조작량(수동펄서의 l펄스가 출력되는 회전각도)에 대한 슬라이드의 이동량을, 미동시에 원하는 단위미소이동량으로 설정해 둠으로써, 미소이동이 쉬워진다. 이 결과, 미동모드에서의 슬라이드의 미소이동조작을, 숙련자 이외에도 용이하게, 그리고 정밀도좋게 행할 수 있고, 금형손상의 우려가 없고, 금형교환 등을 단시간에 행할 수 있다. 이것에 의해, 미동작업시의 조작성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제2특징은, 프레스본체의 상부에 설치된 유압식 실린더(4)의 신축에 의해 상하이동되는 슬라이드(3)를 설치하고, 이 슬라이드(3)를 미동동작시키는 유압프레스의 미동방법에 있어서,

이동량지령 입력수단(10)의 조작량을 목표이동량에 따라 조정하고, 이 조작량에 비례한 거리만큼 슬라이드(3)가 이동하도록, 실린더(4)를 소정의 미동속도로 제어하는 방법으로 하고 있다.

청구항2에 기재된 발명에 의하면, 이동량지령 입력수단의 조작량(예를 들면, 수동펄서의 조작회전각도)을 목표이동량에 따라 조정하면, 이 조작량에 비례한 거리만큼 슬라이드가 이동한다. 따라서, 이동량지령 입력수단의 소정의 조작량에 대한 슬라이드의 이동량을, 미동시에 원하는 단위 미소이동량으로 설정하여 둠으로써, 미소이동이 용이하여 진다. 이 결과, 미동모드에서의 슬라이드의 미소이동조작을, 숙련자 이외에도 용이하게, 그리고 정밀도 좋게 행할 수 있고, 미동작업시의 조작성 및 작업성을 향상할 수 있다.

이하에, 본 발명에 관한 유압프레스의 미동장치 및 그 방법에 대해서, 도 1～도 4를 참조해서 상술한다.

도 1은, 본 발명에 관한 미동장치의 슬라이드 위치를 검출하는 리니어센서를 갖춘 유압프레스기계의 한 예를 나타낸 측면도이다.

프레스본체(1)의 좌우에 배치된 C프레임(2)의 상부에는 슬라이드(3)를 상하구동하는 유압식의 실린더(4)가 설치되어 있고, 하부에는 볼스터(5)가 고정 설치되어 있다. 그리고, 슬라이드(3)를 상하이동함으로써, 슬라이드(3)의 하면에 부착되는 상형(도면에 나타내지 않음)과, 볼스터(5)의 상면에 부착되는 하형(도면에 나타내지 않음)과의 사이에서 프레스가공을 행하도록 되어 있다.

또한, C프레임(2)의 상부와 슬라이드(3)의 후부와의 사이에는, 볼스터(5)에 대한 슬라이드(3)의 높이방향 위치를 검출하는 리니어센서(6)가 부착되어 있다. 리니어센서(6)는, 슬라이드(3)의 후부에 부착된 센서로드(6a)와, C프레임(2)의 상부전측에 부착된 센서헤드(6b)로 구성되어 있다. 또, 이 리니어센서(6)의 검출정밀도는 슬라이드(3)의 미소이동의 제어를 가능하게 하는 것이고, 금형교환시에 필요한 최소단위의 미소이동거리보다도 더욱 작은 거리(예를 들면, 최소이동거리의 1/10 정도)로 설정하고 있다.

도 2는, 본 발명에 관한 미동장치의 하드구성 블럭도이다.

이동량지령 입력수단(10)은 슬라이드(3)를 소정의 미소이동량식 이동시키는 이동지령을 제어기(13)에 출력하는 것으로, 이 이동량지령은 이동량지령 입력수단(l0)의 작업자의 조작량에 비례하여 출력한다. 즉, 이동량지령 입력수단(10)이, 예를 들면, 수동펄서 등에 의해 구성되어 있는 경우에는, 수동펄서의 조작회전각도의 크기에 따른 소정 펄스수의 이동지령 펄스열이 출력되고, 이 이동지령 펄스열의 각 펄스는 소정의 최소이동량에 상당하도록 구성되어 있다. 또한, 미동운전 스위치(11)는 상기 이동량지령 입력수단(10)에 의한 미소이동을 가능하게 하는 것이고, 이 스위치가 조작되어 있는 동안, 이동허가지령을 제어기(13)에 출력한다. 그리고, 미동선택 스위치(12)는 상기 이동량지령 입력수단(10)에 의한 미소이동을 행할 수 있는 「미동모드」를 선택하는 스위치이고, 이 미동모드신호를 제어기(13)에 출력하고 있다.

제어기(13)는, 예를 들면 마이크로컴퓨터 등을 주체로 해서 구성되어 있다. 그리고, 제어기(13)는, 상기 미동선택 스위치(12)로부터의 미동모드신호가 입력되어 있을 때, 또한, 상기 미동운전 스위치(11)로부터의 이동허가지령이 입력되고 있는 동안만, 상기 이동량지령 입력수단(10)으로부터의 이동량 지령의 크기(수동펄서는, 이동지령 펄스의 수)에 비례한 거리만큼 슬라이드(3)를 이동시키기 위한 지령신호를 유량제어 서보밸브(14)에 출력한다. 이 때, 제어기(13)로부터 유량제어 서보밸브(14)의 솔레노이드부(도면에 나타내지 않음)에, 미리 설정된 미소이동시의 미동속도의 크기에 비례한 전류지령이 출력된다.

또한, 유량제어 서보밸브(14)는, 도면에 나타내지 않은 유압펌프로부터 토출되고, 또한, 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량 및 방향을 제어하고 있고, 제어기(13)로부터의 전류지령신호의 크기 및 부호에 대응하여 이 압유의 유량 및 방향이 제어된다. 그리고, 실린더(4)는 이 제어된 압유의 유량 및 방향에 따라서 소정의 속도로 신축되어 슬라이드(3)를 상하 구동한다. 이 상하이동에 따른 슬라이드(3)의 현재위치는 리니어센서(6)에 의해 검출되고, 이 검출위치신호는 제어기(13)에 피드백되고 있다.

도 3은, 상기 미동장치의 기능구성 블럭도를 나타내고 있다.

이동량지령 입력수단(10)은, 예를 들면 수동펄서(20)와 펄스검출수단(21)과 지령값 발생수단(22)으로 구성되어 있다. 작업자가 수동펄서(20)를 소정각도로 회전시키면, 이 회전각도에 비례한 소정수의 펄스가 시계열적으로 늘어선 펄스열신호가 펄스검출수단(21)에 출력된다. 펄스검출수단(21)은 이 펄스열신호의 레벨변화를 검출하여 펄스수를 계수하고, 이 펄스수치신호를 지령값 발생수단(22)에 출력한다. 지령값 발생수단(22)은, 입력된 상기 펄스수치신호의 크기에 기초하여, 이동량지령을 지령출력유효 판정수단(23)에 출력한다.

또한, 미동운전 스위치(11)는 상술한 바와 같이 상기 이동량지령 입력수단(10)(즉, 수동펄서(20) 등)에 의한 미소이동을 가능하게 하고 있고, 이 스위치가 조작되고 있는 동안, 이동허가지령을 지령출력유효 판정수단(23)에 출력한다. 동일하게, 미동선택 스위치(12)는 「미동모드」가 선택되었을 때, 이 미동모드신호를 지령출력유효 판정수단(23)에 출력한다.

지령출력유효 판정수단(23)은, 상기 미동모드신호를 입력하고 있을 때, 또한, 상기 이동허가지령을 입력하고 있는 동안에만, 상기 이동량지령의 크기에 비례한 거리만큼 이동하도록, 위치지령을 출력한다. 이 위치지령과 상기 리니어센서(6)로부터의 위치피드백신호와의 편차신호가 서보앰프(15)에 입력되고, 이 서보앰프(15)는 상기 편차신호가 작아지도록 소정의 미동속도에 다른 전류지령신호를 유량제어 서보밸브(14)의 솔레노이드부에 출력하고, 따라서, 유량제어 서보밸브(14)는 실린더(4)를 소정의 미동속도로 신축한다. 이 결과, 슬라이드(3)는 소정의 미동속도로 이동량지령 입력수단(10)(수동펄서(20) 등)이 출력한 이동량지령에 따른 거리만큼 상하구동된다.

또, 수동펄서(20)를 이용한 경우, 그 출력의 단위펄스당의 슬라이드 이동량은 예를 들면 (1/100)㎜ 정도의 매우 미소거리로 하고 있고, 이것에 의해, 미소이동의 제어가 가능해진다. 또한, 미동이동인 경우의 슬라이드(2)의 속도는 (1/100)㎜/s～1㎜/s의 범위에서 선택적으로 제어 가능하게 하고 있다.

다음에, 지금까지 설명한 미동장치에 의한 미동모드시의 슬라이드(3)의 이동제어 플로우챠트를 도 4에 따라서 설명한다.

우선, 스텝101에서(지령출력유효 판정수단(23)), 제어기(13)는, 미동선택 스위치(12)의 미동모드신호가 입력되고, 또한, 미동운전 스위치(11)의 이동허가지령이 입력되고 있는가를 판정한다. 그리고, 양자가 모두 입력되어 있을 때는 스텝102로 이행하고, 적어도 어느 한쪽이 입력되어 있지 않을 때는, 종료처리로 이행하여 무처리로 종료한다.

스텝102에서는 (지령출력유효 판정수단(23)), 제어기(13)는 이동량지령 입력수단(10)으로부터의 이동량지령(수동펄서(20)로부터의 지령펄스수에 비례한 지령)을 입력하여, 스텝103에서, 이 이동량지령의 크기에 비례한 이동량만큼 이동하도록, 목표위치지령을 산출한다. 이 다음, 스텝104에서, 이 목표위치지령과, 리니어센서(6)로부터 입력하는 위치피드백신호와의 편차를 연산한다. 그리고, 다음에 스텝105에서 (서보앰프(15)), 상기 연산한 편차가 0이 되도록 유량제어 서보밸브(14)의 지령치를 연산하고, 그 지령값을 유량제어 서보밸브(14)에 출력한다. 이것에 의해서, 유량제어 서보밸브(14)가 실린더(4)의 신축속도를 제어하고 있다. 그리고, 상기 스텝104～105의 처리를 통상의 피드백제어 루프처리와 동일하게 반복처리함으로써, 슬라이드(3)는 지령된 이동량을 정확히 이동하여, 목표위치에 위치결정된다.

이상으로 설명한 바와 같이, 미동모드시에, 이동량지령 입력수단(10)의 조작량(예를 들면, 수동펄서(20)의 조작회전각도)에 비례한 미소이동량씩 슬라이드(3)를 이동시킬 수 있기 때문에, 상기 조작량을 조정함으로써, 용이하게, 또한, 정밀도 좋게 미소이동을 행할 수 있다. 이 결과, 숙련작업자가 아니더라도 슬라이드(3)의 미소이동을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 금형교환시의 조작성, 작업성을 향상할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 미동장치의 리니어센서를 장착한 프레스기계의 한 예를 나타낸 측면도이다.

도 2는, 본 발명에 관한 미동장치의 하드구성 블록도이다.

도 3은, 본 발명에 관한 미동장치의 기능구성 블럭도이다.

도 4는, 본 발명에 관한 미동장치의 제어플로우챠트예를 나타낸다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

l : 프레스본체 2 : C프레임

3 : 슬라이드 4 : 실린더

5 : 볼스터 6 : 리니어센서

10 : 이동량지령 입력수단 11 : 미동운전 스위치

12 : 미동선택 스위치 13 : 제어기

14 : 유량제어 서보밸브 15 : 서보앰프

20 : 수동펄서 21 : 펄스검출수단

22 : 지령값 발생수단 23 : 지령출력 유효판정수단

Claims (2)

1. 프레스본체의 상부에 설치된 유압식 실린더(4)의 신축에 의해서 상하이동되는 슬라이드(3)와, 프레스본체의 하부에 고정설치된 볼스터(5)를 설치하여, 상기 슬라이드(3)를 미동동작시키는 유압프레스의 미동장치에 있어서,

   조작량에 비례한 슬라이드(3)의 이동량 지령신호를 출력하는 이동량지령 입력수단(10);

   슬라이드(3)의 이동허가지령을 출력하는 미동운전 스위치(11);

   적어도 미동모드를 선택하기 위한 선택스위치(12);

   솔레노이드부에 입력된 지령신호의 크기에 비례해서, 상기 실린더(4)의 신축속도를 제어하는 유량제어 서보밸브(14);

   슬라이드(3)의 볼스터(5)로부터의 높이방향의 위치를 검출하는 리니어센서(6); 및

   상기 선택스위치(12)로부터의 미동모드신호를 입력하고 있을 때, 또한, 상기 미동운전 스위치(11)로부터의 이동허가지령을 입력하고 있는 동안에만, 상기 이동량지령 입력수단(10)으로부터의 이동량 지령신호의 크기에 비례한 거리만큼 떨어진 목표위치로 슬라이드(3)가 이동하도록, 이 목표위치와 상기 리니어센서(6)로부터의 위치신호의 편차값을 작게 하는 지령신호를 상기 유량제어 서보밸브(14)의 상기 솔레노이드부에 출력하는 제어기(13)를 구비한 것을 특징으로 하는 유압프레스의 미동장치.
2. 프레스 본체의 상부에 설치된 유압식의 실린더(4)의 신축에 의해서 상하이동되는 슬라이드(3)를 설치하고, 이 슬라이드(3)를 미동동작시키는 유압프레스의 미동방법에 있어서,

   이동량지령 입력수단(10)의 조작량을 목표이동량에 따라 조정하고, 이 조작량에 비례한 거리만큼 슬라이드(3)가 이동하도록, 실린더(4)를 소정의 미동속도로 제어하는 것을 특징으로 하는 유압프레스의 미동방법.

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